瓢虫甲虫颜色模式形成的机制

许多瓢虫都有吸引人的颜色图案，包括黑色和红色。这种突出的颜色模式被认为是一种警告，向捕食者表明它们非常苦和难吃。由日本国立基础生物学研究所的日本Teruyuki教授领导的一个研究小组专注于多色亚洲瓢虫甲虫Harmonia axyridis(也称为丑角瓢虫)，主要生活在西伯利亚和东亚，并显示> 200种颜色模式在物种内。该团队已经确定了一种基因，可以调节这种高度多样化的瓢虫颜色模式。

他们在H. axyridis中的遗传和基因组分析鉴定了一个基因：pannier。pannier基因在黑色色素区域表达，其中红色色素未沉积。在蛹发育期间对pannier基因的功能性抑制导致前翅中黑色图案的丧失和异位红色图案的形成。因此，pannier基因具有双重功能：促进黑色素沉着和抑制前翅红色素沉着。在七斑瓢虫(Coccinella septempunctata)中也获得了类似的结果，该瓢虫生活在世界各地。

Niimi教授说：“多色亚洲瓢虫(Harmonia axyridis)在翅膀颜色模式(> 200描述的颜色形式)中显示出非凡的种内变异，并且似乎是阐明昆虫在进化过程中如何产生多样性状的最佳模型。为了研究这些不同形态模式的原因，我们与国家遗传学研究所的专家合作，对多色亚洲瓢虫(Harmonia axyridis)和七斑瓢虫(Coccinella septempunctata)的基因组进行了测序。和别的。”

在瓢虫甲虫的基因组分析中，他们发现多色亚洲瓢虫甲虫中的pannier基因的DNA序列与其他全代谢昆虫(包括显示单一颜色模式的七斑瓢虫)相比更大。不同颜色模式的H. axyridis瓢虫甲虫基因组序列比较揭示了颜色模式的差异与pannier基因的第一个内含子的DNA序列的差异有关。此外，他们发现了在内部内含子中反复染色体倒置的痕迹。进行基因组分析的助理教授Toshiya Ando说：“到目前为止，还没有报道一个物种内的形态多样化与单一发育基因内的反复倒位有关。我们的发现揭示了基因内染色体倒位作为形态学的驱动力。有机体的进化。“

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