西南大学，上海生科院联合发Cell Research文章

　　

生物通报道：来自中科院上海生命科学研究院，西南大学的研究人员通过Ras1CA基因在家蚕后丝腺中特异地超表达，使蚕丝蛋白生产和丝的产量提高60%，而食物消耗量却只增加20%，桑叶蚕丝转化效率提高了30%，实现了让家蚕吃得少吐得多的构想。这一研究成果公布在《Cell Research》上。

《Cell Research》杂志是由中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所、中国细胞生物学学会共同主办，中国科学院上海生命科学信息中心承办的一份英文刊物，2001年首次获得影响因子，创造了中国人创办与出版的科技期刊首次突破2分的历史纪录，并且在之后的这些年里，影响因子逐步提升，2009年度影响因子达8.151，首次进入国际细胞生物学领域核心期刊前10%。

文章的通讯作者是西南大学的夏庆友教授，以及上海生命科学研究院的李胜研究员，其中夏庆友教授是家蚕研究方面的专家，曾在2003年-2005年，作为中国家蚕基因组计划主要研究人员利用霰弹法对家蚕530Mb全基因组进行测序，完成了世界第一张家蚕基因组框架图和第三张昆虫基因组图，这一成果公布在Science杂志上。

家蚕丝腺，特别是后丝腺生产的丝蛋白决定了蚕丝的产量。科学家曾通过传统杂交手段获得高产、抗病的新家蚕品种，使养蚕业获益匪浅。但好景不长，这种方法很快遭遇蚕丝产量停滞的瓶颈。由于蚕丝成分相当复杂，用转基因方法改变一种或数种丝蛋白，可能会改变丝的构造，降低蚕丝的品质。最好的办法是只让丝腺增大，但是别的组织器官不发生变化。

因此在这篇文章中，研究人员在一种叫做GAL4/UAS的转基因家蚕品系中进行实验，通过Ras1CA基因在家蚕后丝腺中特异地超表达，使蚕丝蛋白生产和丝的产量提高60%，而食物消耗量却只增加20%，桑叶蚕丝转化效率提高了30%，蚕丝质量没有受到明显影响，在蚕业生产上呈现出良好的应用前景。

这样就能把家蚕丝腺变大，但正常吐丝，并且不影响蚕丝的构造和蚕丝的品质。而GAL4/UAS转基因系统的最大优点是可在特定组织或者特定器官里使某基因获得功能或者丧失功能。所以，在后丝腺中特异性表达癌基因Ras，导致后丝腺轻度癌化，形成一个“良性肿瘤”：后丝腺变大，转基因家蚕正常吐丝，蚕丝构造和品质没有太大改变。而研究进一步发现，Ras1通过增大后丝腺体积和促进丝蛋白合成来提高蚕丝产量，是家蚕后丝腺发育的主效调控基因之一。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Ras1CA overexpression in the posterior silk gland improves silk yield

Sericulture has been greatly advanced by applying hybrid breeding techniques to the domesticated silkworm, Bombyx mori, but has reached a plateau during the last decades. For the first time, we report improved silk yield in a GAL4/UAS transgenic silkworm. Overexpression of the Ras1CA oncogene specifically in the posterior silk gland improved fibroin production and silk yield by 60%, while increasing food consumption by only 20%. Ras activation by Ras1CA overexpression in the posterior silk gland enhanced phosphorylation levels of Ras downstream effector proteins, up-regulated fibroin mRNA levels, increased total DNA content, and stimulated endoreplication. Moreover, Ras1 activation increased cell and nuclei sizes, enriched subcellular organelles related to protein synthesis, and stimulated ribosome biogenesis for mRNA translation. We conclude that Ras1 activation increases cell size and protein synthesis in the posterior silk gland, leading to silk yield improvement.

