编辑推荐：
豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica，CBT）既是农业害虫，也是食用昆虫资源。其滞育机制不明，阻碍人工养殖。研究人员分析 CBT 五龄幼虫取食和滞育期唾液腺 mRNA 和蛋白质谱，发现 172 个显著变化的基因或蛋白。该研究为揭示滞育分子基础提供多组学资源。
在广袤的农业世界里，豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica，CBT）可是个 “双面角色”。一方面，它是让农民头疼不已的农业害虫，肆意啃食大豆等豆科作物的叶片，严重时甚至能导致作物绝收，给农业生产带来巨大损失；另一方面，它又摇身一变，成为了餐桌上的美食，其幼虫富含营养，在中国有着悠久的食用历史，经烹饪或加工后备受欢迎，还催生了颇具规模的人工养殖产业，为当地经济发展贡献力量 。
然而，豆天蛾的滞育现象却成了人工养殖路上的 “绊脚石”。每年 9 月，五龄后期的豆天蛾幼虫就会钻进土壤，进入长达 8 - 9 个月的滞育期，一直要到次年 6 月中旬才结束。这漫长的滞育极大地延缓了幼虫发育，严重制约了人工养殖的效率和规模。尽管科研人员在昆虫滞育的生理和进化生态学研究上已经取得了不少成果，但对于豆天蛾滞育过程中消化退化、代谢酶抑制等关键环节，仍然知之甚少。
为了攻克这些难题，江苏农业科学院休闲农业研究所、北京农学院植物科学技术学院以及杭州师范大学生命与环境科学学院的研究人员携手，开展了一项极具意义的研究。他们深入剖析豆天蛾五龄幼虫取食（暴食期）和滞育期唾液腺的 mRNA 和蛋白质谱，试图从分子层面揭开豆天蛾滞育的神秘面纱。这项研究成果发表在《Scientific Data》上，为深入理解昆虫滞育机制带来了新曙光。
研究人员在此次研究中，运用了多种关键技术方法。首先是样本采集与处理，从江苏淮安涟水的大豆田采集五龄 CBT 幼虫，将其分为滞育和非滞育样本，在无菌条件下解剖出唾液腺。接着进行 RNA 提取和转录组测序，利用 TaKaRa MiniBEST Universal RNA Extraction Kit 提取总 RNA，构建测序文库后在 Illumina HiSeq X - Ten 平台测序。蛋白质相关实验则包括蛋白质提取、定量、酶解和 LC - MS/MS 分析，全面获取蛋白质信息。最后，运用生物信息学方法对转录组和蛋白质组数据进行深度挖掘 。
转录组分析
研究人员对提取的 RNA 进行测序，获得了大量原始数据，经过质量评估和筛选后，得到高质量的清洁数据。通过与 CBT 参考基因组比对，使用 StringTie 对转录本进行定量，再利用 DESeq2 进行差异表达分析。结果发现，滞育幼虫中有 1178 个基因显著上调，1016 个基因显著下调。这表明滞育过程中，豆天蛾唾液腺的基因表达发生了大规模的改变，涉及众多生物学过程的调控。
蛋白质组分析
在蛋白质组实验中，研究人员对唾液腺蛋白质进行提取、定量和酶解处理后，通过 LC - MS/MS 分析，结合 DIA - NN 软件搜索和 limma 包进行差异蛋白表达分析。最终鉴定出 6474 个独特蛋白质，其中滞育幼虫中有 871 个蛋白质显著上调，875 个蛋白质显著下调。这些差异表达的蛋白质，与转录组数据相互补充，共同揭示了滞育期唾液腺的生理变化。
多组学整合与富集分析
整合转录组和蛋白质组数据，研究人员发现共有 61 个基因或蛋白质在滞育后上调，111 个下调。通过基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析，发现这些差异表达的基因和蛋白质与多种生物学过程密切相关。例如，非同源末端连接途径显著上调，而冠状病毒病 - COVID - 19、核糖体和内质网蛋白质加工等途径在滞育幼虫中也呈现显著变化，这些结果暗示了滞育过程中复杂的分子调控网络。
此次研究意义重大。从基础研究角度来看，它为深入了解昆虫滞育的分子机制提供了丰富的多组学数据资源，有助于揭示昆虫如何在滞育期间调整自身生理状态以应对恶劣环境。从应用角度出发，研究成果有望为优化豆天蛾人工养殖技术提供关键的理论支持，通过调控滞育相关基因和蛋白质的表达，缩短滞育期，提高养殖效率，推动豆天蛾人工养殖产业的蓬勃发展。同时，也为其他昆虫滞育研究和害虫防治策略的制定提供了重要参考，在农业生产和昆虫学研究领域都具有广阔的应用前景。
