昆虫在进化过程中发展出多种附肢，这些附肢在运动、觅食和交流等关键活动中发挥着重要作用。附肢的再生可以帮助它们恢复受损部位的功能，显著提高它们的生存能力和生态适应性。德国小蠊（蟑螂的一种），俗称“小强”，这一称号主要归功于其两大关键生物学特性：强大的再生能力和卓越的繁殖能力，但是目前还没有对于这两种特性内在关系的相关研究报道。

华南师范大学生命科学学院昆虫科学与技术研究所李胜教授和任充华研究员团队在SCIENCE CHINA-Life Sciences期刊上以Letter形式在线发表题为“Hox-determined appendage regeneration restores cockroach courtship rituals”的研究论文，他们以德国小蠊为研究对象对六种附肢（触角、唇须、下颚须、足、翅膀和尾须等）再生及求偶功能恢复进行探究，发现Hox基因在控制附肢再生和功能恢复中发挥关键作用。

在该研究论文中，作者首先发现德国小蠊的六种附肢协同参与求偶过程。对每种附肢进行不同程度的断肢处理，发现六种附肢都有较强的再生能力，且再生能力与发育阶段呈负相关，与断肢剩余比例呈正相关。再生后的附肢不仅在整体形态上能得到较好的恢复，微观感器类型也能完全恢复。六种附肢再生后也可恢复在求偶过程中的功能。

结果显示六种附肢作为动物肢体系列同系物（serial homology）其稳态维持和再生阶段的基因表达模式聚类存在显著不同，再生过程中的附肢将为动物系列同系物及器官发生研究提供新的思路。

此外，为了解答德国小蠊如何在原有部位精确地再生出相应附肢的形状与结构来恢复其功能这一科学问题，作者发现Hox基因发挥着关键作用。以口器附近的附肢（下唇须和下颚须）为例，对相关Hox基因进行活体敲降试验，发现在干扰pb基因后，下唇须和下颚须位置都可以再生成腿，从而可以得到10条腿的蟑螂，且引发求偶行为障碍（交配率下降、求偶持续时间延长）。

这项研究探讨了德国小蠊在求偶过程中附肢再生的生物学机制，并揭示了附肢再生与其求偶繁殖行为之间存在紧密的联系。相关结果也进一步证明了蟑螂具有强大的附肢再生能力，是研究动物肢体再生的理想模型，有望为再生生物学和再生医学研究提供新的研究视角。

华南师范大学李胜教授-任充华研究员团队近年来围绕“蟑螂为什么具有强大肢体再生能力？”这一科学问题开展一系列研究，在Cell Reports, Science Advances, Nature Communications、The Innovation、STAR Protocols和SCIENCE CHINA life sciences等权威期刊发表多篇研究论文。华南师范大学生科院昆虫所2023级硕士生麦杏梅、2022级博士生廖明韬和硕士毕业生赵方明为本论文并列第一作者，本科生刘方正和热娜古丽·艾萨参与本课题，任充华研究员和李胜教授为通讯作者。本项目得到了国家自然科学基金面上、重点项目和广东省自然科学基金杰出青年项目等基金的支持。

原文链接：https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=5c901a8f9957f812aee96f2e51263daa

撰稿: 任充华

初审：魏秋兰

终审：刘素宁

• 发布时间：
• 2024-12-09 16:03:00 来源：华南师范大学生命科学学院 点击： 收藏本文

标签：# SCLS #基因 #求偶 #再生