馬鈴薯重大害蟲馬鈴薯甲蟲高質(zhì)量基因組被破譯

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所經(jīng)濟作物蟲害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團隊聯(lián)合浙江大學(xué)昆蟲研究所等國內(nèi)多家單位，破譯了馬鈴薯重大毀滅性害蟲馬鈴薯甲蟲高質(zhì)量基因組，該研究對于馬鈴薯甲蟲風(fēng)險評估、精準(zhǔn)監(jiān)測和科學(xué)防控具有重要指導(dǎo)意義，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature旗下著名學(xué)術(shù)期刊《Scientific Data》。

 

　　馬鈴薯甲蟲，屬于鞘翅目、葉甲科，是國際公認(rèn)的馬鈴薯重要毀滅性檢疫害蟲，先后被列入我國“進境植物檢疫性有害生物名錄”、“一類農(nóng)作物病蟲害名單”和“國家重點管理外來入侵物種名錄”。馬鈴薯甲蟲原產(chǎn)北美，1993年在我國新疆伊犁地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)，對我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成極大的威脅，除對馬鈴薯造成毀滅性災(zāi)害外，還會危害番茄、茄子、辣椒、煙草等多種經(jīng)濟作物和糧食作物，直接關(guān)系到我國生物安全、生態(tài)安全和糧食安全。

 

　　該研究利用HiFi測序數(shù)據(jù)和Hi-C輔助組裝技術(shù)，獲得馬鈴薯甲蟲染色體基因組1,008.42Mb，Scaffold N50達到58.32Mb。注釋獲得蛋白編碼基因29,606個。組裝掛載染色體18條。通過1:1:1單拷貝基因數(shù)據(jù)集，對馬鈴薯甲蟲和其他14種鞘翅目昆蟲基因組進化分析發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯甲蟲與其他鞘翅目昆蟲相比，存在1,260個擴增基因家族和716個收縮基因家族。其中擴增家族主要富集在DNA整合、巨自噬等生化過程，收縮基因家族主要富集在L-鳥氨酸跨膜運輸、調(diào)控轉(zhuǎn)運蛋白活性等生化過程。馬鈴薯甲蟲大量的基因家族擴展或收縮可能在其入侵?jǐn)U散和抗藥性演化等生態(tài)適應(yīng)機制方面扮演一定的功能，該研究結(jié)果為馬鈴薯甲蟲甚至鞘翅目類害蟲生物學(xué)生態(tài)學(xué)研究和精準(zhǔn)綠色防控技術(shù)研發(fā)奠定了遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

 

　　本研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所、浙江大學(xué)昆蟲研究所、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所、中國科學(xué)院動物研究所等多家單位合作完成。該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目（2021B0301030004）、國家重點研發(fā)計劃“馬鈴薯兩減”（2018YFD0200802）和國家自然科學(xué)基金項目 （32102271）資助。

 

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41597-023-01950-5