2024年11月21日，中心研究团队在国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上发表了题为”A mutation in the Bombyx mori BmSPI51 gene results in alterations protein abundance in cocoon and unveils compensatory mechanism of silk gland proteinase inhibitors”的研究成果，揭示了家蚕BmSPI51基因突变对蚕茧蛋白含量的影响及其补偿机制。该研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，成功敲除了家蚕BmSPI51基因，并发现该突变显著降低了蚕茧的经济性状，同时揭示了家蚕丝腺中蛋白酶抑制剂的补偿机制。
蚕茧作为家蚕的自然屏障，具有多种保护功能，能够抵御恶劣天气、捕食者以及病原微生物的侵袭。蛋白酶抑制剂是蚕茧中的重要成分，尤其在抵御外界环境压力方面发挥着关键作用。BmSPI51是家蚕蚕茧中最丰富的蛋白酶抑制剂之一，但其在蚕茧形成中的具体生物学功能尚不明确。
BmSPI51基因敲除突变体导致蚕茧变小，蚕茧壳重量和蚕茧壳率显著下降。在BmSPI51缺失的情况下，家蚕通过增加其他蛋白酶抑制剂的分泌来应对环境压力。令人惊讶的是，BmSPI51突变体蚕茧对酿酒酵母的抑制能力显著增强。突变体蚕茧对酿酒酵母的抑制率达到了91.1%，而野生型蚕茧的抑制率仅为36.6%。该研究不仅揭示了BmSPI51在家蚕蚕茧形成中的重要作用，还为蛋白酶抑制剂在蚕茧中的生物学功能提供了新的见解。研究结果表明，BmSPI51的缺失触发了家蚕体内的补偿机制，通过增加其他蛋白酶抑制剂的表达来应对外界环境压力。这一发现为未来利用家蚕丝腺进行生物技术应用提供了重要的理论基础。
西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心张晓璐副教授为该论文的第一作者，赵萍教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、西部（重庆）科学城种质创制大科学中心和西南大学生物学一流学科建设等项目的资助。