蠶學外文學術論文摘要選譯

1.TONG X L，HAN M J，DAI F Y，et al.Highresolution silkworm pan-genome provides genetic insights into artificial selection and ecological adaptation.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-33366-x.（2022）.

［題 目］高分辨率桑蠶泛基因組為家蠶人工選擇與生態適應研究提供了遺傳基礎

［摘 要］家蠶是重要的絹絲經濟昆蟲，蠶絲也享有“纖維皇后”的美譽。目前，家蠶的參考基因組已經無法滿足家蠶遺傳多樣性研究及分子育種的更高需求。因此，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室的代方銀課題組對1078個桑蠶品系進行了深度重測序，并對其中545個代表性品系進行了基因組三代測序及從頭組裝。在本研究中，研究者團隊構建了一個幾乎覆蓋了桑蠶物種所有基因組信息的高分辨率泛基因組數據集，發現在桑蠶群體中存在高密度的基因組變異，鑒定到7308個新基因、4260個核心基因（22%）以及343266 個非冗余結構變異，還發現了數百個可能與家蠶的人工選擇（馴化及育種）相關的基因和結構變異。此外，作者重點研究了其中的4 個基因，這些基因分別控制2 個經濟性狀（產絲量和絲纖度）以及2個生態適應性性狀（卵滯育和幼蟲警戒色）。綜上，該種群級的規?；蚪M資源將有力推動家蠶功能基因組的研究及家蠶育種工作的發展。

（沈姜宏整理）

2.CHEN X D，WANG Y F，XU S Q，et al.Ectopic expression of sericin enables efficient production of ancient silk with structural changes in silkworm.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-34128-5.（2022）.

［題 目］絲膠的異位表達使家蠶能夠高效地生產具有結構轉變的蠶絲

［摘 要］蠶絲是一種結構獨特、性能優良的超長天然蛋白質纖維。目前，具有高性能的創新結構蠶絲需求較大，因此也成了行業瓶頸。蘇州大學的徐世清課題組通過piggybac 介導的轉基因技術使外層絲膠蛋白SER3 在家蠶的后部絲腺（PSG）異位表達，然后分泌到內層絲素蛋白中，從而得到了一種蠶絲蛋白纖維中散布絲膠微粒的新型蠶絲。PSG分泌的水溶性SER3 蛋白能夠使P25 從Fib-H/Fib-L/P25聚合物的絲素單元中脫離，并在絲素層和絲膠層之間聚集，從而提高了絲素膠體在家蠶絲腺中的水溶性和穩定性，提高了結晶能力，改善了蠶絲纖維的機械性能以及濕度調節性能。此外，該家蠶突變體克服了存活率低、絲腺發育異常等問題，從而提高了繭絲的生產效率。綜上，作者在本研究中提供了一種絲腺轉基因靶蛋白選擇策略，以改變蠶絲纖維結構并革新其性質，也為生產具有新功能的蠶絲纖維提供了一種高效、綠色的方法。

（沈姜宏整理）

3.YAN J，XUE Z，DONG H，et al.Nutrition regulates the expression of storage proteins in Bombyx mori via insulin-like/FoxO signaling pathway.Insect Biochem Mol Biol.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103847.（2022）.

［題 目］營養通過胰島素樣/FoxO 信號通路調節家蠶儲存蛋白的表達

［摘要］昆蟲血清蛋白也稱為儲存蛋白（SPs），作為氨基酸庫，其是一種六聚體蛋白，對大多數昆蟲的蛹和胚胎的發育起到重要作用。在這項研究中，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室的侯勇老師團隊分析了家蠶中SP基因的表達和調控途徑。他們觀察到幼蟲脂肪體中的BmSPs在饑餓后顯著降低，表明該蛋白可以響應營養缺乏。他們進一步分析了BmSPs的表達與胰島素樣信號通路（ILS）之間的關系，以研究BmSPs的表達調節，結果顯示，胰島素可上調BmSPs的表達，但ILS 通路蛋白的抑制劑PI3K下調了BmSPs在家蠶幼蟲中的表達。在體外培養的脂肪體和BmE細胞中也觀察到類似的結果。通過在BmE 細胞和家蠶幼蟲中過表達ILS 轉錄因子FoxO，作者發現BmFoxO對BmE細胞和幼蟲中BmSPs的表達都有負調節作用。此外，在饑餓處理下，BmFoxO去磷酸化并從細胞質轉移到細胞核。最后，作者利用電泳遷移和染色質免疫共沉淀實驗，在BmSP1 轉錄起始位點上游-2627-2644 bp 上發現一個潛在的BmFoxO 的結合元件。綜上所述，他們的研究結果表明，營養攝入后通過ILS/FoxO 信號通路觸發了BmSPs的表達。這項研究為進一步研究昆蟲SP基因的表達和調控提供了參考。

