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草地贪夜蛾（Gynaephora）严重危害青藏高原高寒草甸。研究人员对青海草地贪夜蛾（G. qinghaiensis）进行基因组组装研究。结果显示其基因组大小为 861.04 Mb ，基因家族有显著变化。该成果为揭示其高原适应机制和害虫治理提供依据。
在青藏高原的广袤草甸上，生活着一群特殊的 “破坏者”—— 草地贪夜蛾（Gynaephora）。它们就像隐藏在草丛中的 “幽灵”，肆意啃食着牧草，不仅让牧民们的牛羊面临食物短缺的困境，还导致了草地的退化。更糟糕的是，它们还会让家畜和野生动物的口腔黏膜出现溃疡，严重影响动物健康。这群小小的虫子，却给青藏高原的生态系统和畜牧业带来了巨大的挑战。
一直以来，科学家们对草地贪夜蛾充满了好奇。它们究竟是如何在高海拔这种恶劣环境中生存下来的呢？它们的身体里藏着怎样的秘密武器？然而，由于缺乏足够的遗传信息，这些问题就像谜团一样，一直没有答案。为了揭开这些谜团，来自青海大学、宁波农业科学研究院、浙江大学等科研机构的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在《Scientific Data》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是基因组测序技术，利用牛津纳米孔长读长测序和 BGI 短读长测序技术对青海草地贪夜蛾（G. qinghaiensis）基因组进行测序；其次是转录组测序，对不同发育阶段的样本进行 RNA 测序；此外，还运用多种生物信息学工具进行基因预测、功能注释、系统发育分析和基因家族进化分析等。
下面我们来看看具体的研究结果：
- 基因组组装与特征：研究人员从青海玉树采集雄性成虫，提取 DNA 进行测序。最终获得的基因组组装大小为 861.04 Mb，由 107 个重叠群（contig）组成，contig N50 达到 18.65 Mb 。通过 BUSCO 分析发现，组装中存在 99.56% 的 BUSCO 基因，其中 99.27% 完整，0.29% 碎片化，这表明基因组完整性很高。同时，研究还发现该基因组的 GC 含量为 35.23%，重复序列占基因组的 67.4% 。
- 基因预测与功能注释：研究人员综合多种方法预测出 16,618 个蛋白编码基因。通过与多个数据库比对，最终有 15,649 个基因（94.17%）成功被至少一个公共生物学功能数据库注释。这些基因参与了多种分子功能和生物过程。
- 系统发育分析：通过与 13 种其他鳞翅目昆虫进行比较分析，研究人员发现青海草地贪夜蛾与古毒蛾（Orgyia antiqua）是姐妹类群，它们大约在 1830 万年前分化。这一结果为了解草地贪夜蛾的演化历程提供了重要线索。
- 基因家族进化分析：研究表明，青海草地贪夜蛾有 608 个基因家族发生扩张，535 个基因家族收缩，其中 130 个基因家族显著扩张，43 个收缩。显著扩张的基因家族涉及锌指 BED 结构域蛋白 1（ZBED1）、核心组蛋白（如组蛋白 H2A、H2B、H3 和 H4）等；收缩的基因家族包括 UDP - 葡萄糖醛酸基转移酶 2B13（UGT2B13）、膜结合碱性磷酸酶样蛋白（mALP）等。这些基因家族的变化可能与草地贪夜蛾的高原适应性和其他生物学特性相关。
综合上述研究，研究人员成功完成了青海草地贪夜蛾的基因组组装，揭示了其基因组特征、基因功能、系统发育关系以及基因家族的进化情况。这一成果意义重大，为深入研究草地贪夜蛾适应高海拔环境的遗传机制提供了宝贵资源，也为开发综合虫害治理策略奠定了基础，有望帮助我们更好地应对草地贪夜蛾带来的危害，保护青藏高原的生态环境和畜牧业发展。
