家蚕BmBic-C基因调控卵子发生的分子机制及其在鳞翅目害虫精准防控中的潜在应用

本研究针对家蚕卵子发生障碍突变体smn的表型机制，通过基因定位发现BmBic-C基因的Organdy转座子插入导致其表达下调。研究人员采用CRISPR/Cas9基因编辑、比较蛋白质组学和生物信息学分析，揭示BmBic-C通过调控卵黄蛋白(Vg)内吞、细胞自噬和凋亡通路维持卵巢稳态，为鳞翅目害虫生殖调控提供了新靶点。

　　

在昆虫生殖生物学领域，卵子发生障碍一直是困扰科研人员的难题。家蚕作为鳞翅目模式生物，其smⁿ突变体表现出典型的卵泡发育延迟和退化表型，但背后的分子机制长期未明。西南大学家蚕基因组研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，首次揭示了BmBic-C基因在家蚕卵子发生中的核心调控作用。

研究人员采用基因定位、CRISPR/Cas9基因敲除、免疫荧光染色和比较蛋白质组学等技术，结合国家家蚕基因资源库提供的smⁿ突变体及野生型品系展开研究。

【主要发现】

1. 基因定位分析：通过F₂群体连锁分析锁定smⁿ突变位点，发现BmBic-C基因上游存在Organdy转座子插入，导致其表达量显著降低。

2. 表型验证：CRISPR/Cas9敲除BmBic-C成功复现smⁿ表型，证实该基因缺失会导致卵黄蛋白(Vg)吸收效率下降和卵泡退化。

3. 机制解析：蛋白质组学鉴定到633个差异表达蛋白(DEPs)，GO和KEGG分析显示BmBic-C通过调控细胞迁移(如Rk基因)、内吞(lqfR)、自噬(ATG16)和凋亡(TRIAP1)等多条通路维持卵巢发育。

4. 进化分析：系统发育研究表明Bic-C在鳞翅目中高度保守，经历纯化选择，提示其在生殖调控中的普适性功能。

该研究不仅阐明了BmBic-C通过多通路网络调控卵子发生的分子机制，更创新性地提出针对该基因物种特异性可变区的精准防控策略，为鳞翅目害虫种群管理提供了新思路。研究采用的跨组学分析方法也为其他昆虫生殖障碍研究建立了范式，具有重要的理论价值和应用前景。