综述:家蚕翅膀发育的分子基础及调控网络

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Insect Science 3

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  这篇综述系统阐述了家蚕(Bombyx mori)翅膀发育的多维度调控机制,整合了20-羟基蜕皮酮(20E)与保幼激素(JH)的激素拮抗作用、Hippo/Hox/Hedgehog/Wnt等核心信号通路网络对翅盘(wing disc)增殖分化的协同调控,以及突变体表型(无翅/残翅/微翅)与通路关联性,为昆虫多样性进化研究和农林害虫防治提供了分子框架。

  

Abstract

翅膀作为昆虫多样性与环境适应的关键器官,其发育始于翅盘这一原基结构。家蚕作为研究昆虫翅膀发育的经典模型,其翅盘发育受多维因素调控:20E与JH通过动态拮抗调控发育相关基因;Hox和Hedgehog(Hh)通路参与体节附肢形态建成,Wnt和Hippo通路主导细胞增殖与极性建立,而JAK/STAT(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription)与凋亡通路则关联免疫平衡。自然进化与基因编辑产生的无翅、残翅等表型突变体,为研究提供了丰富材料。

Graphical Abstract

家蚕翅膀发育的核心调控网络呈现多维交互特征:Notch/microRNA参与时序调控,Wnt确立背腹轴极性,Hippo通路通过Yki(Yorkie)效应分子协调细胞增殖/分化平衡。激素调控层面,20E通过EcR/USP受体复合物激活蜕皮程序,而JH通过Met/Kr-h1途径抑制变态。表型-通路关联分析揭示,vg(vestigial)突变与Hippo通路失调相关,而微型翅表型可能涉及Wnt2b表达异常。

应用启示

该综述提出"表型驱动通路网络重构"策略,补充了果蝇/蝴蝶等物种的翅膀发育研究空白。家蚕驯化过程中呈现的"形态-功能-环境"协同进化视角,为昆虫分类学与物种多样性研究提供新范式,同时基于通路干预的靶向设计(如通过JH类似物抑制害虫翅发育)为农林害虫防控开辟了新思路。

(注:全文严格依据原文内容缩编,专业术语如20-hydroxyecdysone、JAK/STAT等均保留原文大小写格式,关键结论如"phenotype-driven pathway network reconstruction"等均为原文直接引用)

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