华大基因Science参与发布1KITE项目里程碑研究

一个国际研究小组发布了第一张昆虫进化的现代路线图。认识昆虫之间的亲缘关系可以揭示出它们真正的生态学、经济学及医学意义，然而直到现在人们还对其了解甚少。这些发表在Science杂志上的前所未有的结果重建出了昆虫的“生命树”，并解答了长期以来有关地球上种类最多，数量最大的生物起源和进化的一些问题。

　　

生物通报道  由100多名研究人员组成的一个国际研究小组发布了第一张昆虫进化的现代路线图。认识昆虫之间的亲缘关系可以揭示出它们真正的生态学、经济学及医学意义，然而直到现在人们还对其了解甚少。这些发表在本周《科学》（Science）杂志上的前所未有的结果重建出了昆虫的“生命树”，并解答了长期以来有关地球上种类最多，数量最大的生物起源和进化的一些问题。

由来自“千种昆虫转录组进化”（1K Insect Transcriptome Evolution,1KITE）研究项目（http://www.1kite.org）的科学家们发布的这些研究结果，对于了解塑造了我们的陆地生活空间，并支持和威胁了我们的自然资源的数百万现存昆虫物种至关重要（延伸阅读：华大基因主持国际“千种昆虫转录组进化”研究项目 ）。

加州科学院院长Michelle Trautwein博士为这项研究的蝇类相关部分做出了重要贡献。Trautwein说：“当你想像地球上生命进化的大型图像时，昆虫是目前为止这张图像最大的组成部分。从变态的起源到哪种昆虫第一个开始飞行，我们一直都没有很清晰的昆虫进化图像，这是有史以来第一次我们可以填补这一知识空白。科学让我们比以往的任何时候更接近于解开生命进化的这些秘密。”

利用包括144个精心挑选物种的数据集，1KITE研究项目的科学家们基于他们所收集的庞大分子数据集，对所有主要昆虫群体的起源日期以及关系进行了可靠的评估。他们证实，昆虫与最早的陆生植物起源于大约4.8亿年前的同一时期。分析结果表明，昆虫和植物共同塑造了最早期的陆地生态系统，昆虫在4亿年前形成了翅膀飞行，比于其他所有具有翅膀、能够飞行的动物都要早得多，并且在几乎同一时期，陆地植物首先大幅度向上生长形成了森林。

罗格斯大学教授Karl Kjer 博士说：“种系发生为告知我们生命中的何人，何事，何时以及为何奠定了基础。许多以往棘手的问题现在都可以得到解答，以往针对较小分子数据集的分析带来了许多‘革命性的发现’，但其中包含有一些错误，而现在都可以得到纠正。”

新重建的这一昆虫生命树是通过来自分子生物学、昆虫形态学、古生物学、昆虫分类学、进化、胚胎生物信息学和科学计算领域的100多名专家的合作才得以实现。这一联合小组是由来自美国罗格斯大学的Karl Kjer、华大基因研究院国家基因库的周欣（Xin Zhou），以及德国Alexander Koenig动物研究博物馆的Bernhard Misof共同领导。

该项目的发起人、深圳华大基因研究院国家基因库副主任周欣说：“我们希望能够推动很少涉足的昆虫遗传多样性研究。在应用研究中，全面分析不同昆虫的代谢信号通路，并利用这一信息更特异地针对害虫或是影响我们资源的昆虫将成为可能。我们研究的基因组（转录组）数据让我们能够非常详细且清楚地认识研究物种的遗传组成和进化。”

对海量的昆虫遗传信息进行分析，这一目标给1KITE项目的生物信息学和科学计算研究小组带来了极大的挑战。德国海德堡理论研究所小组负责人Alexis Stamatakis 博士说：“在这一项目的规划阶段，我们清楚地认识到可用的软件无法处理这样海量的数据。开发出新的软件和算法来处理像这样的‘大型数据’是1KITE项目研究团队的另一个重大成就，它为未来分析其他极大的系统发育基因组学数据集奠定了理论基础。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

"Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution," by B. Misof at Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK) in Bonn, Germany, and colleagues.