蚜虫是世界上最具破坏了和最难防治的害虫之一，几乎所有的大田作物、蔬菜和果树均遭受蚜虫的危害。蚜虫的生活史分为不全周期型（终年营孤雌生殖）和全周期型（一年内孤雌生殖和有性生殖交替出现）生活史。孤雌生殖这种繁殖方式的优势就是繁殖速度快，一年之内可以繁殖10-30代，世代重叠现象严重，也是蚜虫快速暴发为害的重要因素之一。保幼激素（Juvenile hormone, JH）是昆虫最重要的激素之一，调节昆虫生长、生殖和逆境胁迫等多种生理学过程。已有研究显示，保幼激素在调控蚜虫翅型分化和生殖中具有重要作用，但是其背后的分子机制还有待深入研究。

孙江华团队康志伟副教授首先鉴定了豌豆蚜中保幼激素关键因子（Krüppel-homology 1, Kr-h1）基因，并发现Kr-h1基因在4龄若蚜和成蚜期显著高表达（图1A-C）；外源JH同源物处理显著显著诱导了Kr-h1基因的表达（图1D）；利用RNAi技术抑制Kr-h1基因表达导致豌豆蚜若蚜出现蜕皮障碍（图2）；通过转录组学技术发现，抑制Kr-h1基因表达导致与昆虫蜕皮相关的表皮蛋白和几丁质相关基因的表达量显著下降（图3）；其中，表皮蛋白CP53启动子区域含有Kr-h1的结合元件（KBS）（图3）；酵母单杂交和双荧光酵素实验显示，Kr-h1通过结合CP53启动子区域的KBS序列，正调控CP53的表达，进而影响豌豆蚜的蜕皮过程；此外，在豌豆蚜成虫期注射Kr-h1的dsRNA能够显著抑制豌豆蚜的生殖能力，表明Kr-h1还参与了豌豆蚜的生殖调控过程（图5）。本研究系统揭示了保幼激素关键因子Kr-h1在豌豆蚜生长和生殖中的作用，丰富了Kr-h1调节昆虫生殖和生殖的作用机制，也为未来基于RNAi生物农药防治蚜虫提供了潜在靶标基因。

图1. 豌豆蚜Kr-h1基因的鉴定和表达分析

图2. Kr-h1在豌豆蚜若蚜生长发育中的功能

图3. 干扰Kr-h1表达显著抑制了与蜕皮相关表皮蛋白和几丁质相关基因的表达

图4. Kr-h1直接调控表皮蛋白CP53基因的表达

图5. Kr-h1在豌豆蚜成蚜生殖过程中的作用

    上述结果近期被期刊Entomologia Generalis（中科院1区TOP）发表，河北大学生命科学学院2022级硕士宋子超和山东农业大学植物保护学院2022级博士高雨晴为文章的共同第一作者，贵州大学刘同先教授和河北大学康志伟副教授为通讯作者，河北大学孙江华教授和刘芳华教授，华南师范大学李胜教授、西北农林科技大学田宏刚助理研究员、山东农业大学许永玉教授和北京市农林科学院王甦研究员为论文的共同作者。该项研究得到山东省自然科学基金青年项目（ZR2021QC053）、河北省教育厅青年拔尖人才项目（BJ2025041）、青年创新团队项目(QNTD202405)、河北大学青年拔尖人才项目（050001-513300201004）、河北省自然科学基金创新群体（C202201042）和农业农村部重点实验室开放课题（KFJJ2022003）的资助。山东农业大学陈珍珍副教授、西南大学尚峰副教授和中国农业大学孔雪博士在实验和文章修改过程中提供了大力支持。

论文信息：Song ZC^#, Gao YQ^#, Yan ZQ, Zhao YF, Zhang AY, Liu FH, Sun JH, Xu YY, Tian HG, Li S, Wang S, Smagghe G, Liu TX^*, Kang ZW^*. Krüppel-homology 1 is key in development and parthenogenetic reproduction in pea aphids. Entomologia Generalis, Doi: 10.1127/entomologia/2025/2818.

https://www.schweizerbart.de/papers/entomologia/detail/prepub/106369/Kruppel_homolog_1_is_key_in_development_and_parthenogenetic_reproduction_in_pea_aphids