近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)昆蟲(chóng)研究所等國(guó)內(nèi)多家單位，破譯了馬鈴薯毀滅性害蟲(chóng)馬鈴薯甲蟲(chóng)高質(zhì)量基因組，該研究對(duì)于馬鈴薯甲蟲(chóng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)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(chóng)，屬于鞘翅目、葉甲科，是國(guó)際公認(rèn)的馬鈴薯重要?dú)缧詸z疫害蟲(chóng)，先后被列入我國(guó)“進(jìn)境植物檢疫性有害生物名錄”、“一類(lèi)農(nóng)作物病蟲(chóng)害名單”和“國(guó)家重點(diǎn)管理外來(lái)入侵物種名錄”。馬鈴薯甲蟲(chóng)原產(chǎn)北美，1993年在我國(guó)新疆伊犁地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)，對(duì)我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成極大的威脅，除對(duì)馬鈴薯造成毀滅性災(zāi)害外，還會(huì)危害番茄、茄子、辣椒、煙草等多種經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物，直接關(guān)系到我國(guó)生物安全、生態(tài)安全和糧食安全。
馬鈴薯甲蟲(chóng)形態(tài)特征和危害癥狀
該研究利用HiFi測(cè)序數(shù)據(jù)和Hi-C輔助組裝技術(shù)，獲得馬鈴薯甲蟲(chóng)染色體基因組1,008.42Mb，Scaffold N50達(dá)到58.32Mb。注釋獲得蛋白編碼基因29,606個(gè)。組裝掛載染色體18條。通過(guò)1:1:1單拷貝基因數(shù)據(jù)集，對(duì)馬鈴薯甲蟲(chóng)和其他14種鞘翅目昆蟲(chóng)基因組進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯甲蟲(chóng)與其他鞘翅目昆蟲(chóng)相比，存在1,260個(gè)擴(kuò)增基因家族和716個(gè)收縮基因家族。其中擴(kuò)增家族主要富集在DNA整合、巨自噬等生化過(guò)程，收縮基因家族主要富集在L-鳥(niǎo)氨酸跨膜運(yùn)輸、調(diào)控轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性等生化過(guò)程。馬鈴薯甲蟲(chóng)大量的基因家族擴(kuò)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(jī)制方面扮演一定的功能，該研究結(jié)果為馬鈴薯甲蟲(chóng)甚至鞘翅目類(lèi)害蟲(chóng)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、浙江大學(xué)昆蟲(chóng)研究所、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)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(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“馬鈴薯兩減”和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。
