Wnt信号通路在动物胚胎发育、平面细胞极化、着色模型等生理过程中起着重要的调控作用。在模式生物果蝇的胚胎发育过程中,Wnt信号通路控制体节的形成、附肢的发育、色素沉积以及翅膀等器官的发育。家蚕是一种重要的经济益虫和鳞翅目的模式昆虫。因此,家蚕Wnt信号通路的研究有助于我们了解其在家蚕胚胎发育、色素沉积等生长发育过程中所起到的生理功能。成簇的规律间隔的短回文重复序列和相关Cas蛋白的DNA核酸内切酶系统(CRISPR/Cas)是一种新兴的基因组编辑技术。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑已经在几种昆虫中得到验证。这些成功的案例主要集中在果蝇和家蚕的应用中,造成这一现象的原因主要是在其它昆虫缺乏有效的遗传操作手段。为了分析Wnt信号通路在家蚕中的生物学功能,我们建立了一套简单高效的基因敲除体系,尤其是利用Cas9-sgRNA所诱导的基因突变来解析昆虫胚胎形成过程中相关基因的功能。Wnt1基因是许多生物胚胎发育所必需的,并在多种昆虫中均证实了该基因于胚胎发育过程所发挥的重要作用。在家蚕胚胎发育期直接注射Cas9 mRNA和BmWnt1特异的sgRNA获得典型的Wnt-缺失表型,包括:注射过的卵大多数不能孵化;解剖后,观察到胚胎存在体节发育和色素沉积缺陷;Wnt1敲除的表型存在剂量效应。此外,靶向Wnt1基因的两条sgRNA的同时切割产生大约18 Kb的大片段删除。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析的结果表明:在BmWnt1基因敲除后,Hox基因的表达均产生下调。这一结果表明BmWnt1基因可能是通过调控Hox基因来调节家蚕胚胎期的体节发育和色素的形成。更进一步地,我们调查了Ubx、Abd-A、Abd-B等Hox基因的作用,Ubx、Abd-A、Abd-B的敲除均破坏了色素的分布模式。本实验不仅扩展了Wnt信号通路在家蚕胚胎发育中的生物学功能,同时也表明在昆虫胚胎发育过程中,利用CRISPR/Cas9系统靶向基因并实现敲除具有很大的应用潜力。