中國科學院分子植物科學卓越創新中心詹帥研究團隊發現核心生物鐘基因Cycle是控制家蠶滯育的關鍵“開關”，揭示了家蠶生活史變異的遺傳機制。這一成果對理解昆蟲季節性適應策略、掌握害蟲種群的發生和分布規律有重要意義。5月30日，相關成果發表于《科學》。
昆蟲的滯育類似于動物的冬眠，即在特定時期或特定季節性信號誘導下發生的發育停滯行為，可幫助昆蟲應對不利環境并顯著延長昆蟲的世代周期，也是造成昆蟲不同年度生活史的生理基礎。目前，只有果蠅的滯育變異機制得到了部分解析。
家蠶在長期馴化過程中，其年度生活史策略（一般稱為化性）受到規律性地人工選擇。但至今，決定家蠶化性的主效基因和具體的遺傳機制尚不清楚。
研究團隊通過正向遺傳學手段，利用家蠶二化滯育品系和非滯育多化品系構建定位群體，并結合全基因組關聯分析，確定了Cycle基因是控制家蠶滯育和化性差異的主效基因。該基因是昆蟲核心生物鐘基因，主要參與昆蟲的晝夜節律調控。
研究團隊發現家蠶Cycle基因通過可變剪接編碼3個亞型：相較于滯育品系，非滯育品系的C亞型功能缺失，但A和B亞型保留完整。通過基因編輯、生理生化實驗、行為學實驗等，研究團隊發現C亞型控制家蠶滯育的環境誘導，而A和B亞型發揮Cycle本身的晝夜節律調控功能，并進一步證明Cycle基因的雙重功能在鱗翅目昆蟲中具有普適性。
本研究找到了控制家蠶滯育的關鍵“開關”，初步回答了關于家蠶化性變異的百年難題；此外，解釋了生物鐘基因如何在不影響晝夜節律調控穩定性的前提下，實現季節節律調控的可塑性；并為掌握蟲害發生規律、制訂防治方案，“無創”打破滯育、高效利用資源昆蟲，以及在全球變暖大背景下預測昆蟲種群潛在的動態變化提供了分子水平的理論依據。