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为助力曲纹蚕蛾（Trilocha varians）作为鳞翅目新模型昆虫的研究，研究人员开展其基因组注释研究。通过多种测序技术，预测出 16,266 个蛋白质编码基因等。这为后续研究提供重要数据基础，推动昆虫学发展。
在昆虫研究的广阔领域中，鳞翅目昆虫一直备受关注。家蚕（Bombyx mori）作为传统的模型物种，为昆虫学研究贡献了诸多重要信息。然而，随着研究的深入，科学家们发现了一种更具潜力的昆虫 —— 曲纹蚕蛾（Trilocha varians）。它属于蚕蛾科（Bombycidae），广泛分布于南亚和东南亚地区 。与家蚕相比，曲纹蚕蛾具有显著优势，其世代周期更短，在 25°C 时，从孵化到羽化仅需约 30 天，30°C 时只需 22 天，这使得它成为一种极具潜力的新型模型昆虫。
此前，虽然已经有曲纹蚕蛾染色体水平的基因组组装，但缺乏详细的基因组注释信息，这严重限制了对其遗传特性和生物学功能的深入研究。为了填补这一空白，来自日本学习院大学（Gakushuin University）、岩手大学（Iwate University）、日本基础生物学研究所（National Institute for Basic Biology）等机构的研究人员携手合作，开展了一项深入的研究，并将成果发表在《Scientific Data》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在测序方面，利用 RNA-seq 和 Iso-seq 技术获取转录组数据，用于基因预测；通过 ATAC-seq 技术分析基因组的染色质可及性；采用小 RNA 测序（sRNA-seq）并靶向 piRNA，以识别 piRNA 簇 。此外，还进行了 BAC-FISH 映射定位核仁组织区（NOR）。
研究结果
- 基因预测：研究人员提交了 9 个 RNA-seq 数据集和 2 个 Iso-seq 数据集进行基于转录组的基因预测，最终在最新的基因组组装上预测出 16,266 个蛋白质编码基因 。通过 BUSCO 分析评估基因模型质量，发现 98.6% 的 BUSCO 序列存在于基因模型中，表明基因预测的准确性较高。
- 功能注释：利用 EnTAP 对基因模型进行功能注释，通过与多个数据库进行比对，确定了基因的功能、所属的基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路以及蛋白质结构域等信息 。这为深入了解曲纹蚕蛾基因的生物学功能提供了丰富的数据。
- 染色质可及性分析：进行胚胎 ATAC-seq，确定了基因组的染色质可及性区域。这些开放染色质区域对于理解基因的表达调控机制至关重要，因为它们往往与基因的转录起始和调控相关。
- piRNA 簇的识别：通过对早期胚胎、蛹期睾丸和蛹期卵巢进行 sRNA-seq，研究人员发现曲纹蚕蛾基因组中存在 517 个 piRNA 簇（piCs） 。piRNA 在鳞翅目昆虫的早期发育中发挥着重要作用，这一发现为后续研究 piRNA 在曲纹蚕蛾发育过程中的功能奠定了基础。
研究结论与讨论
这项研究成功地开发了曲纹蚕蛾的基因组注释信息，为该物种作为新型模型昆虫的广泛应用提供了有力支持。准确的基因预测和功能注释，有助于深入研究曲纹蚕蛾的生物学特性、进化历程以及与其他物种的关系。染色质可及性分析和 piRNA 簇的识别，为进一步探索基因表达调控和早期发育机制提供了重要线索。
这些研究成果不仅对昆虫学领域有着重要意义，也为其他相关学科提供了有价值的参考。曲纹蚕蛾作为新的模型物种，有望在未来的研究中发挥更大的作用，帮助科学家们更好地理解鳞翅目昆虫的生物学奥秘，推动生命科学的发展。
