高效hyPBase介导的转基因技术推动双斑蟋蟀功能获得性研究的突破

本文系统验证了超活性piggyBac转座酶（hyPBase）在双斑蟋蟀（Gryllus bimaculatus）中实现高效体细胞与种系转化的突破性能力。通过诱导aaNAT基因过表达成功改变体色表型，并运用Antennapedia（Antp）基因嵌合表达实现触角-足同源转化，为半变态昆虫的功能获得性（GOF）研究提供了关键技术支撑。

　　

hyPBase在双斑蟋蟀中的体细胞和种系转化效率显著优于原始PBase

为评估hyPBase在双斑蟋蟀中的效果，我们构建了piggyBac载体pXL[9xP3-mScarlet-Iⁱ-Gact-H2B::EGFPⁱ]，该载体设计用于在P3启动子和内源性细胞质肌动蛋白启动子（Gact）控制下分别表达红色和绿色荧光蛋白（图1A）。我们将piggyBac载体与hyPBase mRNA混合后注射到早期胚胎中。在注射当代（G0）产卵后七天（dAEL），我们通过体视荧光显微镜检测到GFP阳性信号，表明成功实现了体细胞转化。与原始PBase相比，hyPBase显著提高了体细胞转化效率（STE）。在G0成虫中，我们通过检测眼睛中mScarlet-I荧光评估种系转化效率（GTE），发现hyPBase组的GTE也明显更高。

黑化通路基因的过表达导致G0代蟋蟀体色变浅

为展示hyPBase介导的体细胞转化在表型分析中的实用性，我们选择了黑化通路中的arylalkylamine N-乙酰转移酶（aaNAT）基因作为显性标记基因。将含有UAS-aaNAT的载体与激活因子GAL4和hyPBase mRNA共同注射后，我们在G0代蟋蟀中观察到体色从黑色变为浅色的显著表型变化，表明转基因表达对外部表型产生了广泛影响。

Antennapedia的嵌合表达诱导触角向足的同源转化

为避免Hox基因Antennapedia（Antp）过表达可能引发的胚胎致死效应，我们利用hyPBase实现该基因的嵌合式表达。在孵化后的若虫中，我们成功观察到触角向足结构的同源转化现象，证明了该方法在规避致死性同时实现功能获得性分析的强大能力。