首张染色体水平基因组揭示黄褐天幕毛虫(Trabala vishnou)的进化与防控潜力

本研究通过整合Illumina、PacBio HiFi和Hi-C技术，首次完成黄褐天幕毛虫(Trabala vishnou)染色体水平基因组组装（561.86 Mb/25染色体），揭示其62.66%重复序列特征及12,895个蛋白编码基因。该基因组为阐明枯叶蛾科(Lasiocampidae)功能性状进化提供关键参考，并为林业害虫防控策略开发奠定基础。

　　

黄褐天幕毛虫的基因组密码：从森林害虫到进化启示录

在热带至亚热带森林中，一种名为黄褐天幕毛虫(Trabala vishnou)的昆虫正悄然成为生态系统的"剪叶者"。作为枯叶蛾科(Lasiocampidae)的代表性物种，其幼虫能以沙棘、栎树等数十种植物为食，大规模爆发时可导致林木成片枯死。尽管前人对其生物学特性已有初步研究，但基因组资源的匮乏严重阻碍了对其种群遗传结构和进化机制的深入探索。

河南大学的研究团队通过多组学技术联合攻关，成功绘制了首张黄褐天幕毛虫染色体水平基因组图谱。研究采用雌性蛹体样本，整合二代测序(WGS)、PacBio HiFi长读长和Hi-C三维基因组数据，构建出561.86 Mb的基因组框架，包含25条染色体和12,895个蛋白编码基因。特别值得注意的是，该基因组重复序列占比高达62.66%，其中LINEs(长散在重复序列)和SINEs(短散在重复序列)分别占20.26%和13.23%，暗示转座元件(TEs)的近期扩张事件可能驱动了该物种的快速进化。

关键技术方法包括：1) 基于k-mer分析的基因组调查预测(564.01 Mb)；2) Hifiasm v0.24.0组装与YAHS v1.2染色体挂载；3) RepeatModeler v2.0.5和RepeatMasker v4.1.5进行重复序列注释；4) MAKER v3.01.04整合转录组和同源证据进行基因预测；5) BUSCO v5.7.1评估显示99.5%的完整性。样本来源于河南嵩县天池山(34.26°N,111.84°E)的野生种群。

主要研究发现
基因组特征
组装结果显示contig N50达20.67 Mb，支架N50为21.75 Mb，GC含量36.39%。性染色体分析发现Z染色体测序深度仅为常染色体的40.56X，而W染色体可能因高度重复未被成功组装。

转座元件动态
K2P分歧度分析揭示转座元件近期活跃的特征，DNA转座子(4.63%)和LTRs(长末端重复序列,9.18%)的分布模式为理解基因组可塑性提供线索。

基因注释创新
非编码RNA鉴定出1,630个成员，包括589个miRNA和399个tRNA。蛋白编码基因平均含7.7个外显子，与五种鳞翅目模式物种比较显示85.9%的单拷贝直系同源基因保守性。

这项发表于《Scientific Data》的研究，不仅填补了枯叶蛾科染色体水平基因组的空白，更通过揭示黄褐天幕毛虫基因组中转座元件的爆发式扩张与特定代谢通路的关联，为解释其广食性适应机制提供了分子基础。研究者特别指出，该资源将助力开发基于RNA干扰的靶向防控技术，对维护森林生态安全具有重要实践价值。数据已存入NCBI(PRJNA1229088)和Figshare平台，为后续比较基因组学研究建立了标杆。