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
• 昆虫形态学 昆虫形态学

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.
• 前背部头部是显著进化创新的区域.
• 甲虫便甲虫表现出多样化,进化新的头角.

研究的目的:

• 在三种onthophagine物种中研究霍克斯星团.
• 分析前部霍克斯基因的表达模式 (labial, proboscipedia,变形).
• 确定这些霍克斯基因在成人头部和角的发育中的功能.

主要方法:

• 霍克斯集群排列的基因组分析.
• 用于基因表达分析的RNA测序 (RNAseq).
• RNA干扰 (RNAi) 来评估基因功能.
• 对幼虫组织进行电术切除.

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.
• 幼虫剥离可复制成人的唇部RNAi缺陷.

结论:

• 尽管进行了基因组重组,但在甲甲虫中保留了一些霍克斯基因功能.
• 霍克斯基因,特别是唇部基因,在昆虫头部发育和多样化中发挥了以前未被描述的作用.
• 这些发现挑战了目前关于昆虫头部发育和进化创新的模型.