作者:唐凤 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/23 11:22:40
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科学家能“剪出”蝴蝶翅膀颜色

 

蝴蝶翅膀上有绚丽而复杂的图案,从令人难忘的眼点图案到美丽的蓝色条纹。研究人员曾认为这是复杂基因共同协调作用才形成的最终图案模式。但近日发表的两个研究揭示,两个基因在决定蝴蝶翅膀的条纹和颜色方面起着巨大作用。关闭这些基因就会扰乱蝴蝶图案,甚至让它们黯然失色。相关论文近日刊登于美国《国家科学院院刊》。

其中一个研究的负责人及另一个研究的合作者、美国康奈尔大学进化发育生物学家Bob Reed提到,这些研究挑战了有关蝴蝶翅膀图案形成的传统观点,而了解翅膀图案形成的内在发育遗传机制,能让科学家更深入了解昆虫躲避捕食者和吸引配偶等适应性性状的进化。

通过使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术,美国康奈尔大学张琳琳和Reed带领的研究小组发现,一个名为optix的基因控制着蝴蝶翅膀上的各种颜色。张琳琳在接受《中国科学报》记者采访时表示,当敲除Argaulis vanillae蝴蝶卵中的optix基因后,由此卵孵出长大的成蝶(通常为深褐色)就变成了黑银色。当去除鹿眼蛱蝶上的optix基因后,这种蝴蝶身上常有的褐色红色消失了,取而代之的是耀眼的结构色彩虹蓝色。

在另一个研究中,康奈尔大学的Anyi Mazo-Vargas和乔治华盛顿大学的Arnaud Martin等人,对一种名为WntA基因的作用进行了研究,这个基因对形成蝴蝶翅膀的图案起着关键作用。

结果显示,当研究人员使用基因编辑技术去掉WntA基因后,小红蛱蝶和鹿眼蛱蝶翅膀上的中心对称条纹消失了。但去掉其他种类蝴蝶身上的WntA基因的结果却不同,这说明在蝴蝶物种进化过程中,该基因曾经发生过多次变化。例如,去掉帝王蝶的WntA基因,只影响了一条勾勒出该蝴蝶翅膀纹理独特黑色线边缘的一条几乎看不见的白线。

 
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