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为探究核受体（NRs）在社会性蚜虫形态分化与行为分工中的作用，福建农林大学研究人员对竹梢凸唇斑蚜开展研究，鉴定出 21 个 NR 基因，发现 TLL、E75、HNF4 等参与生殖分工与发育，为解析社会性蚜虫发育调控机制提供新视角。
在昆虫世界中，社会性昆虫的分工协作一直是生物学领域的奇妙谜题。蚜虫作为一类特殊的社会性昆虫，其成虫通过独特的生殖分工产生具有相同遗传背景却形态行为迥异的若虫和兵蚜，这一现象背后的分子机制长期困扰着科学家。核受体（Nuclear Receptors, NRs）作为调控昆虫发育、代谢和生殖的关键转录因子家族，是否在蚜虫的这种特殊分化中扮演重要角色尚不清楚。福建农林大学的研究团队针对竹梢凸唇斑蚜（Pseudoregma bambucicola）这一典型社会性蚜虫展开研究，相关成果发表在《BMC Genomics》，为揭示社会性蚜虫的发育调控机制打开了新窗口。
为解答 NRs 在社会性蚜虫中的功能之谜，研究人员首先从竹梢凸唇斑蚜的基因组数据中系统鉴定 NR 基因家族成员，并结合转录组测序和实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）技术，分析不同发育阶段、生殖类型和 caste（群体等级）间的基因表达差异。同时，通过系统发育分析探讨 NR 基因的进化关系及复制丢失事件。
研究采用的关键技术包括：① 基于 Pfam 数据库的隐马尔可夫模型（HMM）搜索和 BLAST 比对，鉴定 NR 基因；② 利用 Trinity 和 HISAT2 进行转录组组装与比对，通过 DESeq2 筛选差异表达基因；③ 运用 MUSCLE 和 MEGA 5.2 构建系统发育树；④ 通过 RT-qPCR 验证 caste 特异性表达基因，实验涉及不同发育阶段（如 2 h 龄兵蚜、24 h 龄兵蚜等）的样本采集与多重复分析。
研究结果
1. 核受体基因的鉴定与特征分析
通过基因组分析，研究人员在竹梢凸唇斑蚜中鉴定出 21 个 NR 基因，分属 NR0-NR6 七个亚家族。其中，HR3 基因发生复制事件，产生 HR3P1 和 HR3P2 两个旁系同源基因，且 HR83 基因缺失配体结合域（LBD）。与其他昆虫相比，该物种缺失 KNI、HR96 和 NR2E6 基因，提示进化上的特异性。染色体定位显示，多数 NR 基因分散分布于 6 个连锁群，仅 HR3 基因家族呈簇状分布，可能与其功能特化相关。
2. 基因表达谱揭示 NRs 的功能分化
转录组分析表明，TLL 基因在产生不同后代类型的成虫母体组织中差异表达，暗示其参与生殖分工调控。E75 和 HNF4 在兵蚜胚后发育阶段（如 24 h 龄 vs 2 h 龄）表达显著下调，结合其在蜕皮激素信号和表皮形成中的作用，推测二者参与兵蚜的形态特化。RT-qPCR 进一步证实，HR4 和 HR39 在兵蚜中呈 caste 特异性低表达，且随发育时间差异扩大，提示其与兵蚜的发育停滞和不育表型相关。
3. 系统发育与进化分析
跨物种系统发育树显示，竹梢凸唇斑蚜的 NR 基因与果蝇、家蚕等昆虫的同源基因具有高度保守性，支持 NR 功能的跨物种一致性。HR3 基因的复制事件在进化树中形成独立分支，暗示其可能通过基因重复获得新功能，这为研究基因家族的适应性进化提供了范例。
结论与讨论
本研究首次全面解析了社会性蚜虫中 NR 基因的组成、表达模式及进化特征。研究发现，NRs 通过调控蜕皮激素信号通路（如 E75、HR4、HR39）和母体生殖环境（如 TLL），分别在兵蚜的形态分化和生殖分工中发挥关键作用。例如，HR4 和 HR39 的低表达可能阻断兵蚜的正常蜕皮和卵巢发育，导致其永久停留在一龄阶段并丧失繁殖能力；TLL 在母体神经或胚胎微环境中的表达差异，可能通过调控胚胎发育程序决定后代 caste 命运。
研究同时指出，竹梢凸唇斑蚜中部分 NR 基因（如 HR83、HR51）的低表达或功能缺失，可能与其专性寄生竹茎的生活习性相关，反映出基因功能与生态适应的协同进化。这些发现不仅填补了社会性蚜虫 NR 研究的空白，也为理解昆虫 sociality（社会性）的分子基础提供了新靶点。未来通过 RNA 干扰等技术进一步验证 NR 基因的功能，将有望揭示蚜虫 caste 分化的完整调控网络，并为害虫防治提供创新思路。
总之，这项由福建农林大学团队完成的研究，通过多组学整合与功能验证，系统阐明了 NRs 在社会性蚜虫发育与分工中的核心作用，为昆虫发育生物学和社会行为学研究提供了重要理论依据，也为跨物种比较研究核受体的进化与功能开辟了新方向。
