近期，中科院JCR分区农林科学类一区国际期刊Pest Management Science在线发表了家蚕国重室代方银教授团队研究论文“Mutation of a lepidopteran-specific PMP-like protein, BmLSPMP-like, induces a stick body shape in silkworm, Bombyx mori”。该研究鉴定了鳞翅目模式昆虫家蚕中“枝蚕”（stick）突变体的因果基因BmLSPMP-like，阐释了在幼虫表皮构建、体型维持及适应性中的作用，揭示其是鳞翅目害虫生态防控的潜在靶标。

鳞翅目是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目，是农作物和森林的主要害虫。鳞翅目害虫的表皮在抵御杀虫剂和病原体方面起着非常重要的作用，同时在其整个生命周期中对构建和维持胞外结构和运动起着不可或缺的作用。鳞翅目昆虫特异的表皮蛋白可能是鳞翅目害虫防治的潜在靶点。利用鳞翅目昆虫的模式——家蚕作为研究对象，有助于加速推动鳞翅目害虫靶标的鉴定和分子机制的阐释。研究团队基于长期开展家蚕遗传资源保护和突变基因鉴定的坚实基础，先后解析了家蚕“石蚕”（Genetics, 2014）、“竹蚕”（Genetics, 2017; Pestic. Biochem. Phys., 2018）等体形突变型的控制基因和作用机理。

在本研究中，通过对“枝蚕”进行表型分析、定位克隆、基因表达和功能验证等综合手段，确定了鳞翅目特异的围食膜基质蛋白PMP（peritrophic matrix protein）类似基因（BmLSPMP-like）为“枝蚕”突变体的负责基因。LSPMP-like在鳞翅目昆虫的进化过程中高度保守且受到纯化选择。基于CRISPR/Cas9技术在野生型中敲除该基因，获得了枝蚕样表型的转基因敲除系；利用UAS/GAL4双元转基因系统在枝蚕突变体中过表达该基因，突变体回复为正常表型。此外，表皮切片的微观结构分析表明，BmLSPMP-like控制家蚕幼虫内表皮几丁质层的排列，该基因功能丧失后幼虫表皮的几丁质层排列松散并呈现波浪状，导致角质层异常增厚，虫体僵硬，行为能力低下。

青年教师谭端为该论文的第一作者，代方银教授为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金及重庆市自然科学基金项目的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ps.7156 

供稿：谭端    审核：代方银