JGG｜李素华/张兴坦/李超团队在染色体水平组装马铃薯甲虫两套单倍型基因组

作为最重要的非谷物粮食作物，马铃薯常年面临环境中各种生物胁迫，马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata Say)就是其中之一。马铃薯甲虫起源于美国和墨西哥，属于鞘翅目，叶甲科，其幼虫和成虫啃食马铃薯叶片，造成马铃薯每年减产30%–50%。马铃薯甲虫在入侵中国新疆地区后，已造成马铃薯产量大幅下降。然而，马铃薯甲虫几乎对所有曾用于防治它的化学试剂存在抗药性，亦有快速适应气候变化的能力。因此，利用基因组信息了解马铃薯甲虫快速进化的遗传基础，对解决虫害胁迫具有重要意义。

2023年4月18日，Journal of Genetics and Genomics在线发表中国农业科学院深圳农业基因组研究所李素华研究员团队、张兴坦研究员团队和新疆农业大学李超副教授团队合作题为“Haplotype-resolved and chromosome-level genome assembly of Colorado potato beetle”的研究论文。该论文在染色体水平上解析了马铃薯甲虫两套单倍型基因组。

该研究通过Illumina，PacBio和Hi-C技术，组装完成马铃薯甲虫两套单倍型基因组，分别为922.87 Mb和870.86 Mb。每个单倍型组装挂载染色体18条，注释基因共51290个。研究者利用单拷贝基因对马铃薯甲虫与其它18个鞘翅目昆虫以及1个外类群昆虫的基因组进行进化比较分析，鉴定出马铃薯甲虫546个快速扩张/收缩的基因家族，其中快速扩张基因家族主要富集在细胞色素P450和ABC转运蛋白等相关通路。该研究为未来抗马铃薯甲虫研究提供了高质量参考基因组，对理解马铃薯甲虫抗性形成，防控马铃薯甲虫等方面具有重要意义。

马铃薯甲虫单倍型基因组组装

A: 马铃薯甲虫幼虫和成虫危害马铃薯；B: 马铃薯甲虫单倍型A和B的基因组组装特征

作者简介

中国农业科学院深圳农业基因组研究所硕士生叶子奇、博士后陆瑞瑞和新疆农业大学李超副教授为该文共同第一作者。中国农业科学院深圳农业基因组研究所李素华研究员和张兴坦研究员为共同通讯作者。中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文研究员、王丽研究员、新疆农业大学园艺学院杨中敏博士、中国农业科学院植物保护研究所高玉林研究员等参与了本研究，并提供了重要指导和帮助。相关工作得到国家重点研发计划，深圳市农业合成生物学重点实验室等项目的资助。

引用本文

Ziqi Ye, Ruirui Lu, Chao Li, Doudou Yang, Zhuozhen Zeng, Weichao Lin, Jie Cheng, Zhongmin Yang, Li Wang, Yulin Gao, Sanwen Huang, Xingtan Zhang, Suhua Li. (2023). Haplotype-resolved and chromosome-level genome assembly of Colorado potato beetle. Journal of Genetics and Genomics.

DOI：10.1016/j.jgg.2023.04.005

本文转载自JGG 遗传学报

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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