上�？茖W家揭示家蠶愛吃桑葉奧秘 中科院 供圖 攝
中新網(wǎng)上海2月28日電 (鄭瑩瑩 徐明睿)中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所28日發(fā)布消息，該所的譚安江研究組發(fā)現(xiàn)了決定家蠶食性的主效基因，揭開蠶寶寶愛吃桑葉的奧秘。相關研究論文于北京時間28日在線發(fā)表于國際學術期刊《PLOS Biology》(《科學公共圖書館·生物學》)，該研究首次揭示了一個苦味受體基因可以決定家蠶的桑葉專食性。
“陌上柔桑破嫩芽，東鄰蠶種已生些。”栽桑養(yǎng)蠶在中國有著悠久的歷史，在傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產(chǎn)上，桑葉是家蠶的唯一食物來源。為什么家蠶只取食桑葉？這是一個長久以來沒有得到解答的科學問題。雖然有報道稱家蠶的一些突變體可部分取食其它植物葉片，但決定家蠶桑葉專食性的分子基礎及相關的基因一直沒有得到揭示和鑒定。
家蠶有76個味覺受體基因，研究人員根據(jù)前期的研究線索，針對位于三號染色體上的唯一味覺受體基因GR66開展了功能分析，并利用轉(zhuǎn)基因和CRISPR/Cas9等基因編輯手段獲得了其純合突變體。GR66突變體的“食性”發(fā)生了顯著變化，突變體家蠶幼蟲除了桑葉以外，還可以取食蘋果、梨、玉米、大豆、花生甚至面包等多種野生型家蠶拒食的食物。在選擇性實驗中，突變體五齡幼蟲可以無差別地取食桑葉和其他食物，但野生型家蠶只會取食桑葉或含有桑葉成分的人工飼料。
根據(jù)以上證據(jù)，研究人員推測GR66是家蠶針對非宿主植物的一個取食抑制因子，突變后其抑制作用消失，導致突變體可以無差別地取食桑葉及其它食物。
本研究發(fā)現(xiàn)了苦味受體基因GR66在家蠶食物選擇中起到的決定性作用，為昆蟲食性以及植物-昆蟲互作研究提供了新的視角。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，由于土地資源的限制、季節(jié)性的影響以及人力成本的上升，桑葉的供應已成為制約規(guī)�；凸S化養(yǎng)蠶的重要因素。本研究也為今后持續(xù)規(guī)�；B(yǎng)蠶的去桑葉化、大幅度降低人工飼料成本以及培育適合工廠化飼養(yǎng)的家蠶新品種奠定了理論基礎。
據(jù)悉，實驗過程中得到了中國科學院動物研究所王琛柱研究員、浙江農(nóng)科院牛寶龍研究員和計東風研究員、中國農(nóng)科院蠶業(yè)研究所李木旺研究員的合作支持，該研究得到了國家自然科學基金的資助。(完)
