草地贪夜蛾基因组及其扩散危害机制获破解

长宁新闻网 王祎 2020-05-03 20:32:15
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草地贪夜蛾基因组及其扩散危害机制获破解  
 

草地贪夜蛾基因组及其扩散危害机制获破解

草地贪夜蛾基因组信息    浙江大学供图

5月2日,《分子生态学资源》杂志在线发表了染色体水平的草地贪夜蛾基因组,并解析了其快速扩散成灾的机制。该成果由宜春学院、浙江大学、浙江省农业科学院和安诺优达合作完成,为草地贪夜蛾的防控提供了重要的基因信息资源。

草地贪夜蛾是一种重要的迁飞性害虫,严重威胁农业生产,在世界各地快速扩散传播。2019年1月,草地贪夜蛾入侵我国云南省,后迅速扩散至其他省份,造成了重大的经济损失,引起广泛社会关注。目前,草地贪夜蛾已在我国南方定殖,同时境外虫源持续迁入,2020年发生态势更加严峻,防控任务更加艰巨。

论文通讯作者、浙江大学教授李飞告诉《中国科学报》,他们利用PacBio和Hi-C技术,对浙江省内采集的草地贪夜蛾样本进行测序,获得了染色体级别基因组。其基因组大小为486 Mb(Scaffold N50为16.3 Mb),重复序列占基因组的28%。

“利用雌雄虫重测序,我们成功鉴定出Z染色体,同时首次鉴定出草地贪夜蛾的部分W染色体。这对于利用基因驱动技术打破其种群性别比平衡,以达到害虫控制的目的具有重要指导意义。”李飞介绍说,草地贪夜蛾的性别由性染色体Z和W决定,雌虫为ZW,雄虫为ZZ。

结合转录组表达证据,该研究共鉴定出22623个蛋白编码基因。比较基因组分析显示,草地贪夜蛾基因组中的解毒代谢相关基因、化学感受相关基因、营养代谢及转运蛋白相关基因明显扩张。

论文通讯作者、宜春学院肖花美博士介绍,P450基因在基因组上进行大量串联复制,并在草地贪夜蛾的各个发育阶段广泛表达,暗示着草地贪夜蛾强大的解毒代谢能力,为其快速定殖奠定基础。

此外,他们还鉴定到221个味觉受体基因,远多于其他昆虫。鳞翅目昆虫中较为保守的β-呋喃果糖苷酶基因也在草地贪夜蛾基因组中明显扩张,这可能与草地贪夜蛾惊人的寄主范围有关。

该研究为草地贪夜蛾的扩散、入侵等生物学遗传特性研究提供了理论支撑,并为害虫防治、开发新型绿色防控方法提供了研究方向。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/1755-0998.13182

 

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