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昆虫性别决定级联的研究进展

文献类型： 中文期刊

作者： 刘雅婷;王文璐;陈宗泽;谢文;张友军

作者机构：

关键词： 昆虫;性别决定级联;初级信号;关键基因;可变剪接

期刊名称：昆虫学报

ISSN： 0454-6296

年卷期： 2023 年 02 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 性别决定是发育和进化生物学研究的一个重大问题。已知大多数昆虫的性别决定级联为:初级信号因子→性别决定关键基因→双性基因→性别分化基因。尽管遵循这样的模式,但不同昆虫的性别决定基因和调控机制各不相同,特别是性别决定初级信号因子存在较大分歧。自黑腹果蝇Drosophila melanogaster的初级信号被发现以来,人们陆续确定了蚊子、蜜蜂、金小蜂、家蚕Bombyx mori等模式昆虫的初级信号。初级信号的种类复杂多样,包括性染色体的剂量、雄性化因子（male-determining factors,M factors）、等位基因的杂合度、母代印记等,这在一定程度上增加了非模式昆虫的研究难度。尽管如此,昆虫性别决定级联的下游调控机制仍相对保守,特别是transformer （tra）+transformer2（tra2）→doublesex（dsx）/fruitless （fru）的调控模式在大多数昆虫中存在共性。tra通过感知初级信号而发生选择性可变剪接,并在tra2的帮助下实现其对自身及下游dsx和fru的剪接调控,从而维持性别发育。dsx作为级联末端的双性基因,是昆虫性别决定级联中最保守的基因。它在调控两性发育、求偶行为、外生殖器及性二态特征的形成方面均表现出高度的保守性。fru作为果蝇性行为的开关基因,几乎参与调控果蝇所有雄性性行为。它的功能在橘小实蝇Bactrocera dorsalis、埃及伊蚊Aedes aegypti、家蚕等多种昆虫中得到验证,成为理解昆虫复杂性行为的典型基因。了解昆虫性别决定级联,理清各性别决定基因的功能及其相互作用关系,是阐明性别决定机制的根本,为揭示昆虫性别决定的一般规律、推动昆虫性别决定上游调控机制的基础研究、实现昆虫的性别遗传操控提供理论基础。

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