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Advances in deciphering the genetic basis of insect cuticular hydrocarbon biosynthesis and variation
Heredity ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-11-02 , DOI: 10.1038/s41437-020-00380-y
Henrietta Holze 1 , Lukas Schrader 1 , Jan Buellesbach 1, 2
Affiliation  

Cuticular hydrocarbons (CHCs) have two fundamental functions in insects. They protect terrestrial insects against desiccation and serve as signaling molecules in a wide variety of chemical communication systems. It has been hypothesized that these pivotal dual traits for adaptation to both desiccation and signaling have contributed to the considerable evolutionary success of insects. CHCs have been extensively studied concerning their variation, behavioral impact, physiological properties, and chemical compositions. However, our understanding of the genetic underpinnings of CHC biosynthesis has remained limited and mostly biased towards one particular model organism (Drosophila). This rather narrow focus has hampered the establishment of a comprehensive view of CHC genetics across wider phylogenetic boundaries. This review attempts to integrate new insights and recent knowledge gained in the genetics of CHC biosynthesis, which is just beginning to incorporate work on more insect taxa beyond Drosophila. It is intended to provide a stepping stone towards a wider and more general understanding of the genetic mechanisms that gave rise to the astonishing diversity of CHC compounds across different insect taxa. Further research in this field is encouraged to aim at better discriminating conserved versus taxon-specific genetic elements underlying CHC variation. This will be instrumental in greatly expanding our knowledge of the origins and variation of genes governing the biosynthesis of these crucial phenotypic traits that have greatly impacted insect behavior, physiology, and evolution.

中文翻译:

昆虫表皮碳氢化合物生物合成与变异的遗传基础破译进展

表皮碳氢化合物 (CHC) 在昆虫中具有两个基本功能。它们保护陆生昆虫免受干燥,并在多种化学通讯系统中充当信号分子。据推测,这些适应干燥和信号传导的关键双重特征有助于昆虫在进化上取得相当大的成功。关于 CHCs 的变异、行为影响、生理特性和化学成分,已对其进行了广泛的研究。然而,我们对 CHC 生物合成的遗传基础的理解仍然有限,并且主要偏向于一种特定的模式生物(果蝇)。这种相当狭窄的焦点阻碍了在更广泛的系统发育边界上建立一个全面的 CHC 遗传学观点。这篇综述试图整合在 CHC 生物合成遗传学中获得的新见解和最新知识,这才刚刚开始纳入果蝇以外的更多昆虫分类群的工作。它旨在为更广泛和更普遍地理解导致不同昆虫类群中 CHC 化合物的惊人多样性的遗传机制提供一个垫脚石。鼓励在该领域进行进一步的研究,以更好地区分 CHC 变异的保守遗传元件与分类群特异性遗传元件。这将有助于极大地扩展我们对控制这些对昆虫行为、生理学和进化产生重大影响的关键表型性状的生物合成的基因的起源和变异的知识。这才刚刚开始纳入果蝇以外的更多昆虫分类群的工作。它旨在为更广泛和更普遍地理解导致不同昆虫类群中 CHC 化合物的惊人多样性的遗传机制提供一个垫脚石。鼓励在该领域进行进一步的研究,以更好地区分 CHC 变异的保守遗传元件与分类群特异性遗传元件。这将有助于极大地扩展我们对控制这些对昆虫行为、生理学和进化产生重大影响的关键表型性状的生物合成的基因的起源和变异的知识。这才刚刚开始纳入果蝇以外的更多昆虫分类群的工作。它旨在为更广泛和更普遍地理解导致不同昆虫类群中 CHC 化合物的惊人多样性的遗传机制提供一个垫脚石。鼓励在该领域进行进一步的研究,以更好地区分 CHC 变异的保守遗传元件与分类群特异性遗传元件。这将有助于极大地扩展我们对控制这些对昆虫行为、生理学和进化产生重大影响的关键表型性状的生物合成的基因的起源和变异的知识。它旨在为更广泛和更普遍地理解导致不同昆虫类群中 CHC 化合物的惊人多样性的遗传机制提供一个垫脚石。鼓励在该领域进行进一步的研究,以更好地区分 CHC 变异的保守遗传元件与分类群特异性遗传元件。这将有助于极大地扩展我们对控制这些对昆虫行为、生理学和进化产生重大影响的关键表型性状的生物合成的基因的起源和变异的知识。它旨在为更广泛和更普遍地理解导致不同昆虫类群中 CHC 化合物的惊人多样性的遗传机制提供一个垫脚石。鼓励在该领域进行进一步的研究,以更好地区分 CHC 变异的保守遗传元件与分类群特异性遗传元件。这将有助于极大地扩展我们对控制这些对昆虫行为、生理学和进化产生重大影响的关键表型性状的生物合成的基因的起源和变异的知识。
更新日期:2020-11-02
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