染色体水平基因组组装揭示绿色细长飞虱(Saccharosydne procerus)的生态适应性分子基础

本研究针对东亚重要水生蔬菜茭白的主要害虫——绿色细长飞虱(Saccharosydne procerus)，通过PacBio HiFi和Hi-C技术完成首个染色体级别基因组组装（752.84 Mb，N50 63.55 Mb），注释24,349个蛋白编码基因并解析41.28%重复序列。该成果为阐明害虫-寄主-天敌互作机制提供关键遗传资源，发表于《Scientific Data》推动可持续防控策略开发。

　　

在东亚茭白(Zizania latifolia)种植区，一种体长仅3-7毫米的绿色细长飞虱(Saccharosydne procerus)正造成高达80%的产量损失。这种害虫不仅通过吸食汁液导致植株黄化矮缩，其分泌的蜜露还会诱发煤污病，更令人头疼的是，传统化学防治因虫体微小、移动迅速而收效甚微。有趣的是，这种害虫在茭白-水稻共生系统中扮演着双重角色——其卵是稻飞虱天敌Anagrus nilaparvatae的替代宿主，这种复杂的生态关系使得研究者亟需从基因组层面解析其适应机制。

为破解这一科学难题，浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所联合浙江大学昆虫科学研究所的研究团队，采用单个体超低输入策略，结合PacBio HiFi长读长测序（84.21 Gb数据量）和Hi-C染色体构象捕获技术，成功构建了绿色细长飞虱首个染色体级别参考基因组。该研究通过多组学技术路线，包括基因组调查（K-mer分析）、三代测序组装（hifiasm v0.19.5）、Hi-C染色体挂载（Juicer v1.6.2/YAHS v1.2），以及跨发育阶段转录组辅助注释，最终获得包含14条假染色体的高质量基因组，BUSCO完整性评估达94.8%。

基因组特征分析
组装结果显示基因组大小752.84 Mb，contig N50达1.88 Mb，其中97.52%序列成功锚定至染色体。重复序列占比41.28%，以DNA转座子(21.35%)和LTR(7.20%)为主。通过整合同源预测、转录本证据和ab initio方法，共注释24,349个蛋白编码基因，功能注释覆盖率达83.2%。

比较基因组学发现
与褐飞虱(Nilaparvata lugens)等5种飞虱科昆虫的共线性分析显示，S. procerus与N. muiri存在12,956个共线性基因（27.42%），

证实飞虱科基因组结构高度保守。系统发育分析基于242个单拷贝直系同源基因构建，揭示该物种与同翅目昆虫约在63.7百万年前分化。

技术验证与数据资源
Illumina短读长比对率95.57%，RNA-seq映射率95.19%，验证了组装准确性。基因组数据已存入NCBI（PRJNA1221133），注释文件通过Figshare(DOI:10.6084/m9.figshare.28375412)开放获取。

这项研究不仅填补了飞虱科昆虫基因组资源的空白，更通过揭示转座元件扩张、解毒酶基因家族演化等特征，为解析害虫寄主专化性、抗药性进化提供了分子靶点。基因组中鉴定的性别决定通路基因（如dsx、fruitless）和嗅觉受体基因集，为开发基于交配干扰或行为调控的绿色防控技术奠定基础。该成果作为茭白-水稻生态系统研究的里程碑，将推动从化学防治向基于基因组学的综合治理策略转型。