PNAS｜浙江大学徐海君团队揭示神经肽-蜕皮激素轴对半翅目翅型分化调控的保守机制

　　

近日，浙江大学徐海君团队在美国科学院院报PNAS在线发表题为“Ecdysteroid signaling acts as a central switch underlying wing polyphenism in two hemipteran insects”的研究论文。该研究以褐飞虱和始红蝽两种不同半翅亚目昆虫为对象，通过基因沉默与敲除表型、激素测定、激素回补等多种技术与方法比较，提出了神经肽-蜕皮激素轴调控半翅目翅型分化的保守机制的新观点。  

课题组前期以褐飞虱为研究对象，首次提出了胰岛素途径为主干通路的昆虫翅型分化的分子调控模型（Nature 2015; Nature Commun 2022）。自模型提出后，国内外不同课题组以水黾、美姬缘蝽、始红蝽等半翅目昆虫为对象探索胰岛素途径与翅型分化的调控关系，发现了与本模型并不一致的实验结果，具体变现为：一、有些昆虫的翅型变化并不依赖胰岛素途径；二、即使对胰岛素途径响应的昆虫，同源基因对翅型调控的表型却不一致。例如，在美姬缘蝽中，沉默FoxO导致短翅型（Nature Commun 2018），但在飞虱中却是长翅型。由此，课题组开展了半翅目翅型分化的分子调控共性研究。 

研究发现，半翅目昆虫的翅型分化受到神经肽和蜕皮激素组成的两层级的信号网络调控。当昆虫感受环境条件后，分泌促前胸腺素PTTH、胰岛素ILP等神经肽调控蜕皮激素的分泌，当蜕皮激素的脉冲推迟时，会延长翅芽细胞的复制时间，从而导致长翅型产生；相反，当蜕皮激素提早脉冲，会终止翅芽细胞的复制从而产生短翅型。与此同时，在同一条信号通路中（例如胰岛素通路），又存在信号途径的线路重布（rewiring）, 导致无论是信号途径激活（例如飞虱）或者失活（例红蝽科）都会产生相同表型（长翅型）的现象（Science Adv 2026, 姐妹篇）。因此，本文提出的神经肽-蜕皮激素轴调控翅型的新观点回答了上述两个科学疑问，较好地解释了半翅目昆虫翅型分化的保守性。 

浙江大学昆虫所博士生刘永康为第一作者，出站博后张金利（现单位为中国水稻研究所）为共一兼共同通讯，博士生许霓彤、吴慧洁、万艺，硕士生黄恒广对项目进展作出的重要贡献。此外，特别感谢宁波大学张传溪教授提供的PTTH突变体和华中农大华红霞教授提供的褐飞虱长翅种群。  

论文题目：Ecdysteroid signaling acts as a central switch underlying wing polyphenism in two hemipteran insects

发表期刊：PNAS

发表时间：2026年9月26日

https://doi.org/10.1073/pnas.2617907123