家蚕(Bombyx mori)不仅是一种重要的经济昆虫,也是鳞翅目昆虫遗传学与分子生物学研究的重要模式生物。家蚕的茧丝性状对蚕桑产业具有重要的经济价值。家蚕的茧丝量是一个典型的多基因调控的数量性状,已有多条信号通路报道能够调控家蚕的茧丝性状和丝腺发育,例如Ras/MAPK信号通路,该通路中的多个基因已被证实能够影响家蚕的茧丝性状。SUR8是该通路中的一个支架蛋白,它能通过结合两种或多种因子形成支架复合体,参与Ras/MAPK信号通路的激活,对细胞的正常生理和分化过程具有重要作用,但是,BmSur8在家蚕中的功能仍然未知。BmSur8在家蚕、人、果蝇、小鼠、蝇蛹金小蜂、星状海葵等物种中均具有多个保守的富含亮氨酸的重复结构域,且蛋白结构均呈马蹄形,推测该基因具有功能上的保守性。为了解析BmSur8在Ras/MAPK通路中的分子生物学机制以及该基因对家蚕的茧丝性状的影响,我们首先利用免疫荧光定位,发现BmSur8蛋白表达于BmN细胞的质和核中。组织表达谱检测发现,BmSur8在p50家蚕五龄第三天幼虫(L5D3)的9个组织中均有表达,其中精巢和卵巢中相对较高。其次,利用蛋白质谱技术分析了在BmN细胞中可能与BmSur8相互作用的蛋白,结果显示编码可能与BmSur8相互作用蛋白的基因主要富集在在氨基酸-t RNA生物合成、碳代谢、氨基酸生物合成、磷酸戊糖途径等通路,由此推测BmSur8在蛋白质翻译过程中具有重要的作用。同时,在BmN细胞中利用dsRNA干扰BmSur8表达,发现Ras/MAPK通路中的RAS、RAF、MEK、ERK的m RNA水平均下降。最后,利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统成功构建了BmSur8转基因敲除个体,并对其进行茧质性状调查分析,结果显示,与对照组相比,BmSur8-突变体雌性和雄性个体的茧丝量分别下降15.2%和13.4%,其中雌性个体茧层率降低3.8%。BmSur8-突变体后部丝腺中的丝素蛋白基因BmFib-H、BmFib-L和Bmp25表达量与对照相比均出现下调。我们进一步对BmSur8-突变体与对照个体L5D3的后部丝腺进行转录组学测序,经分析发现BmSur8基因敲除后产生的差异表达基因主要富集在磷酸戊糖途径、碳代谢、辅因子生物合成等通路。综合以上研究结果,我们推测BmSur8可能通过参与磷酸戊糖、碳代谢等途径的调控,影响家蚕体内能量和物质代谢过程进而调控家蚕丝蛋白的合成。本研究将为家蚕茧丝质量和产量的研究,以及品种选育提供了一定的理论基础和实验数据。