BMC Biology：谭安江团队发现味觉受体协同血清素通路调控家蚕生殖行为

    近日，国际学术期刊BMC Biology在线发表了江苏科技大学生物技术学院、农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室谭安江教授团队题为“Gustatory receptors interact with the serotonin pathway to regulate silkmoth stereotyped courtship behavior”的研究论文。该研究首次发现味觉受体GR27-31基因簇与血清素/5-羟色胺信号通路协同调控家蚕的求偶行为，从而揭示了味觉受体基因在家蚕生殖行为调控中的重要作用。

    昆虫的求偶和交配是由视觉、听觉、嗅觉和味觉等多种感觉系统协同调控的复杂行为。目前在鳞翅目模式昆虫家蚕中的相关研究主要集中在嗅觉系统对挥发性性信息素的识别，是否存在其他调控通路，以及味觉系统是否发挥作用等尚不清楚。在数量众多的家蚕味觉受体基因中，位于7号染色体的GR27-31基因簇在成虫的腿部高表达，暗示其可能参与求偶和交配行为的调控。为此本研究利用转录激活因子样效应核酸酶TALEN介导的基因组编辑方法，成功敲除了全长约82 kb、包含12个味觉受体基因的该基因簇。为便于突变体的筛选，还同时定点敲入了绿色荧光蛋白GFP表达框。对成虫交配行为的分析结果显示 GR27-31基因簇突变体雄蛾在求偶行为中出现显著的时间延迟。在10cm的预置距离上，野生型雄蛾搜寻和发现野生型雌蛾并成功交配所花费的时间平均为94秒，而突变体雄蛾所花费的时间平均为325秒。触角电位分析的结果显示，GR27-31的缺失并未影响雄蛾对雌蛾性信息素蚕蛾醇Bombykol和蚕蛾醛Bombykal的响应，说明该味觉受体簇的缺失并不影响蚕蛾对挥发性信息素的反应。进一步通过结合转录组测序及qRT-PCR分析，发现突变体雄蛾的腿部、触角和脑中，多个血清素受体基因的表达水平发生了显著变化，表明该味觉受体基因簇与血清素通路存在功能关联，共同参与调控了家蚕的求偶行为。

    本研究开发了一种有效的大片段、多基因定点敲除和整合的方法，拓展了昆虫遗传操作手段，并首次发现味觉受体协同血清素通路调控家蚕求偶行为，为阐明昆虫生殖行为的分子调控机制提供了新的遗传学证据，也为鳞翅目害虫的生物防治提供了新的分子靶标。生物技术学院张忠杰副教授是论文的第一作者和共同通讯作者，谭安江教授为通讯作者。实验过程得到了南京农业大学植物保护学院董双林教授团队的大力支持。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏省科协青年科技人才托举工程的资助。

    文章链接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-025-02352-2