林草科技|中國林科院：專家首次解析枯葉蛾科昆蟲基因組

本號訊（5月12日）近日，中國林科院專家在《分子生態資源》雜誌線上發表重要成果：松樹重要食葉害蟲馬尾松毛蟲染色體級別基因組，成功構建出包含30條染色體的馬尾松毛蟲高質量基因組。這是枯葉蛾科昆蟲的首次基因組解析，將為馬尾松毛蟲和其他枯葉蛾科昆蟲的功能和進化研究提供重要依據。

馬尾松毛蟲生活史。（a）卵，（b）幼蟲，（c）蛹，（d）成蟲雌。圖片來源：中國科技網

馬尾松毛蟲（Dendrolimus punctatus）是我國發生範圍最廣、危害面積最大的針葉林食葉害蟲，其幼蟲取食松針，爆發期間連片松林在數日內被蠶食精光，遠看枯黃、焦黑，如同火燒一般，常被稱為“不冒煙的森林火災”，給林業生產造成重大經濟損失。馬尾松毛蟲在不同災害發生階段具有不同的生理特徵，吸引了很多研究人員從寄主、生活環境等方面對松毛蟲週期性暴發機制進行了研究，但從松毛蟲內部分子機理探索其成災機理目前還鮮有報道。

圖片來源：中國科技網

上圖為：馬尾松毛蟲染色體水平組裝。（a） 馬尾松毛蟲Hi-C熱圖。（b） 馬尾松毛蟲與斜紋夜蛾基因組共線性圖。（c） 馬尾松毛蟲與家蠶基因組共線性圖。

研究透過對馬尾松毛蟲的基因組進化、基因擴張收縮分析後發現，馬尾松毛蟲有2104個基因家族發生擴張，1900個基因家族收縮。擴增的基因家族中與外源化合物降解和解毒系統相關的基因顯著富集。進一步分析發現，馬尾松毛蟲和歐洲重要針葉林食葉害蟲松異舟蛾同樣有細胞色素P450基因擴張現象，表明馬尾松毛蟲P450基因，尤其是CYP3家族基因可能與松針抗性化合物的耐受性有關。

論文第一作者、中國林科院副研究員張蘇芳說，馬尾松樹體本身分泌的松脂、松香等化合物在物理性和化學性上能阻擋大部分害蟲對其危害，但松毛蟲卻可以依附其生存，並在大面積爆發後造成不可挽回的經濟損失和生態破壞。從基因水平上研究分析松毛蟲的成災機理，掌握其演變發生規律，控制害蟲的種群數量，或將達到“蟲不成災”的防控目的。

中國林科院森環森保所張真研究員、首都師範大學張愛兵教授，中國科學院黃勇平研究員、詹帥研究員，希望組公司韓玲玲博士為共同通訊作者。

中國農業大學周欣教授，中國林科院森環森保所孔祥波研究員、劉福助理研究員、碩士研究生申思凡等參與了研究工作。（作者 馬愛平 宋平 陳力 編輯 王強）