（周婷婷整理）

4.TIAN Y L，FU T Y，ZHONG Q E，et al.Homeobox protein A1-like（Hox A1-like）and DNA methylation regulate embryo-specific ZnF 615 gene expression and embryonic development in the silkworm Bombyx mori.Insect Sci.DOI：10.1111/1744-7917.13152.（2022）.

［題 目］同源異型盒蛋白A1 樣蛋白（Hox A1-like）和DNA 甲基化調節家蠶胚胎特異性基因ZnF615的表達和胚胎發育

［摘 要］DNA甲基化和轉錄因子在基因表達和動物發育中發揮作用。在昆蟲中，DNA 甲基化能夠修飾基因體，但DNA 甲基化和轉錄因子如何調節基因表達尚不清楚。華南師范大學的田玉林等人在本研究中調查了DNA 甲基轉移酶1（Dnmt1）下游基因家蠶鋅指蛋白615（ZnF 615）表達的調控機制及其對胚胎發育調控的影響。他們通過逐步截短ZnF615基因的啟動子，發現-223和-190 nt區域含有同源異型盒（Hox）蛋白順式調節元件（CREs），并且對ZnF615的轉錄影響最大。RNA干擾（RNAi）介導的Hox家族基因的敲低和過表達表明Hox A1-like可以提高ZnF615 的mRNA 水平。進一步的研究表明，Hox A1-like 通過直接結合其啟動子的-223 和-190 nt 區域來調節ZnF615 的表達。同時Hox A1-like 和Dnmt1 的敲低或過表達可以顯著抑制或增強單一基因對ZnF615 表達的調控作用，這表明基因本身的DNA甲基化和轉錄因子與啟動子的結合對于基因表達至關重要。Hox A1-like和Dnmt1的敲降可引起胚胎發育延緩和孵化率降低。綜上所述，這些數據表明Hox A1-like 和DNA 甲基化通過增強ZnF615 的表達，從而影響家蠶胚胎的發育。

（周婷婷整理）

5.YU L，CAO Y，GE S，et al.Identification of key genes involved in resistance to early stage of BmNPV infection in silkworms.Viruses.DOI：10.3390/v14112405.（2022）.

［題 目］家蠶抗BmNPV 感染早期關鍵基因的鑒定

［摘 要］家蠶核型多角體病毒（BmNPV）是制約蠶桑產業可持續發展的最嚴重病原體之一。目前，針對家蠶BmNPV感染尚沒有有效的治療方法，且其家蠶對BmNPV的抗性機制也不清楚。在本研究中，江蘇科技大學蠶桑研究所的于林元等人對易感品系白玉和抗性品系白玉N在BmNPV感染后0、1、3、6、9 h的5個不同時間點的中腸進行了轉錄組比較分析，以檢測這些家蠶感染BmNPV后的早期轉錄變化。在白玉和白玉N 品系中，分別鑒定到1911和1577個差異表達基因，涉及48條代謝通路。在這些通路中，有8個共有通路在兩個品系都能響應BmNPV感染。值得注意的是，4個基因（BGIBMGA08815、BGIBMGA003935、BGIBMGA003571、BGIBMGA010059）在白玉品系中表達量上調，而在白玉N 品系中下調。這四個基因在抗性品系中的表達受到抑制，突出了它們在早期病毒復制抗性中的潛在作用。因此，他們的研究為進一步探究家蠶BmNPV感染的機制和BmNPV感染的潛在治療提供了一個新的途徑。

（袁亞杰整理）

6.QIN S，SUN L，ZHANG S，et al. BmAbl1 regulates silk protein synthesis via glutathione metabolism in Bombyx mori.Insects.DOI：10.3390/insects13110967.（2022）.

