中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員詹帥團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)核心生物鐘基因Cycle是控制家蠶滯育的關(guān)鍵“開關(guān)”，揭示了家蠶生活史變異的遺傳機(jī)制。這一成果對理解昆蟲季節(jié)性適應(yīng)策略、掌握害蟲種群的發(fā)生和分布規(guī)律有重要意義。

研究團(tuán)隊(duì)通過正向遺傳學(xué)手段，利用家蠶二化滯育品系和非滯育多化品系構(gòu)建定位群體，并結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析，確定了Cycle基因是控制家蠶滯育和化性差異的主效基因。該基因是昆蟲核心生物鐘基因，主要參與昆蟲的晝夜節(jié)律調(diào)控。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，家蠶Cycle基因通過可變剪接編碼3個亞型。相較于滯育品系，非滯育品系的C亞型功能缺失，但A和B亞型保留完整。通過基因編輯、生理生化實(shí)驗(yàn)、行為學(xué)實(shí)驗(yàn)等，他們發(fā)現(xiàn)C亞型控制家蠶滯育的環(huán)境誘導(dǎo)，而A和B亞型發(fā)揮Cycle本身的晝夜節(jié)律調(diào)控功能，并進(jìn)一步證明Cycle基因的雙重功能在鱗翅目昆蟲中具有普適性。

這項(xiàng)研究找到了控制家蠶滯育的關(guān)鍵“開關(guān)”，初步回答了關(guān)于家蠶化性變異的百年難題；解釋了生物鐘基因如何在不影響晝夜節(jié)律調(diào)控穩(wěn)定性的前提下，實(shí)現(xiàn)季節(jié)節(jié)律調(diào)控的可塑性。研究還為掌握蟲害發(fā)生規(guī)律、制訂防治方案，“無創(chuàng)”打破滯育、高效利用資源昆蟲，以及在全球變暖大背景下預(yù)測昆蟲種群潛在的動態(tài)變化，提供了分子水平的理論依據(jù)。