草地貪夜蛾分布圖
【香港商報網訊】記者林麗青報道:草地貪夜蛾是聯合國糧農組織全球預警的跨國界遷飛性農業重大害蟲,已經對全球近100個國家造成了農作物危害。
今年5月,深圳華大生命科學研究院和雲南農業大學共同牽頭,聯合中國科學院動物研究所、廣東省農科院、青島農業大學等多個單位共同成立研究小組,對入侵中國的草地貪夜蛾進行全基因組測序研究,並於近日完成了基因組構建,全球首次公布了草地貪夜蛾的高質量染色體水平的基因組,相關研究內容已經在BioRxiv上進行了預印刊載。
基於華大集團旗下華大智造自主研發的基因測序儀(MGISEQ-2000),研究組在獲得樣品之後4天內完成了單管長片段全基因組測序(stLFR技術)以及染色體構象捕獲測序(Hi-C),並在兩周內完成了數據分析,完成全球首個草地貪夜蛾染色體級別的基因組組裝,無論在基因組完整性還是基因集的完整性上,均超過了當前已有成果。同期完成全基因組測序的有采自雲南和廣東的草地貪夜蛾各兩隻,公布的數據包括了一雌一雄兩隻蛾的完整基因組數據,整體數據量超過了1.5 Tb。
雄性個體(左),雌性個體(右)
為防治蟲害提供借鑒信息
雖然聯合研究組制訂的整體研究計劃還在進一步開展中,目前在基因組測序方面取得的進展已經為該害蟲的防治工作提供了一定的可借鑒信息。
在構建的草地貪夜蛾基因組上,研究團隊在該物種的12,516個基因家族發現了細胞色素p450和谷胱甘肽巰基轉移酶兩個基因家族嚴重擴張,其中細胞色素p450基因家族與解毒功能密切相關,推測主要控制其高度雜食性,而谷胱甘肽巰基轉移酶基因家族與抗藥性密切相關,推測主要驅動其農藥抗性。
通過對本次研究目前已經測序的四個個體展開分析,研究組發現入侵中國的草地貪夜蛾種群有C和R兩種類型,確定有非洲入侵,但不排除有其他地區入侵。
在測序的四隻草地貪夜蛾中,通過分析Tpi基因第4外顯子的8個決定型別的分子標記,發現3個個體屬於C型(2個雲南,1個廣東),1個個體(廣東)可能屬於R型。同時通過構建基於該基因第4外顯子的系統發育樹,也支持該鑒定結果。進一步分析結果表明屬於R型的廣東個體的單倍型為非洲特有。
數據共享推動防治
目前,研究組完成的全球首個草地貪夜蛾染色體級別的基因組,已經在基因組數據共享平台——國家基因庫生命大數據平台(CNGBdb) (https://db.cngb.org/search/project/CNP0000513/)上公開,可供研究者下載使用。
研究組目前正在開展針對草地貪夜蛾的進一步研究,包括進一步的抗農藥分子機制研究等,同時研究組也希望同國內更多相關的科研院所進一步開展合作,充分發掘、利用基因組數據,推動草地貪夜蛾的科學防治,提高防治效率,降低其可能造成的危害。