近日，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心夏庆友团队在国际学术期刊《Insect Science》上发表了题为“Metabolic benefits conferred by duplication of the facilitated trehalose transporter in Lepidoptera”的研究成果。该研究系统解析了家蚕中海藻糖转运蛋白基因家族（BmTret）的进化与功能分化，并通过CRISPR/Cas9基因编辑技术揭示了BmTret60基因在调控家蚕生长发育与代谢平衡中的关键作用。

海藻糖作为昆虫血淋巴中的关键循环糖和能源物质，其在鳞翅目昆虫中的转运机制尚未被完全阐明。基因复制是推动基因家族扩张和功能创新的重要进化动力，为生物适应复杂代谢需求提供了遗传基础。本研究基于基因复制在功能创新与适应性进化中的重要作用，系统分析了家蚕中海藻糖转运蛋白基因家族（BmTret）的组成与进化特征。基因组分析共鉴定出87个BmTret基因，并发现在家蚕和草地贪夜蛾中该基因家族均经历了显著扩张，提示该扩张事件可能与鳞翅目昆虫能量代谢通路的适应性进化密切相关。

进一步研究发现，位于27号染色体串联重复区域的BmTret60基因，在末龄幼虫脂肪体中特异性高表达，提示其在发育关键期能量代谢调控中可能发挥关键功能。利用CRISPR/Cas9技术构建BmTret60突变体后，我们观察到显著的性别二型性表型，表明BmTret60在家蚕性别依赖性生长发育过程中起重要调控作用。

代谢物分析显示，BmTret60缺失导致脂肪体中海藻糖与糖原含量显著降低，同时血淋巴中葡萄糖积累，提示该基因参与维持体内糖代谢稳态。进一步转录组分析发现，多个海藻糖代谢通路关键基因（如TPS、GP等）的表达显著下调，说明BmTret60的缺失影响了整个代谢网络的协调性。此外，突变体中热激蛋白表达上调，而细胞周期及有丝分裂相关基因表达下降，表明BmTret60可能在家蚕的应激响应与细胞增殖调控中具有潜在功能。

该研究不仅在鳞翅目昆虫中系统解析了海藻糖转运蛋白基因家族的进化与功能多样性，还为理解昆虫能量代谢调控机制提供了新视角。BmTret60作为具有性二态性别决定机制的成员，可能通过基因重复后的功能分化，分别调控雄蚕丝腺能量分配和雌蚕卵母细胞糖类供应，在平衡繁殖与生产性状中起关键作用。

西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心及西部（重庆）科学城种质创制大科学中心的已毕业硕士研究生钟涛和花国胜为该论文的共同第一作者，夏庆友教授为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD1201600）、重庆市技术创新与应用发展重点项目（CSTB2024TIAD-KPX0026）、国家自然科学基金（32102617）等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/1744-7917.70121