在功能基因组学研究中,组织器官特异或优势表达的启动子是实现基因精准调控的高效工具。唾液腺是昆虫消化系统的关键器官,不仅参与食物的初步消化,还在调节食性、免疫防御及与宿主植物的互作中发挥重要作用。然而,家蚕中一直缺乏高效的唾液腺特异或优势表达的启动子,这严重制约了对该器官功能的深入研究。近日,西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心王根洪研究员课题组在《INSECTS》上发表了题为“Characterization of BmCeP, a Salivary Gland-Predominant Expression Promoter in the Silkworm Bombyx mori”的研究论文。该研究鉴定并验证了家蚕首个唾液腺优势表达启动子BmCeP,为深入探究家蚕营养利用机制及昆虫-植物互作关系提供了重要的遗传工具。
课题组综合运用了家蚕组织表达芯片数据和唾液腺转录组数据,筛选出9个在唾液腺中高表达的候选基因。通过半定量PCR验证,最终确定了一个编码胆碱酯酶的基因BmCe在唾液腺中展现出较高的表达特异性。进一步的发育表达谱分析显示,该基因在五龄幼虫第2至4天达到表达高峰。在此基础上,研究人员克隆了BmCe起始位点上游2152 bp的片段作为候选启动子区域(命名为BmCeP),并成功构建了该启动子的piggyBac转基因载体。通过胚胎显微注射,获得了稳定的转基因家蚕品系。对转基因家蚕五龄第3天幼虫的组织表达分析结果显示,靶标基因DsRed的转录本主要在唾液腺中富集,而在其他组织中表达极低或无法检测到,证实了BmCeP确实具有驱动基因在唾液腺优势表达的功能。

西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心硕士生冉玲和王静为论文第一作者,王根洪研究员为通讯作者。论文链接:https://www.mdpi.com/2075-4450/17/2/230.