　　新民晚报讯（记者姜燕）近日，我国科学家找到调控蚂蚁生殖转变网络的关键基因，证明了该基因调控生理和行为转变的重要作用，并且发现其通过保守的内分泌激素途径参与了蚂蚁的生殖转变过程。这一发现为社会性蚂蚁的原始生殖调控网络提供了切实的实验结果，同时说明不同形态的蚁后和工蚁依然采用相同的生殖调控网络。成果论文已通过知名学术期刊《公共图书馆-生物学》正式上线。

　　据介绍，蚂蚁、蜜蜂和白蚁等社会性昆虫具有明显的品级分化，通常至少会分成繁殖品级和劳动品级。“在蚂蚁的社会里，以工蚁为代表的劳动品级通常没有繁殖能力，并且在形态和行为上会和繁殖蚁具有鲜明的差异。如繁殖蚁在交配前通常具有可以飞行的翅，交配后雄蚁死亡，雌蚁则会折断翅膀，开始建立群体。”论文共同通讯作者，中国科学院昆明动物研究所副研究员刘薇薇解释，“有意思的是，群体中所有的工蚁其实也是雌性。但通常哪怕工蚁的卵巢有一定程度发育，也不能生育。但同时，在一些物种中，蚁后缺失时，却能存在可以生育的工蚁，这一转变的发生机制值得关注。”

　　“我们对近10个蚂蚁物种的脑部转录组，也就是基因表达的情况，进行了分析。”论文第一作者，中国科学院昆明动物研究所博士生张霞芳介绍，“我们选择了处于不同生殖模型中的物种进行了分析，如工蚁始终不具备生殖力的法老蚁，在蚁后死亡后工蚁可以转化出具有繁殖能力‘工蚁后’的猎镰猛蚁，没有蚁后品级而只依靠工蚁进行克隆繁殖的毕氏卵角蚁等等。”

　　分析显示，蝗抗利尿肽（Neuroparsin-A,NPA）基因是最早响应生殖转变的差异表达基因，它在脑中央神经分泌细胞中表达，并且在非生殖状态的个体中高表达。因此，研究团队猜测NPA处于调控蚂蚁生殖可塑性的重要位置。研究团队对NPA的功能进行了相关验证。在法老蚁中，通过利用RNA干扰和过表达技术，发现NPA对卵巢中卵子发育有抑制作用；长期实验显示敲降NPA抑制了处女蚁的活动力和觅食行为，但是高水平的NPA则是让蚁后出现了更高的活动力和觅食行为。而在对猎镰猛蚁的实验中，也得到了类似的结果。

　　“进一步分析RNA干扰和过表达个体的脑和卵巢转录组后，我们发现NPA能够分别增强保幼激素结合蛋白（Juvenilehormone binding protein，JHBP）基因和抑制蜕皮激素合成催化酶（shadow）基因的表达。而相关的两种激素在昆虫发育和生殖调控中都发挥着举足轻重的作用。”张霞芳进一步介绍，“在法老蚁中进行验证时，敲降JHBP与敲降NPA会出现相同的卵子发育表型，这也说明NPA通过调控JHBP影响了生殖变化。”

　　“通过探究不同发育背景下，生殖可塑性在不同生殖模式中调控机制的保守性。团队构建了以大脑神经肽NPA为核心的蚂蚁大脑-卵巢调控轴模型，该调控轴介导蚂蚁生殖角色转变过程中生理、行为可塑性调控，在多种生殖模型的蚂蚁物种中保守存在。这是追溯蚂蚁祖先生殖调控网络的重要支撑。”论文通讯作者、浙江大学生命演化中心教授张国捷说。

图说：蚂蚁三种生殖模型示意图来源：采访对象供图

生殖模式1：处女蚁/蚁后生殖模型；生殖模型2：工蚁/工蚁后生殖模型；生殖模型3：非生殖工蚁/生殖工蚁生殖模型。