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组学数据速递 | 全球首个草地贪夜蛾染色体级别基因组公布

2019-06-20 52节肢动物草地贪夜蛾基因组

2019年6月18日全球首次公布了草地贪夜蛾的高质量染色体水平的基因组,本次研究由深圳华大生命科学研究院和云南农业大学共同牵头,联合中国科学院动物研究所、广东省农科院、青岛农业大学等多个单位共同成立研究小组,对入侵中国的草地贪夜蛾进行全基因组测序。相关研究内容已经在BioRxiv上进行了预印刊载。

草地贪夜蛾

草地贪夜蛾是一种鳞翅目,夜蛾科,灰翅夜蛾属的昆虫,原产于美洲热带和亚热带地区,是以玉米等禾本科作物为食的杂食性害虫。目前该物种已经先后入侵53个国家,造成亚洲、非洲部分地区玉米、甘蔗等作物减产20%~30%,甚至绝收。

2019年1月,该物种由东南亚侵入我国云南、广西,目前已在18个省(区、市)被发现,覆盖我国200余万亩粮食产区。草地贪夜蛾已对我国当前的农业及粮食生产安全造成了严重威胁。我们亟需通过包括基因组学在内的前沿科学研究,加深对该物种的认识,从而找到根源上防治该入侵物种的关键路径。

研究概要

研究对象:采自云南和广东的草地贪夜蛾各两只
测序策略:单管长片段全基因组测序(stLFR技术)+染色体构象捕获测序(Hi-C)
研究结果:

  • 完成两只(雌/雄)草地贪夜蛾染色体级别的基因组组装。
  • 在12,516个基因家族发现了细胞色素p450和谷胱甘肽巯基转移酶两个基因家族严重扩张,其中细胞色素p450基因家族与解毒功能密切相关,推测主要控制其高度杂食性,而谷胱甘肽巯基转移酶基因家族与抗药性密切相关,推测主要驱动其农药抗性。
  • 已有研究表明,草地贪夜蛾包括主要以玉米为食的类型(C型)和主要以水稻为食的类型(R型)。通过对本次研究目前已经测序的四个个体展开分析,研究组发现入侵中国的草地贪夜蛾种群有C和R两种类型,型别的分析对草地贪夜蛾的防治提出了警示,需要防范不同型别可能带来的不同危害。

数据速递

已组装雌雄两个草地贪夜蛾基因组大小分别为542.42 Mb(N50:14.16 Mb)和530.77 Mb (N50:14.89 Mb)。

本次研究的基因数据已在国家基因库生命大数据平台(CNGBdb)上公开,项目编号:CNP0000513,可供研究者下载使用。

为了推动草地贪夜蛾的科学防治,提高防治效率,降低其可能造成的危害,研究人员还将进一步开展耐毒性、转录组等方面的研究。

参考文献:
Liu H, Lan T, Fang D, et al. Chromosome level draft genomes of the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), an alien invasive pest in China[J]. bioRxiv, 2019: 671560.

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