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我科学家首次完成一种中国小麦重要蚜虫基因组测序装配解析

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  8月21日,中国皇冠农业科学院是组织机构科学院植物保护研究所粮食作物害虫监测与控制创新团队首次报道了狄草谷网蚜Sitobion miscanthi 的基因组组装和解析工作。该团队借助先进测序平台完成了狄草谷网蚜廊坊种群(Langfang-1)的基因组测序,成功组装出该蚜的基因组精细图谱草图,并进一步利用Hi-C技术,实现了染色体级别的装载。相关研究成果在线发表在《Gigascience》上。

  小麦蚜虫是我国小麦上最重要的害虫,每年由麦蚜为害引起的小麦减产达10%-40%,严重威胁我国小麦生产与粮食安全。狄草谷网蚜属半翅目、蚜科,是我国各麦区的蚜虫优势种,在中国曾被误定为麦长管蚜Sitobion avenae,目前仍在普遍沿用。狄草谷网蚜为寡食性的刺吸式害虫,主要寄主植物为麦类作物及禾本科杂草;生殖方式分孤雌生殖与有性生殖两种,孤雌生殖种群中存在有翅与无翅的二型性,是研究蚜虫-寄主植物协同进化,比较广食性与寡食性差异机制,有、无性生殖方式交替,翅表型可塑的理想模式昆虫。

  V1.0版本的狄草谷网蚜基因组大小为397.90兆,ContigN50长达2.05兆;含9条scaffolds,与狄草谷网蚜染色体数目一致(2n=18),scaffold N50长达36.26兆;注释出16006个编码基因,重复序列占基因组的26.41%,基因杂合度约为0.573%,GC含量约为30.253%。以上指标均证明该蚜基因组属高杂合、复杂昆虫基因组,相关进展具有突破性。与其他13种蚜虫或节肢动物的系统进化分析显示,狄草谷网蚜与豌豆蚜关系相对较近,大约在7.69-8.83亿年前由同一祖先分化为目前的2个种。

  该蚜精细基因组图谱组装工作的完成,随着后期更多个性化数据装配和分析,新版基因组精细图谱将保持持续更新,对深入开展蚜虫功能进化、表型可塑性等表观遗传学,植物-蚜虫-天敌多营养级互作研究提供奠定良好基础,在应用及基础研究领域均具有重要意义。

  该研究获得国家重点研究开发项目和国家自然科学基金资助。(通讯员 汪开卷)

  原文链接: https://academic.oup.com/gigascience/article/doi/10.1093/gigascience/giz101/5552228?guestAccessKey="35d5be3d-f142-404a-8d2e-8b92c0e27a6e

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