新華社北京１月１６日電（記者吳晶晶）記者１６日從中科院獲悉，由該院動(dòng)物研究所康樂院士領(lǐng)銜，深圳華大基因研究院和中科院北京生命科學(xué)研究院等單位參與的一項(xiàng)研究，成功破譯了飛蝗的全基因組序列圖譜，這是迄今人類破譯的最大動(dòng)物基因組。基于基因組信息，科學(xué)家們還揭示了飛蝗食性、遷飛和群聚的奧秘。
飛蝗是世界性的重要農(nóng)業(yè)害蟲，在過去近百年中，各國科學(xué)家一直致力于揭示蝗災(zāi)爆發(fā)的機(jī)制?？禈费芯拷M采用新一代測序技術(shù)，發(fā)展了組裝超大基因組的生物信息方法，對(duì)飛蝗基因組進(jìn)行了測序、組裝、注釋等，獲得迄今人類破譯的最大動(dòng)物基因組——飛蝗基因組圖譜。
據(jù)介紹，飛蝗基因組是人類的兩倍多，約是果蠅基因組的３０倍。“經(jīng)過評(píng)估，我們認(rèn)為飛蝗基因組９４％以上都被組裝出來了，４４．７％的基因組序列已經(jīng)定位到染色體水平?！敝锌圃簞?dòng)物所副研究員王憲輝說。
科研人員發(fā)現(xiàn)，與其他已測序的昆蟲物種相比，飛蝗基因組中參與脂肪酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過程的許多基因家族發(fā)生明顯擴(kuò)增現(xiàn)象。而脂肪酸是大多數(shù)長距離遷飛昆蟲的能量物質(zhì)。這就很好地解釋了飛蝗擁有卓越飛行能力的遺傳基礎(chǔ)。
此外，科研人員還發(fā)現(xiàn)飛蝗基因組中一類被稱之為糖苷鍵轉(zhuǎn)移酶的代謝解毒酶類特別多，而這類酶能夠降解禾本科植物中存在的特定次生代謝物，這為解釋為什么飛蝗以禾本科植物為食物提供了重要線索。
蝗蟲的大規(guī)模群居是成災(zāi)的主要原因，群居型和散居型之間的轉(zhuǎn)變是昆蟲學(xué)中的一大奧秘?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)飛蝗調(diào)控神經(jīng)可塑性的基因在表達(dá)量、ＤＮＡ甲基化以及可變剪切方面都有明顯的變化。這些基因可能在控制飛蝗形成大的群體過程中發(fā)揮重要的功能。
飛蝗基因組圖譜的繪制成功，讓開發(fā)更高效、低毒的新型農(nóng)藥成為可能?？茖W(xué)家們接下來的工作之一，就是研制干擾飛蝗群居行為的行為調(diào)節(jié)劑。目前，科研人員已通過生物信息學(xué)的方法，預(yù)測了５１個(gè)潛在的藥物靶點(diǎn)基因，用于后續(xù)藥物篩選工作。
據(jù)悉，研究成果已在《自然·通訊》上在線發(fā)表，同時(shí)國際知名數(shù)據(jù)庫也向全球公開釋放了飛蝗基因組數(shù)據(jù)。
