黑水虻Intersex基因调控雌性性别发育研究

性别决定是动物中广泛存在的关键通路，性别决定的研究是人们进行昆虫性别调控的基础，阐明其分子机制有助于害虫的绿色防控和益虫的分子育种。尽管性别决定在果蝇中的研究已经极具深度，在各种昆虫种类中的研究极具广度，但是我们对双翅目水虻科物种的性别决定机制一无所知。黑水虻（亮斑扁角水虻Hermetia illucens）是一种能够高效处理有机废弃物的经济昆虫。其幼虫自身又是高附加值的动物蛋白。因此，黑水虻的性别决定研究对黑水虻的分子育种具有潜在应用价值。本研究中以黑水虻为模式，研究双翅目水虻科性别决定基因Intersex（Hiix）的功能。

本研究首先鉴定了黑水虻Hiix基因，并对其性别特异性和时空表达谱进行了分析，结果显示Hiix在头、肌肉和内外生殖器中表达，但其表达在两性之间没有显著性差异。为了研究Hiix的功能，随后通过CRISPR/Cas9基因编辑系统对该基因进行了敲除，突变结果显示Hiix敲除导致黑水虻雌性外生殖器雄性化或畸形；同时Hiix突变体黑水虻卵巢发育出现异常，突变体卵巢的大小显著小于野生型，向雄性化发育趋势。然而Hiix的突变对雄性黑水虻没有任何影响。这些结果表明，Hiix在黑水虻中特异性地调控雌性黑水虻性别分化与发育。