我省科研團隊成功組裝赤梗天牛基因組
為松材線蟲病的防控提供了新的思路
近日,福建省林業科學研究院聯合福建農林大學未來技術學院等多家單位,在國際學術期刊Nature旗下刊物《Scientific Data》發佈了赤梗天牛染色體級別的參考基因組。該成果為理解該物種以及松材線蟲攜帶昆蟲的遺傳和進化歷史提供了資源,併為松材線蟲病防控策略的調整提供了科學依據。
松材線蟲病是全球森林生態系統中最具破壞性的病害之一,主要侵染對像是馬尾松、黑松、濕地松等松科植物。松樹一旦染病,樹體失水、樹脂分泌減少直至停止,最終枯萎死亡。我國自1982年首次出現松材線蟲病疫情以來,全國近6000萬公頃松林資源受到其威脅。
在我國南方地區,松墨天牛是松材線蟲病最主要的媒介昆蟲。早前,其基因組已完成組裝。研究團隊通過在福建省的長期普查發現,在諸多能夠攜帶松材線蟲的昆蟲中,赤梗天牛也是重要的潛在傳播者。然而,由於缺乏高品質的基因組參考,關於該種昆蟲的生態適應性和潛在控制方法的研究一直受限。
為此,研究團隊通過基因測序技術,成功組裝了赤梗天牛的染色體級別參考基因組。該基因組大小為1268.11Mb,完整性高達97.15%。在此技術上,研究團隊共預測了16450個蛋白質編碼基因,並進行功能註釋。這些註釋為後續的功能研究和基因調控網路分析提供了重要線索。
此外,研究團隊還對赤梗天牛和松墨天牛等松材線蟲攜帶昆蟲與其他鞘翅目昆蟲的基因組進行了比較,發現了一些融合和分裂事件,揭示了赤梗天牛的染色體進化歷史。同時,基於比較基因組學分析,發現了三類可能的松材線蟲攜帶的決定機制:從松材線蟲成功向攜帶天牛的水準基因轉移;線蟲能夠挾持攜帶天牛的呼吸作用;線蟲能夠抑制攜帶天牛的幾丁質合成。
“該研究不僅為赤梗天牛的遺傳學研究提供了高品質的參考基因組,還為松材線蟲病的防控提供了新的思路。”福建省林業科學研究院高級工程師蔡守平表示,通過深入了解這種潛在媒介昆蟲的遺傳背景和進化歷史,研究人員可以更好地設計針對性的防控策略,減少松材線蟲病對森林生態系統的破壞。(記者 張輝 通訊員 劉建波)
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