昆虫性别决定机制研究进展及展望

彭 威，翟宗昭

（蛋白质化学与鱼类发育生物学教育部重点实验室/淡水鱼类发育生物学国家重点实验室/动物肠道功能调控湖南省重点实验室/湖南省动物肠道生态与健康国际科技创新合作基地，湖南师范大学，长沙 410081）

长期以来，性别决定的调控和进化是发育和进化生物学研究的一个重大问题。性别决定是物种进化选择的结果，也是生物生命活动的基本特征。昆虫性别决定机制具有多样性和复杂性，即使在相近的物种之间甚至是相同物种的不同种群间都存在不同的性别决定机制[1-4]。昆虫中普遍的性别决定模式是，早期胚胎性别决定原始信号（primary signal）激活性别决定级联基因特异性剪切，级联基因性别特异性产物调控个体分化为雄性或者雌性；缺少原始信号导致默认的基因剪切模式调控相反的性别发育[5-7]。在昆虫性别决定机制的进化过程中，性别决定级联底层基因高度保守，而性别决定原始信号多变[8,9]。性别决定原始信号主要有X染色体相连的信号元素（X chromosome-linked signal elements，XSE）、雄性决定因子（Male determiner factor，M-factor）、基因的纯合性或杂合性、piwi-interacting RNA（piRNA）等。性别决定原始信号调控关键基因transformer（tra）雌雄差异性表达，tra产物和transformer-2（tra-2）基因通过性别特异选择性剪切机制实现底层双性基因doublesex（dsx）雌雄特异表达，继而调控雌雄发育相关基因在两性中的表达，实现雌雄性别分化。昆虫性别决定级联基因如tra和dsx通过性别特异选择性剪切方式调控自身表达，进而传递性别发育信号。本文介绍了昆虫性别决定关键基因tra、tra-2和底层保守基因dsx的概况，对不同昆虫性别决定原始信号及其性别决定调控机制进行了综述，以期为靶标昆虫性别决定的害虫不育防治技术提供理论支持。……