中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院植檢所揭示橘小實(shí)蠅全球入侵的分子機(jī)制

　　2022年1月11日，Nautre子刊Communications Biology在線發(fā)表了我院首席科學(xué)家朱水芳科研團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜完成的研究論文“Chromosome-level genome assembly of Bactrocera dorsalis reveals its adaptation and invasion mechanisms”。該研究報(bào)道了首個(gè)橘小實(shí)蠅染色體水平基因組，并從多個(gè)角度揭示了橘小實(shí)蠅在全球入侵過程中的環(huán)境適應(yīng)性和其復(fù)合體種類豐富的分子機(jī)制，為橘小實(shí)蠅的入侵防控提供了新思路與新方法。

 

 

　　橘小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis是世界重大入侵害蟲，目前已在全球六大洲至少65個(gè)國家發(fā)生為害。橘小實(shí)蠅被列入我國首批重點(diǎn)管理外來入侵物種名錄，可為害250余種果蔬，一旦傳入非疫區(qū)，極易定殖、擴(kuò)散，并與其他實(shí)蠅類害蟲競(jìng)爭(zhēng)成為優(yōu)勢(shì)種，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅生物安全。

 

 

　　該研究借助三代PacBio和HiC等測(cè)序技術(shù)，構(gòu)建了高質(zhì)量染色體水平的橘小實(shí)蠅基因組。研究發(fā)現(xiàn)DDE超家族核酸內(nèi)切酶、熱休克蛋白Hsps、嗅覺受體ORs等基因家族在橘小實(shí)蠅中發(fā)生顯著擴(kuò)張，橘小實(shí)蠅的擴(kuò)張和特有基因富集到的通路主要與新陳代謝和防御響應(yīng)相關(guān)。結(jié)合不同逆境條件處理下的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，分析推測(cè)出橘小實(shí)蠅中熱休克蛋白的相對(duì)穩(wěn)定高表達(dá)是其快速適應(yīng)逆境的內(nèi)在機(jī)制，p38 MAPK信號(hào)通路在橘小實(shí)蠅快速適應(yīng)新環(huán)境的過程中發(fā)揮重要作用。此外，橘小實(shí)蠅基因組中存在大量的基因復(fù)制事件，值得注意的是，約三分之一數(shù)量的DDEs發(fā)生并聯(lián)重復(fù)，推測(cè)其與橘小實(shí)蠅復(fù)合體的形成密切相關(guān)。

 

 

　　植物檢疫研究所姜帆副研究員為本論文的第一作者，朱水芳研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國檢科院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。