作者简介：

夏庆友，西南大学蚕学与生物技术学院院长、教授、农学博士、博士生导师，生物技术教研室主任，农业部蚕桑学重点实验室副主任，中国家蚕基因研究工作组组长，国际鳞翅目昆虫基因组计划专家委员会成员，享受国务院政府特殊津贴专家，我校首位“****”特聘教授。主要专业领域为蚕桑分子生物学、生物技术、基因组及生物信息学。

学术成就
　　培育新家蚕品种一对，克隆家蚕新基因20余个，获得省部级科学技术成果奖1项，获国家专利1项，参编学术专著1部，在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》、《昆虫学报》、《遗传》、《蚕业科学》、《西南农业大学学报》等学术刊物发表研究论文30余篇。2003年-2005年，作为中国家蚕基因组计划主要研究人员利用霰弹法对家蚕５３０Ｍｂ全基因组进行测序，经过组装拼接绘制了６×、覆盖９５％的高质量框架图。这是世界第一张家蚕基因组框架图和第三张昆虫基因组图。其成果论文在世界科学类权威学术期刊《ＳＣＩＥＮＣＥ》上发表；完成包含１０万个ＥＳＴ数据、三万两千个独立克隆、覆盖全家蚕基因组的70%的家蚕全基因组表达图谱构建和全基因组遗传和生物信息分析，建立了世界第一个家蚕基因组和遗传信息库；成为中国世界纪录协会世界第一个家蚕基因组和遗传信息库候选世界纪录；建立了家蚕转基因体系、基因功能干涉体系，研究发现了一批具有重要价值的新基因；攻克了一直困扰蚕桑界的蚕丝颜色课题，已研发现出红、黄、蓝、粉红等40余个自然彩色蚕茧品种；发现了家蚕的控制性别基因和发育免疫等五大功能基因。这些结果被誉为１００年以来蚕业科学发展史上的里程碑，受到国际同行的高度评价，奠定了我国桑蚕学研究世界第一的地位，同时也将带来蚕业科学和蚕丝产业的革命性变化。
　　作为主研人员承担了“六.五”、“七.五”、“八.五”国家攻关计划家蚕品种培育研究4项，农业部、四川省重大攻关项目等8项；承担了国家自然科学基金项目、863计划等5项，国家重大基础前期研究专项（973计划）1项，院士基金1项；承担了留学基金、日本文部省重点基础研究项目及中、日国际合作研究项目6项；培养硕士、博士研究生20余名。
 

李胜

研究方向 昆虫发育遗传学

研究工作 我们以果蝇和家蚕为模式，整合生理、生化、细胞、分子、遗传和组学研究方法和手段，在细胞、器官和个体水平上研究昆虫变态发育。有三个相辅相成的研究方向（代表性成果）：

1、保幼激素和蜕皮激素的信号传导(Liu et al., Development 2009; Huang et al., Development 2011)；
2、昆虫变态发育的激素调控机制(Li, Cell Research 2010; Tian et al., BMC Genomics 2010)；
3、转基因家蚕技术及其应用（Ma et al., Cell Research 2011 专利申请号201010118072.8）。
获奖情况 2000年，中国科学院彭荫光奖学金一等奖
2006年，中国科学院“****”入选；2007年，中国科学院“****”择优支持
2007年，上海市“浦江人才计划”；2009年，评审结果“优”；2010年，上海市重点课题持续支持
2010年，赛诺菲-安万特-中国科学院上海生命科学研究院优秀青年人才奖励基金

个人简介 1990.9 - 1994.7 湖南师范大学生物系 理学学士
1994.9 - 1997.7 上海水产大学渔业学院 农学硕士
1997.9 - 2000.7 中国科学院上海昆虫研究所 理学博士
2000.8 - 2001.7 意大利Universita of Basilicatà生物系 博士后
2001.8 - 2004.12 美国Illinois State University生物系 博士后
2005.1 - 2006.8 美国Johns Hopkins University医学院分子生物学和遗传学系 博士后
2006.8 - 现在 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所 研究员

中国昆虫学会生理生化与分子生物学专业委员会 理事
中国昆虫学会上海市昆虫学会 理事
中国动物学会比较内分泌学专业委员会 理事
Frontiers in Experimental Endocrinology 编委
Entomological Research 编委
应用昆虫学报 编委