文章的通讯作者是教育部“长江学者奖励计划”特聘教授夏庆友博士，其在西南农业大学取得博士学位，曾在日本九州大学留学五年。现任博士生导师，生物技术学院院长，新世纪百千万人才工程***人选，教育部“新世纪人才培养计划”获得者，“973”项目**科学家。
美丽的蝴蝶，漂亮的七星瓢虫，都是人们赞美的对象。而事实上，昆虫丰富的色彩，并不仅仅是为了“好看”。对于昆虫自身而言，体色和斑纹在躲避天敌、求偶和适应环境等方面都有重要作用。家蚕刚孵化时形如蚂蚁，故称蚁蚕。正常蚁蚕体色为黑色，一种伴性赤蚁（sch，sex-linkedchocolate）突变，纯合型具有巧克力色的体色。由于该基因位于家蚕Z染色体上，所以杂合型只有雌蚕变成了巧克力色，而雄蚕仍然为黑色。然而，雌蚕“美丽变身”的代价十分惨重：失去了对高温的耐受能力，遇高温则会因不能孵化而死亡。为何颜色的改变会带来如此严重的后果，其原因一直不明。研究人员通过定位克隆的方法，对该基因分离群体进行连锁分析，*后锁定了sch突变基因所在区域。经过努力，*终确定了该突变为家蚕编码酪氨酸羟化酶基因(Th，tyrosinehydroxylase)调控区域突变所致：在sch突变及等位致死突变中，两个不同类型的转座子分别通过重组替换和插入方式破坏该基因的转录调控序列，导致BmTh基因的表达量变化，降低了由酪氨酸生成多巴的反应，*终给家蚕带来致命影响。该研究发现的酪氨酸羟化酶是位于黑色素合成途径中的**个关键酶。黑色素与其它色素一起构成了昆虫，特别是蝴蝶丰富的斑纹和体色。刘春等人的研究还表明，家蚕Th基因突变位点所在的调控区域可能具有高温应激功能，行使高温刺激下增加基因表达量，以弥补因高温带来的酶活性损失的功能。这一结果暗示了自然界中昆虫体色斑纹受环境因素等影响的一个重要机制，并对人们深层次认识昆虫色素功能具有重要的参考价值。由西南大学家蚕基因组团队代方银等完成的另一个家蚕色素合成相关突变，即家蚕暗化型（mln）突变基因的定位克隆研究，也于今年发表于JBC上。两篇论文都得到了国家“973”计划等项目的资助。这也是该团队在“发现基因，研究基因，利用基因”方面的又一个重要进展。
原文摘要：
Repression of tyrosine hydroxylase is responsible for thesex-linked chocolate mutation of the silkworm, Bombyx moriPigmentation patterning has long interested biologists, integratingtopics in ecology, development, genetics, and physiology. Wild-typeneonatal larvae of the silkworm, Bombyx mori, are completely black.By contrast, the epidermis and head of larvae of the homozygousrecessive sex-linked chocolate (sch) mutant are reddish brown. Whenincubated at 30 °C, mutants with the sch allele fail to hatch;moreover, homozygous mutants carrying the allele sch lethal (schl)do not hatch even at room temperature (25 °C). By positionalcloning, we narrowed a region containing sch to 239,622 bp onchromosome 1 using 4,501 backcross (BC1) individuals. Based onexpression analyses, the best sch candidate gene was shown to betyrosine hydroxylase (BmTh). BmTh coding sequences were identicalamong sch, schl, and wild-type. However, in sch the ~70-kb sequencewas replaced with ~4.6 kb of a Tc1-mariner type transposon located~6 kb upstream of BmTh, and in schl, a large fragment of an L1Bmretrotransposon was inserted just in front of the transcriptionstart site of BmTh. In both cases, we observed a drastic reductionof BmTh expression. Use of RNAi with BmTh prevented pigmentationand hatching, and feeding of a tyrosine hydroxylase inhibitor alsosuppressed larval pigmentation in the wild-type strain, pnd+ and ina pS (black-striped) heterozygote. Feeding L-dopa to sch neonatelarvae rescued the mutant phenotype from chocolate to black. Ourresults indicate the BmTh gene is responsible for the sch mutation,which plays an important role in melanin synthesis producingneonatal larval color.
作者简介：
夏庆友：男，博士，教授，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，博士生导师，生物技术学院院长，新世纪百千万人才工程***人选，教育部“新世纪人才培养计划”获得者，“973”项目**科学家。西南农业大学博士毕业，日本九州大学留学五年。近年来，承担了生物科学大类各专业本科《基因组学与生物信息学》的课程教学，承担了生物学大类各专业研究生《生物信息学》、《家蚕功能基因组学》和《分子生物学实验技术》等课程的教学。主持?“973”、国家科技攻关、国家自然科学基金、国际合作项目等10余个重大项目，主研参加了“863”、“948”、国家自然科学基金重点项目、国际合作项目等20余项重要课题。发表论文90余篇（SCI收录30余篇）。指导本科毕业生60余人，硕士毕业研究生30余人，博士毕业研究生人12人，其中1人获国内大学生挑战杯大赛一等奖，2人获重庆市优良博士毕业论文，3人获重庆市优良硕士毕业论文。