菲律宾茄螟(Leucinodes orbonalis)核基因组组装与注释：揭示害虫抗药性及激素调控的分子基础

本研究针对茄螟(EFSB)这一严重危害茄科作物的害虫，通过Illumina短读长测序技术完成了菲律宾种群480 Mb基因组的高质量组装（N50=204,698 bp，BUSCO完整性96.5%）。研究鉴定出12,671个蛋白编码基因，发现38.5%基因组为重复序列，并系统注释了化学感受（22个PBP、18个OBP）、解毒代谢（52个P450、76个COE）和激素合成（JH甲基转移酶、Halloween基因家族）等关键基因家族。首次揭示该种群存在11,103,848个SNP和3,031,155个Indel的遗传变异，为开发靶向害虫控制的分子策略提供重要资源。

　　

研究背景与科学问题
茄螟(Leucinodes orbonalis)作为亚洲茄科作物的头号害虫，每年造成高达80%的产量损失。尽管Bt转基因茄子和化学杀虫剂已用于防控，但抗药性发展和环境风险问题日益突出。昆虫的化学感受系统、解毒代谢网络和激素调控通路是潜在的新型分子靶点，但茄螟的基因组资源长期匮乏——此前仅有一个印度种群参考基因组(ASM1942567v1)，而线粒体COI分析显示不同地理种群存在显著差异。菲律宾作为全球重要茄子产区，其茄螟种群的基因组特征和分子适应机制亟待解析。

研究设计与技术路线
菲律宾大学分子生物学与生物技术研究所的Joshua B. Despabiladeras团队采集了吕宋岛等五个地区的田间样本，通过Illumina NovaSeq 6000平台生成1,057亿条高质量读长。采用MaSuRCA+ntJoin混合组装策略，结合RNA-seq数据校正，最终获得包含31,568个contig的染色体水平组装。运用BRAKER3整合同源蛋白和转录组证据进行基因预测，通过eggNOG-mapper和InterProScan完成功能注释，并采用GATK进行群体变异检测。

主要研究发现

1. 基因组特征
   480.3 Mb的基因组大小与流式结果(C=472.26 Mb)高度一致，重复序列占比38.5%以未分类转座子为主（28.33%）。功能RNA注释发现1,035个tRNA和275个非编码RNA，包括82个核糖体RNA和64个miRNA。

2. 关键基因家族

   • 化学感受系统：鉴定出22个信息素结合蛋白(PBP)和18个气味结合蛋白(OBP)，以及30个7次跨膜受体（含25个OR和5个GR）。特别发现1个高度保守的Orco共受体基因，其7tm_6结构域与果蝇(Q9VNB5)和按蚊(Q7QCC7)同源。
   • 解毒代谢网络：包含52个细胞色素P450、76个羧酸酯酶(COE)、27个谷胱甘肽S转移酶(GST)和26个UDP-糖基转移酶(UGT)，其中CYP6家族成员在杀虫剂代谢中起关键作用。
   • 激素通路：完整注释了保幼激素(JH)合成通路中的法尼酸甲基转移酶(EC 2.1.1.325)和蜕皮激素合成的Halloween基因家族（CYP306A1/CYP302A1等），同时鉴定出Met受体和Kr-h1等信号转导元件。

3. 遗传变异
   群体变异分析检测到11,103,848个SNP（转换突变占76%）和3,031,155个Indel（短片段缺失为主），这些变异位点为种群分化和适应性进化研究奠定基础。

科学意义与应用前景
该研究首次建立了菲律宾茄螟的高质量基因组参考，揭示其化学感受、解毒代谢和激素调控的分子特征，为开发新型防控策略提供多重靶点：

1. 针对OBP/PBP设计嗅觉干扰剂，破坏害虫寄主定位；
2. 基于CYP450和COE的基因沉默可增强杀虫剂敏感性；
3. JH甲基转移酶和EcR/USP受体可作为RNAi的理想靶标。
   研究结果发表于《Journal of Insect Science》，数据已公开于NCBI（JBLEQA000000000）和Zenodo平台，为后续比较基因组学和分子生态学研究提供重要基础。