焦點！馬鈴薯重大害蟲馬鈴薯甲蟲高質量基因組被破譯

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近日，中國農業科學院植物保護研究所經濟作物蟲害監測與防控創新團隊聯合浙江大學昆蟲研究所等國內多家單位，破譯了馬鈴薯重大毀滅性害蟲馬鈴薯甲蟲高質量基因組，該研究對于馬鈴薯甲蟲風險評估、精準監測和科學防控具有重要指導意義，相關研究結果發表在Nature旗下著名學術期刊《Scientific Data》。

馬鈴薯甲蟲，屬于鞘翅目、葉甲科，是國際公認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”。馬鈴薯甲蟲原產北美，1993年在我國新疆伊犁地區首次發現，對我國馬鈴薯產業造成極大的威脅，除對馬鈴薯造成毀滅性災害外，還會危害番茄、茄子、辣椒、煙草等多種經濟作物和糧食作物，直接關系到我國生物安全、生態安全和糧食安全。

該研究利用HiFi測序數據和Hi-C輔助組裝技術，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單拷貝基因數據集，對馬鈴薯甲蟲和其他14種鞘翅目昆蟲基因組進化分析發現，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、調控轉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擴散和抗藥性演化等生態適應機制方面扮演一定的功能，該研究結果為馬鈴薯甲蟲甚至鞘翅目類害蟲生物學生態學研究和精準綠色防控技術研發奠定了遺傳學基礎。

本研究由中國農業科學院植物保護研究所、浙江大學昆蟲研究所、新疆農業科學院植物保護研究所、中國科學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與應用基礎研究重大項目（2021B0301030004）、國家重點研發計劃“馬鈴薯兩減”（2018YFD0200802）和國家自然科學基金項目 （32102271）資助。

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