［題 目］Bmabl1 通過谷胱甘肽代謝途徑調節家蠶絲蛋白合成

［摘 要］家蠶是由野桑蠶馴化而成的一種經濟昆蟲，以桑葉為食并產蠶絲。在本研究中，江蘇科技大學生物技術學院的秦笙等人證實了BmAbl1基因在蠶絲蛋白合成中的作用。抑制和敲除BmAbl1可以降低幼蟲體重和CSW（繭層重）。發現BmAbl1對CSW 的影響不在轉錄水平上，而是在翻譯水平上。轉錄組分析結果顯示，BmAbl1敲除品系和對照組之間的氨基酸合成和代謝過程有很大差異，特別是谷胱甘肽的代謝。谷胱甘肽代謝異常導致絲素蛋白的主要成分游離甘氨酸和絲氨酸含量降低，最終導致絲素蛋白合成減少，包括絲素重鏈、絲素輕鏈和p25 蛋白。這一發現揭示了BmAbl1 在蠶絲蛋白合成過程中的作用。

（袁亞杰整理）

7.YANG X，CHEN D B，ZHENG S R，et al.BmHen1 is essential for eupyrene sperm development in Bombyx mori but PIWI proteins are not.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103874.（2022）.

［題 目］BmHen1基因而不是PIWI蛋白對于家蠶有核精子發育至關重要

［摘 要］在鱗翅目昆蟲中，精子二型性是一個顯著的特征，雄性具有兩種不同類型的精子。這兩種精子形態對受精都是必不可少的：有核精子攜帶DNA 并使卵子受精，而無核精子沒有細胞核，是輔助有核精子運輸到卵子所必需的。在這項研究中，中國科學院植物生理生態學研究所黃勇平教授團隊發現BmHen1基因編碼了一種修飾piRNAs的甲基轉移酶，是鱗翅目模式昆蟲——家蠶有核精子發育所必需的。BmHen1 功能缺失導致雌性與雄性均不育。與野生型雌性個體相比，BmHen1雌性突變體產卵量較少，而且卵的形態存在缺陷。他們對BmHen1 雄性突變體化蛹第7 天的精巢進行免疫熒光分析發現有核精子的細胞核形成有明顯缺陷，而無核精子是正常的。在小鼠、線蟲、果蠅等物種中，piRNA生物發生通路中的功能因子在性腺發育中起重要作用；為此，他們構建了編碼piRNA生物發生途徑核心元素Siwi和BmAgo3的基因突變個體。令他們驚訝的是，Siwi和BmAgo3 突變體雄性生殖系統中未觀察到明顯的表型，這說明家蠶精子的發育不依賴于piRNAs。由于BmHen1突變體的精子發育表型與BmPnldc1突變體的表型相似，他們隨后對來自這兩個突變體的精子束進行了RNA測序分析。他們發現有核精子的缺陷是由參與能量代謝的基因表達失調引起的?？傊?，他們的研究結果證明了BmHen1在有核精子發育中的重要作用，并證明了家蠶的精子發生獨立于PIWI 蛋白。他們的研究結果為鱗翅目害蟲防治提供了潛在的靶標，并拓寬了對鱗翅目昆蟲繁殖的認知。

（楊宗蒙整理）

8.WANG Y，DU T Y，LI A N，et al.Establishment and application of a silkworm CRISPR/Cas9 tool for conditionally manipulating gene disruption in the epidermis.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103861.（2022）.

［題 目］CRISPR/Cas9 介導的家蠶表皮特異性基因敲除系統的建立及應用

［摘 要］空間或時間特異性基因敲除系統（條件性基因敲除系統）是研究發育過程分子機制的重要工具。表皮對于昆蟲的健康和生存是必不可少的，但目前缺乏表皮特異性基因敲除系統的相關研究。重慶大學生命科學學院張澤教授團隊通過比較轉錄組學分析，首次鑒定了家蠶表皮特異性表達基因BmCPG25。在此基礎上，建立了由BmCPG25啟動子驅動cas9 蛋白表達的組織特異性基因敲除系統。免疫組化分析表明，該系統中地cas9 蛋白在表皮細胞的細胞核中特異性表達。他們還通過分別敲除表皮特異性表達基因Cpr21和全身性表達的表皮蛋白基因Cph18 驗證了該系統的效率。綜上所述，他們成功構建了一個條件性基因敲除系統來操縱表皮細胞的基因編輯，為研究表皮發育的分子機制提供了有價值的方法。

（楊宗蒙整理）

9.CAI R，CHEN X，YANG W，et al.POUM2 homeostasis regulates intimal remodeling and cells fate in the anterior silk gland of the silkworm.International Journal of Biological Macromolecules.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2022.11.135.（2022）.

