华中农业大学有个课题组最近在《PNAS》发了一篇论文，主题是内分泌器官如何控制昆虫的生殖滞育。文章通讯作者是王小平教授和加拿大阿尔伯塔大学的刘文博士，第一作者是王蔻博士。他们拿十字花科蔬菜上的大猿叶虫做模型，发现雌性成虫在短日照（SD）和长日照（LD）条件下，合成保幼激素（JH）的关键器官——咽侧体（CA）生长状态差别很大。研究人员发现，SD环境下的雌成虫CA长得很活跃，细胞核也变大了；而LD条件下的CA一直很小，这直接导致了JH合成能力的差异。不过奇怪的是，那些已知调控JH合成的关键基因好像并不直接影响CA的大小。 为了搞清楚这层关系，研究团队做了大量转录组测序。他们把SD和LD条件下的CA以及整个虫子的基因表达数据都分析了一遍，然后筛选出了54个可能在光周期信号下特异表达的候选基因。接着通过RNAi技术敲低这些基因，结果发现了两个关键转录因子：retn和vvl。这两个因子都能专门调节CA的生长状态和JH合成能力，从而决定虫子是否进入滞育状态。 更进一步研究显示，retn和vvl在SD条件下会在CA细胞核里显著上调，而且retn是控制vvl表达的上游因子。研究人员还发现这两个因子都能把转录因子emc作为共同的下游靶点。这样一来，retn、vvl和emc就形成了一个光周期敏感的转录级联反应。它们通过调控CA中的DNA复制活动来塑造器官的生长状态，最终决定JH的合成能力并控制生殖滞育的启动。 这个研究建立了环境光周期信号和昆虫滞育之间的关键联系。他们认为环境信号是通过改变内分泌器官的生长状态来限制激素合成能力的，从而稳定地调控了昆虫的季节性生理变化。整个过程涉及了23个候选基因的RNAi筛选和多个基因的功能验证。