植保所与浙江大学等团队联合揭示平腹小蜂维持基因组稳定与毒液快速演化的遗传机制
10月27日，国际知名期刊Nature Communications（IF=17.69，中科院一区TOP）在线发表了由我院植保所李敦松研究员团队与浙江大学昆虫科学研究所叶恭银团队合作完成的题为“Genomic signatures associated with maintenance of genome stability and venom turnover in two parasitoid wasps”的研究论文。浙江大学上海高等研究院/浙江大学计算机学院叶昕海博士，浙江大学昆虫所杨义博士，广东省农业科学院植物保护研究所赵灿博士为共同第一作者。浙江大学昆虫科学研究所叶恭银教授和广东省农业科学院李敦松研究员为本论文的通讯作者。
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基因组测序与组装显示，两种平腹小蜂的基因组大小在950 Mb左右，是目前已知的绝大多数膜翅目昆虫基因组大小的2~4倍。平腹小蜂庞大的基因组特征与近期的LTR类转座子扩张有关。该蜂基因组中大量复制的piwi基因可能是基因组维持稳定的关键。同时，结合毒液多组学数据，发现基因选配（co-option）、基因复制后的新功能化（neofunctionalization）等进化模型共同塑造了平腹小蜂毒液快速演化的格局。该研究还构建了毒液基因的调控网络，发现大量与毒液基因共表达的非毒液功能基因，这类非毒液基因在毒液快速演化中可能也扮演重要角色。综上，该研究展示了寄生蜂基因组应对突如其来的转座子爆发的演化策略，有助于进一步研究维持基因组稳定的分子机理，并对深入理解基因组大小演化有重要意义。完善了毒液基因的演化模型，对深入理解基因新功能的产生有重要价值。该论文还报道了两种平腹小蜂的高质量基因组信息，为害虫生物防治研究提供了重要的基因信息资源。
论文通讯作者、广东省农业科学院植物保护研究所李敦松研究员介绍说：“平腹小蜂是蒲蜇龙院士从上世纪60年代开始研究的一类卵寄生蜂。经过一代又一代昆虫学家的接力研究，目前已形成了较成熟的平腹小蜂规模化繁殖和田间释放技术，在果树蝽类害虫的生物防治方面效果显著。该文使得平腹小蜂研究迈入基因组时代，这将更进一步地推动平腹小蜂用于害虫生物防治研究。”
该研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年项目、国家荔枝龙眼产业技术体系项目、中国博士后基金等资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34202-y
论文背后的故事：https://ecoevocommunity.nature.com/posts/genomes-of-parasitoid-wasps-illuminate-evolutionary-strategies-for-maintaining-genome-stability-and-venom-turnover?channel_id=behind-the-paper