?子科生物報(bào)道：2022年10月27日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院葉恭銀教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廣東省農(nóng)科院植保所等團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表題為為“Genomic signatures associated with maintenance of genome stability and venom turnover in two parasitoid wasps”的研究論文，揭示了寄生蜂維持基因組穩(wěn)定與毒液快速演化的基因組特征。同時(shí)，該論文還報(bào)道了兩種平腹小蜂的高質(zhì)量基因組信息，為生物防治研究提供了重要的基因信息資源。

寄生蜂是一類生物多樣性極其豐富的昆蟲，是研究演化生物學(xué)的理想模型。對(duì)它們的比較基因組學(xué)研究對(duì)揭開各種神奇性狀演化的秘密及豐富人們對(duì)物種演化的認(rèn)識(shí)具有重要的意義。該文的研究對(duì)象平腹小蜂是一類優(yōu)良的卵寄生蜂，也是寄生性天敵昆蟲中已具有成熟的規(guī)?；敝臣夹g(shù)和田間釋放技術(shù)，并成功應(yīng)用于害蟲防治的天敵昆蟲之一，在防治果樹蝽類害蟲方面效果顯著。但是，迄今對(duì)其有效控制害蟲的基因水平認(rèn)識(shí)尚明顯不足。

團(tuán)隊(duì)通過基因基因組測(cè)序與組裝明確，日本平腹小蜂Anastatus japonicus和麻紋蝽平腹小蜂A. fulloi的基因組大小在950 Mb左右，是目前已知的絕大多數(shù)膜翅目昆蟲基因組大小的2~4倍。進(jìn)一步研究表明，平腹小蜂龐大的基因組特征與近期的LTR類轉(zhuǎn)座子擴(kuò)張有關(guān)。同時(shí)，注意到該蜂基因組中有大量完整的轉(zhuǎn)座元件存在，這可能意味著這些元件仍具轉(zhuǎn)座活性，并對(duì)基因組的穩(wěn)定性造成威脅。對(duì)該蜂基因組應(yīng)對(duì)這些潛在威脅基因組穩(wěn)定性因素的演化特征探究，發(fā)現(xiàn)與piRNA相關(guān)的Piwi基因發(fā)生了大量擴(kuò)增，并且在各發(fā)育階段和各組織間廣泛表達(dá)。此外，結(jié)合小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，進(jìn)一步證實(shí)了piRNA對(duì)轉(zhuǎn)座子的抑制作用。同時(shí)，結(jié)合毒液多組學(xué)數(shù)據(jù)，還對(duì)2種平腹小蜂的毒液基因的快速演化機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)基因選配（co-option）、基因復(fù)制后的新功能化（neofunctionalization）等進(jìn)化模型共同塑造了平腹小蜂毒液快速演化的格局，其中基因選配具主要作用。此外，該研究還構(gòu)建了毒液基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)大量與毒液基因共表達(dá)的非毒液功能基因，并明確這類非毒液基因在毒液快速演化中可能也扮演重要角色（圖1）?？傊撗芯空故玖思纳浠蚪M應(yīng)對(duì)突如其來的轉(zhuǎn)座子爆發(fā)的演化策略，有助于進(jìn)一步研究維持基因組穩(wěn)定的分子機(jī)理，并對(duì)深入理解基因組大小演化有重要意義。同時(shí)，有關(guān)寄生蜂毒液快速演化的發(fā)現(xiàn)完善了毒液基因的演化模型，對(duì)深入理解基因新功能的產(chǎn)生有重要價(jià)值。

浙江大學(xué)葉昕海博士、楊義博士及廣東省農(nóng)科院植保所趙燦博士為共同第一作者，浙江大學(xué)昆蟲科學(xué)研究所葉恭銀教授和廣東省農(nóng)科院植保所李敦松研究員為本論文的通訊作者。浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院/浙江大學(xué)上海高等研究院吳飛教授、浙江大學(xué)昆蟲所方琦副教授、肖山博士、熊時(shí)姣博士、趙現(xiàn)馨博士、羅切斯特大學(xué)孫禹博士，浙江省農(nóng)科院徐紅星研究員等參與了此項(xiàng)研究。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、國(guó)家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目、中國(guó)博士后基金等資助。

圖1 平腹小蜂毒液相關(guān)網(wǎng)絡(luò)模塊的演化