保幼激素调控龟纹瓢虫生殖发育分子机制被揭示

近日，中国农业科学院棉花研究所棉花虫害与生物安全创新团队利用动态转录组分析、基因沉默技术开展了保幼激素调控龟纹瓢虫卵子发生和卵黄生成研究，从生理水平与基因转录水平阐述了保幼激素对龟纹瓢虫生殖发育的调控作用，为龟纹瓢虫的规模化人工饲养奠定了理论基础。相关研究成果发表在《基因组学（Genomics）》上。据团队首席崔金杰研究员介绍，龟纹瓢虫是农田生态系统中的优势捕食性天敌，其幼虫、成虫均可捕食蚜虫、烟粉虱、蓟马等害虫，且寿命长、耐热耐药，是一种极具产业化前景的天敌昆虫。如果能人工规模化饲养龟纹瓢虫，并释放到田间，则可有效地控制农田害虫，减少杀虫剂使用，有利于生态环境保护。然而，目前人工饲养的龟纹瓢虫产卵前期长，产卵量少，卵孵化率低，甚至不能完成整个生育周期。近年来，相关研究表明保幼激素是调控龟纹瓢虫生殖发育最重要的激素。因此，解析保幼激素调控龟纹瓢虫生殖发育的分子机制是破解人工饲养龟纹瓢虫瓶颈的前提。该研究从生理水平探究了龟纹瓢虫的发育与生殖过程及卵子发生规律，测定了全生育期龟纹瓢虫保幼激素滴度变化动态，发现保幼激素滴度在龟纹瓢虫成虫羽化初期显著升高。在基因转录水平，保幼激素合成与代谢相关基因的表达水平在龟纹瓢虫卵子发生前期（成虫羽化初期）显著升高。沉默保幼激素受体基因后，发现龟纹瓢虫卵子发生与卵巢成熟过程均受到显著抑制，表明保幼激素启动了龟纹的卵子发生、调控其生殖发育。该研究为进一步攻克龟纹瓢虫人工饲养繁殖力差、卵孵化率低的难题奠定了理论基础，有利于推动天敌昆虫繁育的产业化。该研究得到了中国农科院科技创新工程等的资助。原文链接https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2021.06.002