昆蟲性別決定機制研究進展及展望

彭 威，翟宗昭

（蛋白質化學與魚類發育生物學教育部重點實驗室/淡水魚類發育生物學國家重點實驗室/動物腸道功能調控湖南省重點實驗室/湖南省動物腸道生態與健康國際科技創新合作基地，湖南師范大學，長沙 410081）

長期以來，性別決定的調控和進化是發育和進化生物學研究的一個重大問題。性別決定是物種進化選擇的結果，也是生物生命活動的基本特征。昆蟲性別決定機制具有多樣性和復雜性，即使在相近的物種之間甚至是相同物種的不同種群間都存在不同的性別決定機制[1-4]。昆蟲中普遍的性別決定模式是，早期胚胎性別決定原始信號（primary signal）激活性別決定級聯基因特異性剪切，級聯基因性別特異性產物調控個體分化為雄性或者雌性；缺少原始信號導致默認的基因剪切模式調控相反的性別發育[5-7]。在昆蟲性別決定機制的進化過程中，性別決定級聯底層基因高度保守，而性別決定原始信號多變[8,9]。性別決定原始信號主要有X染色體相連的信號元素（X chromosome-linked signal elements，XSE）、雄性決定因子（Male determiner factor，M-factor）、基因的純合性或雜合性、piwi-interacting RNA（piRNA）等。性別決定原始信號調控關鍵基因transformer（tra）雌雄差異性表達，tra產物和transformer-2（tra-2）基因通過性別特異選擇性剪切機制實現底層雙性基因doublesex（dsx）雌雄特異表達，繼而調控雌雄發育相關基因在兩性中的表達，實現雌雄性別分化。昆蟲性別決定級聯基因如tra和dsx通過性別特異選擇性剪切方式調控自身表達，進而傳遞性別發育信號。本文介紹了昆蟲性別決定關鍵基因tra、tra-2和底層保守基因dsx的概況，對不同昆蟲性別決定原始信號及其性別決定調控機制進行了綜述，以期為靶標昆蟲性別決定的害蟲不育防治技術提供理論支持?！?br>