染色体水平的高质量基因组组装揭示寄生蜂Meteorus pulchricornis的进化与生物防治潜力

推荐语： 本研究通过整合ONT长读长、MGI短读长和Hi-C测序技术，首次完成寄生蜂Meteorus pulchricornis染色体水平基因组组装（158.5 Mb，N50 17.51 Mb），注释12,342个蛋白编码基因并揭示563个扩张基因家族。该成果为解析寄生蜂-宿主互作机制及生物防治应用提供关键基因组资源，发表于《Scientific Data》。

　　

论文解读

在农业生态系统中，寄生蜂作为鳞翅目害虫的重要天敌，其控害潜力与基因组特征密切相关。然而，目前关于Braconidae科寄生蜂的基因组研究多停留在scaffold水平，尤其对具有重要生物防治价值的Meteorus pulchricornis（茧蜂科），其宿主特异性、寄生适应性的遗传基础仍属空白。这一知识缺口严重制约了寄生蜂在绿色防控中的应用效率。

为突破这一瓶颈，浙江大学农业与生物技术学院的研究团队通过多组学技术联合分析，成功构建了首个染色体水平的M. pulchricornis基因组图谱。研究显示，该基因组大小158.5 Mb，97.03%序列锚定至10条假染色体，scaffold N50达17.51 Mb，BUSCO完整性评估达99.3%。这些数据不仅填补了茧蜂科高质量基因组资源的空白，更通过基因家族进化分析发现563个扩张基因家族（如与寄生行为相关的毒液蛋白基因），为解析寄生适应性进化提供新线索。相关成果发表于《Scientific Data》。

关键技术方法
研究采用四步技术路线：1) 野外采集浙江余姚的M. pulchricornis种群，实验室条件下用草地贪夜蛾（S. frugiperda）连续培养≥5代；2) 结合ONT PromethION长读长（80.11 Gb, 520.87×）、MGI-2000短读长（37.54 Gb, 236.85×）和Hi-C（21.91 Gb, 142.46×）进行全基因组测序；3) 使用NextDenovo v2.5.0+NextPolish v1.4.0进行组装优化，Hi-C数据通过Juicer+3D-DNA提升至染色体水平；4) 基于BRAKER3整合RNA-seq证据注释基因功能。

研究结果

基因组特征
最终组装获得10条假染色体（153.8 Mb），GC含量34.76%。重复序列占18.39%，其中LTR（3.82%）与DNA转座子（4.03%）为主。预测12,342个蛋白编码基因，99.72%获功能注释，包含578个tRNA和64个miRNA。

进化分析
基于14种膜翅目昆虫的2,759个单拷贝直系同源基因构建系统发育树，显示M. pulchricornis与Microplitis manilae（茧蜂科）亲缘最近。CAFE分析发现563个扩张基因家族（如CYP450家族）可能参与宿主解毒适应，而1,739个收缩家族反映寄生生活史特化。

讨论与意义
该基因组首次揭示茧蜂科染色体尺度演化特征：1) 较其他寄生蜂显著降低的重复序列比例（18.39% vs 通常>30%），暗示寄生适应可能伴随基因组精简；2) 扩张的毒液合成相关基因家族为开发新型生物杀虫剂提供靶点；3) 高精度基因组为后续比较基因组学（如寄生相关效应子筛选）奠定基础。研究团队特别指出，该资源将加速解析"毒液-宿主免疫互作"这一关键科学问题，推动基于基因编辑的寄生蜂定向改良策略发展。