“Chromosome-level genome assembly of the bird cherry-oat aphid, Rhopalosiphum padi (Hemiptera: Aphididae)”文章发表在《Scientific Data》。本研究首次完成禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)染色体水平高质量基因组组装,构建了完整的基因组图谱与基因注释集,为解析该害虫的环境适应性、抗药性及病毒传播机制,以及研发绿色可持续防控策略提供了核心遗传资源。
研究背景
禾谷缢管蚜是全球性禾本科作物(小麦、大麦、玉米等)毁灭性害虫,通过刺吸汁液造成植株损伤,并传播大麦黄矮病毒,可导致作物减产最高40%。当前防控高度依赖广谱杀虫剂,已引发抗药性、传粉昆虫减少、土壤污染等生态问题。该蚜虫具有季节性转主寄生特性,其遗传适应、解毒代谢、病毒传播等关键机制因缺乏高质量基因组数据而未被阐明,严重制约靶向防控技术的开发。
实验方法
研究样本为河南新乡采集并在实验室连续繁育5年以上的禾谷缢管蚜种群,采用多组学测序技术联合组装:以Illumina短读长测序评估基因组特征,PacBioHiFi长读长测序保障组装准确性,Hi-C染色质构象捕获技术实现染色体水平挂载;组装使用hifiasm、3D-DNA等工具,基因注释整合从头预测、同源比对与转录组数据;通过MUMmer、OrthoFinder、FastTree完成共线性、系统发育与基因家族分析,以BUSCO评估基因组完整性。
核心结果
基因组组装:总长度322.52Mb,95.81%序列锚定至4条假染色体,ContigN50达13.67Mb,ScaffoldN50达88.62Mb,BUSCO完整性99.9%,组装质量优异。
基因注释:鉴定18981个蛋白编码基因,重复序列占基因组16.97%,超88%基因获得功能注释。
进化分析:与玉米蚜染色体共线性高度保守,同源率88.08%–92.26%;约1900万年前与其他蚜虫分化,2.16亿年前与非蚜类半翅目昆虫分化。
适应性特征:基因家族显著扩张于外源物质代谢、抗坏血酸代谢、cAMP信号通路等,匹配其寄主适应、抗逆与解毒需求。
研究结论
本研究获得的禾谷缢管蚜基因组是半翅目蚜虫类高质量参考基因组,明确了其演化地位与适应性遗传基础,为解析该害虫的抗药性、病毒传播、寄主互作机制提供了关键数据,可推动精准分子育种、RNAi生物防治等绿色防控技术的研发,对保障全球粮食安全具有重要应用价值。
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41597-026-07306-z