本网讯 5月30日，我院王耀辉教授联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心詹帅研究员，在《科学》（Science）杂志上发表了题为Functional polymorphism of CYCLE underlies diapause variation in moths的研究论文。该研究首次发现核心生物钟基因Cycle是调控家蚕等鳞翅目昆虫滞育变异的关键基因，并揭示了鳞翅目昆虫生活史变异的遗传基础。本研究所揭示的分子机制，为基于遗传学手段打破滞育、高效利用经济昆虫和资源昆虫等提供了理论依据。研究成果更对于掌握害虫的种群发生规律、保障国家粮食安全、促进生态系统稳定性等方面具有重要意义。
家蚕化性与季节性适应
（蓝色：二化，即通过胚胎滞育一年繁殖2代；红色：多化，一年多代）
本研究利用家蚕二化滞育品系（每年繁育二代，bi-voltinism）和非滞育多化品系（每年繁育多代，poly-voltinism）构建定位群体，并结合全基因组关联分析发现Cycle基因是控制家蚕滞育和化性差异的主效基因。该基因是昆虫核心生物钟基因，主要参与昆虫的昼夜节律调控。研究团队发现家蚕Cycle基因通过可变剪接编码3个亚型（isoforms A-C）：相较于滞育品系，非滞育品系的C亚型由于其N端特异外显子上的1-bp缺失发生移码突变，但A/B亚型完整保留。通过开展基因编辑、生理生化实验、行为学实验等，研究团队发现C亚型调控家蚕滞育的环境诱导，而A/B亚型发挥Cycle本身的昼夜节律调控功能。研究进一步发现Cycle基因的双重功能普遍存在于鳞翅目昆虫中（包括蛾类和蝴蝶），并在亚洲玉米螟中证明了C亚型对滞育的调控作用。这一模式为解答功能基因如何广泛参与昆虫复杂行为的适应性演化提供了崭新的视角。
主要发现：生物钟基因Cycle通过不同亚型的功能多态性同时调控昼夜节律和季节节律
该论文是我校教授首次在《Science》杂志以共同第一作者身份发表研究成果。中科院分子植物科学卓越创新中心博士研究生郑诗芮（现美国杜克大学博士后）、我院王耀辉教授、中科院分子植物科学卓越创新中心助理研究员李贵云博士为本文共同第一作者。中国科学院分子植物科学卓越创新中心詹帅研究员为本文通讯作者，我院徐小淼博士参与了本项研究。（文/图/王耀辉 编辑/赵玲玲 预审/唐庆峰 审核/刘柳）
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2129
