蓟蛱蝶中分节基因的表达与功能：鳞翅目新兴模式生物中的研究

尽管所有昆虫都具有分节现象，但控制这一过程的基因在不同物种之间存在差异。许多指导果蝇体节形成的对偶规则（pair-rule, PR）基因，在其他全变态昆虫中也以类似方式被利用；然而，系统发育关系较远的物种则使用不同的基因进行PR图式化。 此前，我们已表明鳞翅目缺失一个高度保守的PR基因——paired。在本研究中，我们以彩绘蛱蝶 Vanessa cardui 作为鳞翅目模式，探究这一大型蛾类和蝶类类群中PR基因的表达与功能。四个果蝇PR基因的直系同源基因以类似PR的条带形式表达，并且其中至少有一个表现出类似PR的功能。那两个在半翅目中具有PR功能但在果蝇中不具有该功能的基因，在 Vanessa 中均不承担PR作用。相反，半翅目PR基因 Blimp1 在 Vanessa 的腹部分节中以一种新的方式发挥功能。 因此，尽管蝴蝶似乎与其他昆虫共享PR图式化机制，但它们在这一过程中仅利用了果蝇PR基因直系同源基因中的一部分，并未采用半翅目PR直系同源基因。上述发现表明，鳞翅目中的分节基因调控网络经历了广泛的重构。

尽管所有昆虫都具有分节现象，但控制这一过程的基因在不同物种之间存在差异。许多在果蝇中指导体节形成的对规则（pair-rule，PR）基因，在其他全变态昆虫中也以类似方式被利用，但亲缘关系更为疏远的物种则使用不同的基因进行PR样式化。此前，我们已表明鳞翅目昆虫缺失一个高度保守的PR基因——paired。在本研究中，我们以彩蛱蝶 Vanessa cardui 作为鳞翅目模型，探究这一大型蛾类和蝶类类群中PR基因的表达与功能。果蝇中四个PR基因的直系同源基因以PR样条纹形式表达，且其中至少有一个表现出PR样功能。那两个在半翅目中具有PR功能但在果蝇中不具有该功能的基因，在Vanessa中均不承担PR作用。相反，半翅目PR基因 Blimp1 在Vanessa的腹部分节中以一种新的方式发挥功能。因此，尽管蝴蝶似乎与其他昆虫共享PR样式化机制，但它们在这一过程中仅利用了果蝇PR基因直系同源基因的一个子集，并未征用半翅目PR直系同源基因。上述发现表明，鳞翅目中的分节基因调控网络发生了广泛的重构。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729330v1?rss=1

🏷️ 分节基因 对偶规则基因 鳞翅目 基因表达 发育遗传 基因调控网络