近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)入侵生物預(yù)防與監(jiān)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《Entomologia Generalis》（IF=6.9，昆蟲學(xué)Top期刊）發(fā)表題為“Male-specific”“” hexokinase functions as a seminal fluid protein to enhance insect fitness“的研究論文。該研究鑒定了己糖激酶作為精液蛋白在廣聚螢葉甲的交配過(guò)程中被轉(zhuǎn)移，揭示了其作為雄性特異性生殖投資增強(qiáng)配偶適合度的分子機(jī)制。
豚草 Ambrosia artemisiifolia 原產(chǎn)于北美洲，是一種重大惡性入侵雜草，在我國(guó)的入侵區(qū)域造成了極其嚴(yán)重的危害。廣聚螢葉甲 Ophraella communa 是豚草專一性天敵，對(duì)我國(guó)南方十幾個(gè)省區(qū)市的豚草均具有顯著的持續(xù)控制作用，有效遏制了豚草種群的擴(kuò)張和蔓延。本團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期致力于廣聚螢葉甲的繁殖生物學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)雄性作為生殖投資者在其種群繁衍中具有決定性作用。精液蛋白（SFPs）作為生殖投資的主要貢獻(xiàn)，越來(lái)越多的證據(jù)強(qiáng)調(diào)了雄性特異性精液蛋白在動(dòng)物性選擇和生殖中的重要作用。然而，由于SFPs種類的復(fù)雜性，其調(diào)控配偶生殖的潛在機(jī)制尚不清楚。
研究人員基于蛋白組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、qPCR、Western blot和免疫定位等發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲中存在一種于雄性精巢中特異性表達(dá)的己糖激酶（Hexokinase, HK），并證明其在交配的過(guò)程中由精巢傳遞至雌蟲的交配囊腔及外周區(qū)域，結(jié)合雄蟲HK-RNAi的研究結(jié)果，證明了HK作為一種新型的、保守的SFP蛋白，可以增強(qiáng)配偶的生殖力。SFPs作為生殖適應(yīng)性的中心介質(zhì)，通過(guò)與雌性來(lái)源的分子相互作用來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)鍵的生殖過(guò)程。經(jīng)比較轉(zhuǎn)錄學(xué)篩選，發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲HK調(diào)控雌蟲關(guān)鍵生殖因子 Ap-like （ Apolipophorin-like ）基因的表達(dá)， Ap-like 進(jìn)一步激活三酰甘油脂肪酶（Triacylglycerol lipase, TGL）的表達(dá)，影響了生殖系統(tǒng)與脂肪體中的甘油三酯含量，從而調(diào)控雌性生殖能力。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了動(dòng)物HK家族在SFPs范疇中的新功能。此外，新鑒定的HK/Ap-like/TGL調(diào)控級(jí)聯(lián)也為SFPs功能機(jī)制的研究提供了新的思路。
植保所在站博士后張燕為論文第一作者；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周忠實(shí)研究員為論文的通訊作者；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所助理研究員楊景芳、博士后馬超、博士田鎮(zhèn)齊，博士生陳廣梅，碩士生張清璐，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院馬偉華教授，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所陳紅松研究員和高旭淵副研究員參與了部分工作。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32172494, 31972340）和國(guó)家自然青年科學(xué)基金項(xiàng)目（32102292）的支持。
論文DOI: 10.1127/entomologia/2023/2026
日期：2023-12-18
豚草 Ambrosia artemisiifolia 原產(chǎn)于北美洲，是一種重大惡性入侵雜草，在我國(guó)的入侵區(qū)域造成了極其嚴(yán)重的危害。廣聚螢葉甲 Ophraella communa 是豚草專一性天敵，對(duì)我國(guó)南方十幾個(gè)省區(qū)市的豚草均具有顯著的持續(xù)控制作用，有效遏制了豚草種群的擴(kuò)張和蔓延。本團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期致力于廣聚螢葉甲的繁殖生物學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)雄性作為生殖投資者在其種群繁衍中具有決定性作用。精液蛋白（SFPs）作為生殖投資的主要貢獻(xiàn)，越來(lái)越多的證據(jù)強(qiáng)調(diào)了雄性特異性精液蛋白在動(dòng)物性選擇和生殖中的重要作用。然而，由于SFPs種類的復(fù)雜性，其調(diào)控配偶生殖的潛在機(jī)制尚不清楚。
研究人員基于蛋白組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、qPCR、Western blot和免疫定位等發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲中存在一種于雄性精巢中特異性表達(dá)的己糖激酶（Hexokinase, HK），并證明其在交配的過(guò)程中由精巢傳遞至雌蟲的交配囊腔及外周區(qū)域，結(jié)合雄蟲HK-RNAi的研究結(jié)果，證明了HK作為一種新型的、保守的SFP蛋白，可以增強(qiáng)配偶的生殖力。SFPs作為生殖適應(yīng)性的中心介質(zhì)，通過(guò)與雌性來(lái)源的分子相互作用來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)鍵的生殖過(guò)程。經(jīng)比較轉(zhuǎn)錄學(xué)篩選，發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲HK調(diào)控雌蟲關(guān)鍵生殖因子 Ap-like （ Apolipophorin-like ）基因的表達(dá)， Ap-like 進(jìn)一步激活三酰甘油脂肪酶（Triacylglycerol lipase, TGL）的表達(dá)，影響了生殖系統(tǒng)與脂肪體中的甘油三酯含量，從而調(diào)控雌性生殖能力。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了動(dòng)物HK家族在SFPs范疇中的新功能。此外，新鑒定的HK/Ap-like/TGL調(diào)控級(jí)聯(lián)也為SFPs功能機(jī)制的研究提供了新的思路。
植保所在站博士后張燕為論文第一作者；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周忠實(shí)研究員為論文的通訊作者；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所助理研究員楊景芳、博士后馬超、博士田鎮(zhèn)齊，博士生陳廣梅，碩士生張清璐，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院馬偉華教授，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所陳紅松研究員和高旭淵副研究員參與了部分工作。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32172494, 31972340）和國(guó)家自然青年科學(xué)基金項(xiàng)目（32102292）的支持。
論文DOI: 10.1127/entomologia/2023/2026
日期：2023-12-18
