茶毛虫（Euroctis pseudoconspersa）染色体水平基因组组装及其III型性信息素进化研究

《Scientific Data》：Chromosome level genome assembly of tea tussock moth, Euproctis pseudoconspersa

本刊推荐：为解决茶毛虫（Euroctis pseudoconspersa）这一全球性茶树害虫的防治难题，研究人员通过PacBio HiFi测序和Hi-C scaffolding技术，成功组装了374.29 Mb的高质量染色体水平基因组（锚定率99.94%，contig N50为15.29 Mb）。研究发现气味受体基因家族显著扩张，为阐明III型性信息素（10,14-二甲基戊基异丁酸酯）的分子机制提供了关键遗传资源，对开发绿色防控策略具有重要意义。

　　

在中国、日本和韩国的茶园中，一种名为茶毛虫（Euroctis pseudoconspersa）的咀嚼式害虫正悄然肆虐。这种昆虫不仅繁殖力极强，其贪婪的幼虫会大量啃食茶树的叶片和嫩梢，导致茶叶产量严重受损，更棘手的是，其体表的毒毛还会引起人体严重的皮肤过敏反应。目前，化学防治仍是控制茶毛虫危害的主要手段，但农药的过度使用不仅破坏生态环境、威胁饮茶者健康，还可能导致害虫产生抗药性。相比之下，性信息素防治技术具有环境友好、靶标精准的优势，成为害虫监测和绿色防控的新方向。然而，茶毛虫使用的III型性信息素（10,14-二甲基戊基异丁酸酯和14-甲基戊基异丁酸酯）在鳞翅目昆虫中较为罕见，其分子识别机制和进化起源一直未被阐明。由于缺乏高质量的基因组数据，这类特殊信息素的研究始终进展缓慢。

为此，中国农业科学院茶叶研究所李兆群团队联合多家单位，在《Scientific Data》上发表了茶毛虫染色体水平基因组的研究成果。研究人员通过整合PacBio HiFi长读长测序、Hi-C染色体构象捕获和Illumina短读长校正技术，成功构建了高质量参考基因组。样本来源于福建天湖茶业有限公司茶园采集的幼虫，经实验室饲养获得成虫个体。

研究方法

基因组测序采用PacBio HiFi平台产生11.92 Gb数据（覆盖度31.23×），辅以Illumina短读长（66.38 Gb，覆盖度176.43×）进行校正。通过Hi-C技术获得56.04 Gb数据（覆盖度149.67×）用于染色体挂载。基因注释结合同源比对、转录组证据和从头预测三种策略，使用GeMoMa、STAR和Augustus等工具整合分析。

基因组特征分析

茶毛虫基因组大小为374.29 Mb，通过Hi-C技术将99.94%的序列锚定到23条染色体上（图2c）。Contig N50和Scaffold N50分别达到15.29 Mb和16.84 Mb，BUSCO完整性评估为98.69%，显示组装质量极高（表2）。基因组中重复序列占33.86%，以LINE（12.16%）和DNA转座子（8.50%）为主（表4）。共预测到12,371个蛋白编码基因，其中96.42%的基因获得功能注释（表5）。

基因家族进化与性信息素机制探索

比较基因组学分析发现，茶毛虫有42个基因家族显著扩张，59个家族收缩。尤为突出的是，气味受体（Odorant Receptor）家族出现显著扩张，这与其对III型性信息素的特异性识别能力密切相关。研究还发现，与其它鳞翅目昆虫相比，茶毛虫的性信息素受体基因可能存在独特的分化模式，为解释III型性信息素的进化起源提供了新线索。

结论与意义

本研究首次提供了茶毛虫染色体水平的高质量基因组，不仅为阐明III型性信息素的化学通讯机制奠定了遗传基础，也为开发靶向性诱剂提供了候选基因靶点。该资源将推动茶毛虫行为调控、抗药性进化等研究，对实现茶园害虫的精准绿色防控具有重要实践价值。