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家蚕(Bombyx mori)是一种泌丝昆虫,由古代野桑蚕长期驯化而来,具有极高的经济价值,在生物学领域是经典的模式生物。由咽侧体合成的保幼激素是一类半萜衍生物,广泛存在于昆虫、甲壳纲动物以及部分植物中,在生长、发育、变态、生殖等生理生化过程中具有重要的作用。甲基法尼脂(MF)作为一种非环氧化形式的保幼激素III(JHIII),参与甲壳纲多种生理作用。据报道法尼酸甲基转移酶(Famesoic acid 0-methyltransferase,FAMeT)催化法尼酸(FA)转变为甲基法尼酯(MF),是JH生物合成的终端步骤和限速步骤。FAMeT已经在许多甲壳纲动物和昆虫中克隆鉴定出来,但关于其功能的报道仍然存在很大的分歧。长度大约110个氨基酸的Methyltransf_FA结构域首先在甲壳纲的FAMeT中发现,有报道昆虫中有含Methyltransf_FA结构域的蛋白,人类激素结合转运蛋白CPAMD8也包含Methyltransf_FA结构,但关于这个结构域的功能还有待研究。本研究以Methyltransf_FA结构域为切入点,目的是探究Methyltransf_FA结构域的进化和起源。除此之外,我还在家蚕基因组中鉴定了类FAMeT基因(FAMeT-like),并且对其做了进化和功能探究。获得的主要结论如下:第一,本文研究了含有Methyltransf_FA结构域的蛋白家族的起源进化。我们鉴定出了160个Methyltransf_FA结构域基因家族成员。结果显示:从最原始的细菌到高等的脊椎动物都有含Methyltransf_FA结构域基因的踪迹,普遍存在于整个生物界。我们选取了在进化过程中具有代表性的物种,系统发生分析显示Methyltransf_FA结构域基因可分成九个亚家族,细菌位于系统发生树的根部,说明该结构域基因家族起源于细菌。第一亚类主要是神经递质配体离子门控通道蛋白NtR,推测该类蛋白是最早与Methyltransf_FA结构域融合的,它与个别细菌蛋白聚为一类说明该类蛋白产生较早,进化历程漫长。第二亚类只分布在鳞翅目昆虫,并且该亚类蛋白在结构域组成模式上与已经鉴定的果蝇FAMeT十分相似,归为昆虫中FAMeT基因的一个亚型。第三亚类分布在红藻、被子植物、石松类植物、苔藓植物、绿藻植物中,该分支是在植物分化早期就已经存在,一直伴随着植物的分化。第四亚类主要是存在于昆虫中的人类CPAMD8蛋白的同源蛋白。第五亚类主要分布在脊索动物中,同样为CPAMD8蛋白,可以断定的是CPAMD8蛋白起源于昆虫和脊索动物分化之前或者更早的后生动物。第六和第七亚类主要为昆虫FAMeT同源基因。第八和第九亚类主要为甲壳纲动物FAMeT基因的同源基因。通过结构域组成模式分析发现,含Methyltransf_FA结构域基因编码蛋白结构域组成类型多样化。分布在植物中的亚类Sub 3和分布在脊索动物中的Sub 4以及昆虫中的CPAMD8以及个别物种中的Methyltransf_FA蛋白结构域组成类型复杂,并且这些亚类中含有一些该亚类特有的结构域。其余亚类虽然结构域组成类型相同但结构域组成模式存在差别。染色体位置分析发现,含Methyltransf_FA结构域基因在个别物种发了该类物种特异的串联重复复制。正选择压力检测显示,该结构域中没有正选择位点。这说明该结构域较为保守,经历了很强的净化选择作用,或许是由于该结构在功能上较为保守。我们还在Methyltransf_FA结构域鉴定出来9个保守基序,推测它们对该结构域的功能分化具有重要作用。我们还推测了含Methyltransf_FA结构域蛋白的融合发生关系。同时,进一步阐明了昆虫和甲壳纲动物中保幼激素合成终端步骤的进化图景。第二,本文探究了家蚕FAMeT-like基因的功能。由于昆虫中已经鉴定的FAMeT基因都含有Methyltransf_FA结构域和DUF3421结构域,为了探究Methyltransf_FA结构域和DUF3421结构域蛋白的功能,我在家蚕中系统地鉴定到了11个含有Methyltransf_FA结构域或者DUF3421结构域基因,并将其称为FAMeT-like基因。昆虫FAMeT-like基因的系统发育分析显示,FAMeT-like基因发生了许多物种内的特异性基因复制。家蚕同线性分析显示,家蚕中的FAMeT-like基因发生了串联重复复制。结构分析显示该类基因结构差异较大。我们鉴定到了一个长度为27个氨基酸的保守motif。组织特异性表达模式分析显示:家蚕FAMeT-like各个基因组织表达差异较大,BGIBMGA002605和BGIBMGA006306基因在各个组织中表达量都很低,而BGIBMGA002604和BGIBMGA006344在各个组织中的表达量明显都很高。除此之外,BGIBMGA006513基因在马尔皮基氏排泄管低量表达,BGIBMGA014005基因在卵巢、头部和血细胞中表达,尤其在血细胞中高表达。BGIBMGA002314、BGIBMGA006513和BGIBMGA006318只在中肠中高表达,说明它们在中肠中发挥作用,起着食物消化和营养物质吸收的作用。BGIBMGA006319基因除了在中肠量中高表达外,在前、中、后部丝腺以及马尔皮基氏排泄管中表达量都很高,推测其可能与排泄和丝形成有关。另外,这些基因在咽侧体不表达或低表达,暗示着FAMeT-like可能并不参与或者只是略微涉及保幼激素的信号转导。