Hox基因是动物中最古老和高度保守的基因之一,包含一个保守的DNA结构域Homeodomain,在控制形态和器官发生方面发挥重要的作用。Hox基因的功能与其表达模式密切相关,表达模式的破坏导致了发育缺陷和生理疾病。在家蚕的发育过程中,有30多个Hox基因突变体表现出明显的形态变化,如多腿或缺腿、丝腺异常、翅缺陷和触角发育异常。除了控制转录因子或信号分子外,Hox基因还抑制或促进基本的细胞过程。自噬（Autophagy）或称自体吞噬,是生物体通过溶酶体将自身结构分解的过程。该过程受到一系列基因的紧密调控,帮助有机体在有机物合成、降解以及内环境循环中保持动态平衡。细胞自噬对维持机体生长发育、控制疾病发生和调控机体其他的生理活动发挥着关键的作用。家蚕是一种具有较高经济价值的完全变态昆虫,其变态发育受到蜕皮激素（20E）、保幼激素（JH）和营养等多个信号通路的共同调控。在家蚕变态发育过程中,自噬发挥了重要的作用。在果蝇中过表达Hox基因Abd-A、Abd-B、Ubx和Dfd,有效地抑制了脂肪体发育性自噬,但是其具体的调控机制仍不清楚。本研究以家蚕脂肪体为研究对象,利用多种研究手段,分别在细胞水平、组织水平和个体水平深入揭示家蚕Hox基因Abd-B负调控脂肪体自噬的机制,从而为昆虫脂肪体发育调控提供理论指导。本文的主要研究结果如下:1.Hox基因Abd-A、Abd-B、Ubx和Antp在家蚕脂肪体的时空表达谱分析qPCR显示,家蚕Hox基因Abd-A、Abd-B,、Ubx和Antp在5龄3天不同的组织中表达,Abd-A和Abd-B在脂肪体中的表达量相对较高。四龄至蛾期脂肪体表达谱显示:Abd-A和Abd-B的表达呈现食桑期高而眠期和上簇期较低,其表达趋势与自噬相关基因的表达趋势相反。这些结果暗示了Abd-A和Abd-B可能参与调控脂肪体自噬相关基因的表达。2.注射20E导致Abd-A和Abd-B表达量下降,家蚕脂肪体自噬对5龄2天的家蚕注射20E,分别在注射后3小时、6小时、12小时和24小时检测20E下游基因、Abd-A和Abd-B的表达以及脂肪体自噬的情况。结果显示,注射20E后,Abd-A和Abd-B在mRNA和蛋白水平的表达下调,而自噬相关基因、Atg8的蛋白表达、酸性磷酸酶活性和溶酶体含量均有不同程度的上调。这些结果表明Abd-A和Abd-B可能参与调控自噬相关基因的表达。3.Abd-B抑制Atg5和Atg8基因的转录在线预测发现自噬关键基因Atg5和Atg8启动子区域包含多个Abd-A和AbdB结合的顺式调控元件。克隆Atg5和Atg8的启动子并连接到pGL3载体,与AbdA或Abd-B共转染BmE细胞。双荧光素酶活性分析显示,Abd-A对Atg5和Atg8启动子的活性没有影响,而Abd-B抑制了Atg5和Atg8启动子活性。进一步,构建Atg5和Atg8基因不同截短的启动子荧光素酶报告载体,与Abd-B共转染BmE细胞。双荧光素酶活显示,Abd-B显著抑制了Atg5启动子活性。当去除Atg5启动子-1542元件后,荧光素酶活性没有明显差异。与Atg5不同,Abd-B可以抑制不同Atg8启动子截短的活性。EMSA实验证明Abd-B分别与Atg5启动子上游的-1542元件和Atg8启动子上游的-267元件结合。总之,这些结果表明,Abd-B直接与Atg5启动子上游的-1542元件以及Atg8启动子上游的-267元件结合,抑制Atg5和Atg8基因的转录。4.βftz-F1抑制Abd-B基因的转录分析发现,Abd-B的时期表达谱与20E滴度呈相反的趋势。利用Jaspar数据库在线预测发现Abd-B基因启动子区域包含多个βftz-F1的结合元件。将Abd-B启动子的不同截短连接到双荧光素酶报告载体上,与βftz-F1的1180过表达载体共转染家蚕BmE细胞。双荧光素酶活显示,βftz-F1抑制了Abd-B启动子活性;当去除Abd-B启动子上游-2410元件后,荧光素酶活性没有明显差异。EMSA实验进一步证明βftz-F1与Abd-B启动子上游-2410元件直接结合,从而抑制Abd-B基因的转录。5.Hox基因Abd-B参与了饥饿诱导的家蚕脂肪体自噬已知饥饿处理诱导了家蚕脂肪体发生自噬。对5龄3天的家蚕进行饥饿处理,qPCR显示Atg等自噬相关基因的表达上调;饥饿处理组家蚕的脂肪体中溶酶体含量明显增多;9小时后,脂肪体中酸性磷酸酶活性以及Atg8表达明显增加,表明饥饿处理诱导了家蚕脂肪体自噬发生。同时,Abd-B在mRNA水平和蛋白水平的表达均下降。在Bm N细胞过表达Abd-B,饥饿处理显示,与对照相比,过表达AbdB导致自噬相关基因的表达下降,表明Abd-B参与了饥饿诱导的脂肪体自噬。