草原毛蟲（Lepidoptera：Lymantriinae：Gynaephora）是一個小型昆蟲類群，全世界記錄有15個物種，分布在北極凍土帶和北半球的高海拔地區(qū)。在中國，所有8個被命名的Gynaephora物種都棲息在海拔2900-5000米的青藏高原地區(qū)。草原毛蟲是青藏高原高寒草甸最具破壞性的害蟲，它們不僅取食牧草，導(dǎo)致嚴(yán)重的飼草短缺和草地退化，還會引起家畜和野生動物的口腔黏膜潰瘍。
草原毛蟲不同發(fā)育階段形態(tài)圖
草原毛蟲很好地適應(yīng)了青藏高原的嚴(yán)酷環(huán)境。在形態(tài)上，幼蟲覆蓋著密集的黑毛，這有助于它們抵抗高強度的紫外線輻射并調(diào)節(jié)體溫；在生理上，雌性成蟲與雄性成蟲相比，不發(fā)育翅膀和觸角，表現(xiàn)出顯著的性別二態(tài)型，能量優(yōu)化分配到繁殖而非變態(tài)中，有助于提高適合度；在遺傳上，與非青藏高原昆蟲相比，草原毛蟲中與缺氧反應(yīng)、能量代謝和DNA修復(fù)相關(guān)的幾個基因受到正選擇。線粒體基因的序列變異和表達模式變化也與適應(yīng)不同的高海拔環(huán)境有關(guān)。
草原毛蟲的比較基因組學(xué)分析
我校青藏高原昆蟲生態(tài)與害蟲防治團隊就青海草原毛蟲（Gynaephora qinghaiensis）的基因組進行了組裝。組裝后的基因組大小為861.04 Mb，由107個contig組成，contig N50大小為18.65 Mb。BUSCO分析顯示，組裝體中含有99.56%（99.27%完整，0.29%片段化）的BUSCO基因。在青海草原毛蟲基因組中，預(yù)測有580.2 Mb（占基因組的67.4%）的重復(fù)序列和16 618個蛋白質(zhì)編碼基因。系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析表明，青海草原毛蟲與銹色卷蛾（Orgyia antiqua）大約在1830萬年前分化。此外，基因家族進化分析表明，青海草原毛蟲基因組中，有130個基因家族顯著擴張，43個基因家族收縮。參考基因組的可用性，可為揭示草原毛蟲對高海拔環(huán)境的適應(yīng)性進化機制提供遺傳資源，也有助于制定草原毛蟲的綜合防控策略。
相關(guān)研究結(jié)果以“Genome assembly of the grassland caterpillar Gynaephora qinghaiensis”為題在Nature旗下期刊Scientific Data上發(fā)表。該研究得到了青海省科技廳重點研發(fā)與轉(zhuǎn)化計劃專項（2023NK152）和青海省昆侖英才專項的支持。
供稿：農(nóng)林科學(xué)院
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