1 月 19 日，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所黄勇平研究组和谭安江研究组在国际学术期刊 PLOS Genetics 上发表了研究论文 Bombyx mori P-element Somatic Inhibitor (BmPSI) Is a Key Auxiliary Factor for Silkworm Male Sex Determination。该研究报道了家蚕雄性性别决定中的一个关键辅助因子 BmPSI。

 

不同的昆虫类群具有高度多样性的性别决定机制。家蚕是研究鳞翅目昆虫遗传和发育的模式昆虫，其性染色体系统是 ZZ/ZW 型，雌性个体是异型配子型的 ZW，雄性个体是同型配子型的 ZZ，在雌性个体的 W 染色体上有一个雌性性别决定因子 Fem（female-enriched PIWI-interacting RNA）。Fem 是一个 piRNA，可以通过靶标下游基因 BmMasc 来控制 Bmdsx 的性别特异性剪接。家蚕雌性性别决定的初级信号虽然已经得到鉴定，但目前家蚕性别决定的基因调控网络还没有得到深入阐明。

 

该研究利用 CRISPR/Cas9 等遗传操作手段，对家蚕中一系列与性别决定和分化相关的同源基因进行了系统性敲除，调查了这些突变体的性二态特征，并在分子水平上分析了这些基因之间的相互影响。结果发现，在 BmPSI 突变体中，雌性个体的性别发育和分化不受影响，而在雄性个体中，BmPSI 的突变导致了雌性化特征的出现，进一步分析发现 BmPSI 可以调控 Bmdsx 的剪接和 BmMasc 的转录表达，从而确定了 BmPSI 在家蚕雄性性别决定和分化中的重要作用。该项研究为家蚕性别决定通路相关基因的功能研究提供了遗传学和表型证据，也为深入阐明昆虫的性别决定和调控机制提供了进一步的理论依据。

 

该工作主要由博士生许军完成。项目得到了中科院战略先导 B 项目和国家自然基金委的资助。