多组学揭示“蜕皮激素-Eip75B-FABP”信号轴调控黑水虻营养代谢的新机制

近日，广东省科学院动物研究所（简称“动研所”）与华中农业大学、湖北洪山实验室、开罗大学合作，在国际学术期刊《Journal of Advanced Research》（中科院综合期刊一区，IF = 13）上发表了最新研究成果。该研究通过整合蛋白质组、磷酸化蛋白质组与转录组等多组学技术，系统揭示了黑水虻（Hermetiaillucens）在发育过程中通过“蜕皮激素-Eip75B-FABP”信号轴协调营养代谢的分子机制，为昆虫资源的高效转化与代谢工程提供了新靶点。

黑水虻作为重要资源昆虫，其幼虫能够高效转化有机废弃物为富含蛋白质和脂类的生物质，在生物柴油、蛋白饲料等领域具有广阔应用前景。然而，其营养积累与分配的调控网络尚不明确。本研究通过对黑水虻从卵到成虫的全生命周期进行多组学分析，共鉴定到5,527个蛋白质、16,620个磷酸化位点和8,656个转录本，构建了其发育过程中的动态代谢调控网络。

研究发现，蜕皮激素（ecdysone）通过激活核受体Eip75B（昆虫PPARγ同源蛋白），直接转录调控脂肪酸结合蛋白（FABP）的表达，从而促进幼虫期脂质积累。干扰FABP表达会导致脂质储存减少，同时线粒体β-氧化增强和蛋白质合成增加，表现出代谢重编程的特征。此外，通过外源添加蜕皮激素可恢复因FABP缺失引起的脂质损失，证实了“蜕皮激素–Eip75B–FABP”信号轴在调控昆虫营养分配中的核心作用。

该研究不仅揭示了昆虫发育过程中激素与代谢协同调控的保守机制，也为通过调控Eip75B-FABP轴提升黑水虻脂质或蛋白质产出提供了直接靶点，对推动其在生物转化与循环农业中的应用具有重要意义。

图1 “蜕皮激素-Eip75B–FABP”信号轴调控黑水虻营养代谢的分子机制示意图

该研究获得了国家自然科学基金、广东省科学院科技发展专项等项目的资助。广东省科学院动物研究所徐齐云与华中农业大学郑龙玉为共同通讯作者。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123225010082

（供稿：有害生物防控创新中心 徐齐云）