研究揭示褐飞虱翅芽发育调控机制

最近，中国计量大学生命科学学院的林新达教授发表了题为《细胞周期过程决定褐飞虱翅型》的论文，揭示了褐飞虱翅芽发育的调控机制。

本文是首次报道翼多型的比较发育研究，也是首次系统研究发育和生长翼型或短翼型、必要的细胞分裂、细胞周期相关基因以及在细胞水平控制翼型发育的机制。"这一发现对研究其他多型昆虫的细胞生物学机制具有重要的参考价值."林信达说道。

在翼多型昆虫中，一个基因型可以产生两种或多种不同的翼类型以适应特定的环境。褐飞虱作为典型的翅型2型昆虫，其翅型发育受胰岛素信号通路和JNK信号通路等内分泌信号通路控制，这已成为学术界的共识。

然而，“我们不知道BPH若虫的翅芽发育是如何在这些信号通路的下游受到调控，并最终形成长翅型和短翅型。”林新达说，研究发现，与细胞分裂和细胞周期相关的基因对于长翅膀的生长和发育是不可或缺的。长翅成体翼芽发育的特点是其高度结构的上皮细胞具有微绒毛结构，而短翅成体没有这种微绒毛结构。

细胞周期是细胞从一个分裂到下一个分裂的四个连续阶段:间期1(G1)→合成期(S)→间期2(G2)→有丝分裂期(M)。间期是合成和有丝分裂的准备阶段。

“不同细胞周期的停滞是在细胞水平控制长翅和短翅发育的关键。”通过流式细胞仪和DNA分析，研究小组发现短翅成体细胞主要停滞在细胞周期的G2/M期，而长翅成体细胞主要停滞在细胞周期的G1期。

林新达表示，下一步将探索褐飞虱体内发现的调控机制是否适用于其他多型昆虫。

相关论文信息:https://www.cell.com/isscience/fulltext/s2589-0042(20)30224-8