家蚕过剩半月纹退化腹肢突变基因(E^(dl))的分子定位

家蚕E群基因是第6染色体上的一群拟复等位基因,其突变表型包括幼虫斑纹过剩或减少、附肢变异、环节畸形、器官异常以及胚胎期致死等,对家蚕E群突变体突变基因的分子定位研究,有助于深入探究鳞翅目昆虫躯体模式建立的分子调控机制。过剩半月纹退化腹肢突变(Edl)是家蚕E群突变中发现的唯一一个隐性突变,其形态特征为:幼虫第1对腹足退化,残留基部,第3腹节背面有过剩半月纹。利用家蚕雌完全连锁的特点,采用正常型品系大造与Edl突变体配制连锁分析群体BC1F[(大造×Edl)♀×Edl♂],同时配制基因定位群体BC1M[Edl♀×(大造×Edl)♂]。首先在家蚕同源异型(homeotic,Hox)基因族及其附近区域筛选出4个与Edl突变基因连锁的多态性分子标记,利用这些标记在BC1M群体386个个体的DNA中进行基因分型,将Edl突变位点锁定在家蚕基因组nscaf2853上约390 kb的范围内,其中标记SD02和SD04分布在Edl突变位点两侧,且与该位点均相距0.5 cM,而标记SD03与Edl突变位点紧密连锁。对定位区域的基因组预测基因进行分析,初步推测家蚕Hox基因族成员Abd-A是导致Edl突变的候选基因。

家蚕表皮斑纹黑色素形成过程的解剖学观察

昆虫表皮层的黑色素参与了体色及多种斑纹颜色的形成。为了研究家蚕斑纹黑色素的形成机制,以受控基因同属于p等位基因群(2-3.0)的黑缟(pS)、C108(p)、大造(+p)3种斑纹家蚕品种为材料,解剖4龄眠期幼虫体壁,对表皮的斑纹黑色素形成过程进行观察。结果发现每一体节3/4部分为黑色的黑缟(pS)在4眠12 h左右形成新表皮,而具有家蚕普通斑纹(+p)的大造和全身无黑色斑纹的姬蚕(p)C108在4眠16 h才形成新表皮,新生表皮呈透明状;4眠24 h左右,黑缟和大造幼虫新生表皮呈现标志性斑纹的部位有黑色素开始形成。进一步对5龄3 d幼虫体壁半月纹处与非斑纹处的真皮层和外表皮层进行扫描电子显微镜观察,发现3种斑纹品种幼虫的真皮层都有大量颗粒物,以C108最多,而且对应外表皮层含黑色素区域的颗粒物明显少于不含黑色素的区域;在呈现黑色斑纹部位的外表皮中都有三角锥形颗粒物,黑缟与大造的颗粒物数量较多,C108较少,并且黑缟非斑纹黑色部位的外表皮也有大量三角锥形颗粒物,而大造和C108则基本没有。推测真皮层存在的颗粒物主要是尿酸盐,外表皮层存在的颗粒物极有可能就是黑色素。根据家蚕幼虫体壁中的尿酸盐颗粒分布与黑色素颗粒分布呈相反模式,推测黑色斑纹性状基因对真皮层尿酸盐颗粒的形成有抑制作用。