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基因组学与生物技术
(
网络版
)
Jiyinzuxue Yu Shengwu Jishu (Online)
2
图
1
测序小菜蛾（
P. xylostella
）中的基因组变异
(You et al.,
2013)
注：最外面的圆圈表示用
100 kb
单位尺度装配的参照基因
组
;
能被指派到连锁群的
Scaffolds
以随机顺序组合产生
28
个染色体的部分序列
;
绿色的部分表示这些
Scaffolds
不能
被指派
(Un);
最里面的圆环表示大于
8 kb
的片段重复，连接
线表示原始片段和副本位置
; 100%
相似性的片段重复用红
色表示，大于
90%
相似性的片段用蓝色表示
;
柱状图则分别
表示单核苷多态性
(SNPs)
的数量
(
红色
,
外圆
)
以及在
30 kb
和
50 kb
范围中的插入和缺失
(Indels)(
浅绿色
,
内圆
)
Figure 1 Genomic variations within the sequenced
P. xylostella
strain (You et al., 2013)
Note: The outermost circle shows the reference genome
assembly with a 100 kb unit scale; Scaffolds that could be
assigned to linkage groups are joined in arbitrary order to
generate the partial sequences of 28 chromosomes. The green
segment represents the scaffolds that were unable to be
assigned (Un); The innermost circle denotes segmental
duplications (of ≥8 kb), with connections shown between
segment origins and duplication locations; Segmental duplication
pairs with 100% similarity are shown in red, and those with
≥90% similarity are shown in blue. Histograms indicate the
number of SNPs (red, outer circle) and indels (light green,
inner circle) in 30 kb and 50 kb windows, respectively
利用现有昆虫基因组信息构建系统发育树，发
现小菜蛾属于鳞翅目昆虫中一个原始的类型，这与
之前细胞学的研究结果一致；通过分析不同个体间
的测序数据，发现小菜蛾种群内部存在着大量的基
因组变异，这可能是小菜蛾具有广泛适应性的重要
遗传学基础。从
1 412
个小菜蛾特有基因中发现一些
参与感知和解毒的基因家族发生了明显的扩张。
研究结果通过分析在幼虫阶段偏好表达的基
因，发现与气味感受、食物消化和解毒代谢相关的
基因所构成的复杂基因网络，其中以解毒代谢相关
基因的种类最为丰富，多数成员在昆虫消化食物最
重要的器官中肠中大量表达。
研究结果还揭示了一些重要的功能基因，如小
菜蛾硫代葡萄糖苷硫酸酯酶
(GSS)
基因和硫酸酯酶
修饰因子基因
1 (SUMF1)
在幼虫时期的协同表达是
决定小菜蛾能够取食十字花科蔬菜的关键，阐释了
小菜蛾与寄主植物在长期进化过程中所形成的特
殊关系。而
ABC
转运蛋白家族的扩张，则可能是除
细胞色素单加氧酶
(P450)
、谷胱甘肽转移酶
(GST)
和羧基酯酶
(COE)
这三大水解酶家族外，更加值得
关注的代谢解毒酶类。
毫无疑问，小菜蛾基因组的测序对深入了解和
阐明昆虫与寄主植物协同进化的相互关系及分子
机理，进一步开展鳞翅目昆虫的基因组研究具有里
程碑意义。
参考文献
You M.S., Yue Z., He W.Y., Yang X.H., Yang G., Xie M., Zhan
D.L., Baxter S.W., Vasseur L., Gurr G.M., Douglas C.J.,
Bai J.L., Wang P., Cui K., Huang S.G., Li X.C., Zhou Q.,
Wu Z.Y., Chen Q.L., Liu C.H., Wang B., Li X.J., Xu X.F.,
Lu C.X., Hu M., Davey J.W., Smith S.M., Chen M.S., Xia
X.F., Tang W.Q., Ke F.S., Zheng D.D., Hu Y.L., Song F.Q.,
You Y.C., Ma X.L., Peng L., Zheng Y.K., Liang Y., Chen
Y.Q., Yu L.Y., Zhang Y.N., Liu Y.Y., Li G.Q., Fang L., Li
J.X., Zhou X., Luo Y.D., Gou C.Y., Wang J.Y., Wang J.,
Yang H.M., and Wang J., 2013, A heterozygous moth
genome provides insights into herbivory and detoxification,
Nature Genetics, doi:10.1038/ng.2524