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为解析植食性昆虫对有毒宿主植物的适应机制，研究人员对取食醉鱼草属植物的甘肃紫茎甲（Sambus kanssuensis）开展染色体水平基因组测序。组装获得 312.42 Mb 基因组，锚定至 11 条染色体，注释 12,723 个蛋白编码基因，BUSCO 完整性达 97.9%。该研究为吉丁甲科进化及昆虫解毒机制研究提供关键数据。
在昆虫与植物漫长的协同进化历程中，一场激烈的 “军备竞赛” 从未停歇。植物通过合成黄酮类、萜类等次级代谢产物构建化学防御体系，而植食性昆虫则进化出相应的解毒策略突破防线。醉鱼草属植物便是典型代表，其汁液含毒性成分可麻痹鱼类，然而甘肃紫茎甲（Sambus kanssuensis）却专一性取食其花叶，这种独特的宿主适应性使其成为研究昆虫 - 植物互作的理想模型。遗憾的是，吉丁甲科目前仅有 4 个物种完成基因组测序且均未注释，甘肃紫茎甲的基因组信息更是空白，严重制约了对其生态适应机制的深入解析。
为填补这一研究空白，中国西部师范大学生命科学学院、贵州大学绿色农药国家重点实验室等机构的研究人员联合开展了甘肃紫茎甲染色体水平基因组的测序与分析工作。相关成果发表于《Scientific Data》，为揭示植食性昆虫对有毒植物的适应机制及吉丁甲科的进化研究提供了关键数据支撑。
研究团队主要采用了以下关键技术方法：首先，从四川康定采集的成虫头部和胸部组织中提取基因组 DNA，利用 PacBio HiFi 测序获得 17.67 Gb 高质量长读长数据，同时通过 Illumina NovaSeq 6000 平台获取 21.63 Gb 短读长数据；运用 Hi-C 技术捕获全基因组染色质相互作用，实现染色体水平组装；借助牛津纳米孔技术进行全长转录组测序，为基因注释提供转录本证据；最终通过 BUSCO 评估基因组完整性。
基因组特征与组装结果
通过 K-mer 分析预测甘肃紫茎甲基因组大小为 325.99 Mb，最终组装获得 312.42 Mb 的染色体水平基因组，包含 206 个 scaffolds，N50 达 34.04 Mb，其中 98.68% 的序列锚定至 11 条染色体（含 1 条性染色体 X）。最大染色体 chr1 长度为 41.54 Mb，X 染色体长 11.70 Mb。BUSCO 分析显示基因组组装完整性为 97.9%，表明获得了高质量的染色体级基因组。
基因组注释与功能分析
基因组中共注释到 12,723 个蛋白编码基因（PCGs），其中 11,977 个获得功能注释，占比 94.14%。通过整合转录组预测、从头预测和同源预测方法，鉴定出 73,788 个外显子和 61,065 个内含子。非编码 RNA 分析显示包含 53 个 miRNA、1862 个 tRNA、200 个 rRNA 和 34 个 snRNA。重复序列占基因组的 48.05%，主要为散在核元件（36.26%）和长末端重复序列（10.52%）。
研究结论与意义
该研究首次完成吉丁甲科物种的染色体水平基因组注释，为该科的分类学、生态学及进化研究提供了基础数据。甘肃紫茎甲基因组中解毒相关基因家族的扩张与分化，可能是其适应醉鱼草毒性的关键机制。高质量的基因组数据将推动昆虫 - 植物互作、种群遗传学及代谢通路解析等领域的研究，尤其为揭示植食性昆虫应对宿主化学防御的分子策略提供了新视角。此外，该研究建立的技术流程为甲虫类基因组的高效组装与注释提供了参考，助力昆虫基因组学的发展。