［題 目］POUM2 穩態調節家蠶前部絲腺內膜重塑和細胞命運

［摘 要］組織/器官重塑和細胞命運的決定在動物生命周期中起著關鍵作用。然而，在昆蟲中，特別是在家蠶中，對它們的了解仍然很少。家蠶的前部絲腺（ASG）對絲纖維的形成及其性能至關重要，但ASG 重塑和細胞命運決定的調節機制尚不清楚。在這個研究中，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室的何華偉研究團隊發現沉默POUM2 會導致ASG長度縮短、內膜結構缺陷、吐絲失敗以及由此導致的裸蛹死亡，但ASG 的細胞數量沒有受到影響。細胞染色顯示，ASG中的DNA核內復制沒有受到影響。透射電鏡和幾丁質染色顯示，在蛻皮期間，ASG中的角質層蛋白和幾丁質顯著減少。轉錄水平分析表明，蛻皮期角質層蛋白和幾丁質合成酶的表達模式與POUM2相似，POUM2表達的下調降低了角質層蛋白、幾丁質合成酶、自噬和凋亡相關基因的表達水平。而POUM2 過表達導致的表型與POUM2 下調的表型相似。POUM2 過表達細胞染色顯示ASG 細胞顯著凋亡，細胞數量減少，DNA 核內復制受到抑制。轉錄水平分析顯示自噬和凋亡相關基因以及一些角質層蛋白和幾丁質合成酶的表達量顯著上調。結果表明，POUM2 穩態調節ASG 內膜重塑和細胞命運，從而影響ASG 的發育、蠶的吐絲和變態。他們的研究不僅為家蠶絲性能的遺傳改良和分子育種提供了潛在的分子靶點，還為POU 因子介導的組織重塑和細胞命運決定提供了新的見解。

（鄭露整理）

10.LIU J，HONG W，LI M，et al.Transcriptome analysis reveals immune and metabolic regulation effects of Poria cocos polysaccharides on Bombyx mori larvae.Frontiers in Immunology.DOI：10.3389/fimmu.2022.1014985.（2022）.

［題 目］轉錄組分析揭示茯苓多糖對家蠶幼蟲的免疫和代謝調節作用

［摘 要］茯苓多糖（Poria cocos polysaccharides，PS）是一種具有抗病毒、抗氧化、免疫調節等多種藥理作用的中藥。廣東藥科大學的吳功慶等人以家蠶為模型動物，通過檢測先天免疫參數的變化來評估PS的免疫調節作用，并使用Illumina HiSeq Xten平臺探索PS 免疫調節作用的潛在分子機制。結果表明，血腔注射PS 顯著增強了家蠶的細胞免疫，包括血細胞吞噬、微聚集和傳播能力。通過差異表達分析，共篩選到335個差異表達基因，包括214個上調基因和121個下調基因?；蜃⑨尯透患治鲲@示，許多與免疫信號識別、解毒、proPO（prophenoloxidase activating system，酚氧化酶原激活系統）激活、碳水化合物代謝和脂質代謝相關的差異表達基因在PS處理組中顯著上調。KEGG 富集分析結果表明，在PS 處理組中上調表達的差異表達基因主要與免疫信號轉導途徑和能量代謝有關。此外，在注射PS的幼蟲中，與免疫和能量代謝相關的4種酶（酚氧化酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、己糖激酶和脂肪酸合成酶）的活性均顯著增加。為進一步驗證轉錄組數據的可靠性，他們利用qRT-PCR 檢測了免疫和代謝相關基因的表達模式，結果也表明，PS 可以通過增強細胞免疫以及調節免疫應答和生理代謝相關基因的表達水平來調節家蠶的免疫。這些發現將為PS作為免疫調節劑用于人類或動物疾病預防奠定科學基礎。

（鄭露整理）