三种瘿蚜共生菌Buchnera aphidicola基因组揭示宿主适应性进化机制

来自日本理化学研究所（RIKEN）的研究团队为解决蚜虫-内共生菌-植物互作机制问题，对三种日本榆树瘿蚜（Tetraneura sorini、T. akinire、Eriosoma harunire）的专性营养共生菌Buchnera aphidicola进行全基因组测序，获得533-627 kb的完整基因组。该研究通过Nanopore+Illumina混合组装技术揭示不同瘿型蚜虫共生菌的功能变异，为昆虫-微生物协同进化研究提供重要资源。

　　

在昆虫与微生物的共生关系研究中，专性营养内共生菌Buchnera aphidicola为蚜虫（半翅目：蚜科）提供必需氨基酸，堪称蚜虫生存的"代谢工厂"。最新研究对三种日本榆树（Ulmus davidiana var. japonica）瘿蚜——角倍蚜(Tetraneura sorini)、红倍蚜(T. akinire)和榆绵蚜(Eriosoma harunire)体内的Buchnera进行基因组解密，获得大小分别为533,871 bp、530,863 bp和627,315 bp的环状基因组。

研究团队采用创新的混合测序策略：牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore）GridION平台获取长读长数据（FLO-MIN111芯片），配合Illumina NextSeq 550的短读长校正。通过Minimap2-Miniasm-Racon-Pilon的"四步组装法"，最终获得单条环状染色体。有趣的是，尽管来自同一宿主植物，三种Buchnera的基因组特征差异显著——EH菌株基因组比TS大17%，但假基因数量却减少47%，暗示不同瘿型蚜虫可能驱动共生菌的差异化进化。

基因组注释显示，这些"迷你工厂"保留着32个tRNA和3个rRNA基因，GC含量低至23.3-23.7%。特别值得注意的是，与豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)的参考基因组相比，新测序菌株在氨基酸合成通路关键基因上存在显著变异，这或许解释了为何同种榆树上会形成形态各异的虫瘿。研究数据已存入NCBI（登录号CP188086-CP188088），为探索昆虫-微生物共进化提供了珍贵样本。