不同的霍克斯集群对线性在角甲虫中揭示了成年头部图案的功能,唇部的功能

科学领域:

• 发育生物学是发展生物学.
• 进化遗传学的进化遗传学
• 昆虫学 昆虫学是一门学科.

背景情况:

• 霍克斯基因在甲基动物中塑造了身体轴的模式,但前背部头部的发育是由非霍克斯基因调节的.
• 前背部的头部是一个显著的进化创新的区域,特别是在Onthophagine便甲虫中,它们有着多样化的头角.

研究的目的:

• 在三个Onthophagine物种中研究Hox群.
• 分析甲虫头部和角的发育过程中前部霍克斯基因 (labial, proboscipedia,Deformed) 的表达模式和功能.

主要方法:

• 霍克斯集群排列的基因组分析.
• RNA测序 (RNAseq) 用于评估基因表达.
• 用RNA干扰 (RNAi) 来研究基因功能.
• 在幼虫中进行电术切除.

主要成果:

• 在Onthophagus sagittarius中发现了一个意想不到的,衍生的Hox星团配置.
• 唇部和鼻的表达模式被保留了.
• 在Proboscipedia和Deformed中显示了保留的成年分段模式功能.
• 唇部RNAi揭示了一个新的成年人头部模式在角区域之外的角色.
• 嘴唇表达区域的幼虫切除模仿了成年嘴唇RNAi缺陷.

结论:

• 霍克斯基因可能在昆虫头部进化中发挥作用,超出了它们的正规功能.
• 这项研究挑战了当前关于昆虫头部发育和多样化的模型.
• 衍生的霍克斯集群配置不一定取消保存的基因功能.