染色体水平基因组组装揭示肉蝇Sarcophaga princeps的法医与生态适应分子机制

本研究针对法医昆虫学中PMI（死后间隔时间）估算的关键问题，通过PacBio HiFi、Illumina和Hi-C技术首次完成肉蝇Sarcophaga princeps染色体水平基因组组装（628.56 Mb，N50=118.89 Mb），注释14,348个蛋白编码基因，揭示其幼虫分解能力、胎生繁殖策略及埋藏尸体定殖特性的分子基础，为法医鉴定和生态适应研究提供重要资源。

　　

在法医调查中，精确估算PMI（postmortem interval，死后间隔时间）是破解死亡谜题的关键。昆虫作为"自然时钟"，其在不同腐败阶段的规律性出现为破案提供了重要线索。其中，肉蝇科（Sarcophagidae）昆虫因其独特的胎生繁殖方式和强大的尸体分解能力，成为法医昆虫学研究的特殊材料。然而，由于缺乏高质量的基因组数据，这类昆虫的分子适应机制研究长期受阻。

中国的研究团队选择具有重要法医和生态价值的Sarcophaga princeps为研究对象，通过多组学技术揭示了这种能定殖埋藏尸体的特殊昆虫的基因组秘密。这项发表于《Scientific Data》的研究，不仅填补了肉蝇科基因组资源的空白，更为理解昆虫对腐败生态系统的适应进化提供了新视角。

研究人员采用PacBio HiFi（高保真长读长测序）、Illumina短读长测序和Hi-C（高通量染色体构象捕获）三项核心技术，对2023年4月采集于苏州的雄性样本进行全基因组测序。通过Hifiasm组装、Purge_Dups去冗余和3D-DNA染色体挂载，结合RNA-seq转录组数据支持，构建了高质量的基因组注释体系。

基因组特征

最终获得的628.56 Mb基因组包含7条染色体（99.87%序列挂载率），其中Chr6（7.82 Mb）和Chr7（1.31 Mb）因覆盖度减半被鉴定为性染色体。基因组重复序列占比52.99%，以LINE（12.08%）和DNA转座子（11.47%）为主。

功能注释

通过MAKER流程整合转录组、同源预测和ab initio方法，鉴定出14,348个蛋白编码基因，平均含4.8个外显子。BUSCO评估显示基因组完整度达99.1%，功能注释覆盖96.36%基因，包括11,730个蛋白结构域和5,002条KEGG通路。

技术验证

PacBio reads比对率99.80%，Illumina数据比对率94.06%，RNA-seq数据比对率77.00%，证实组装可靠性。染色体互作热图清晰显示常染色体与性染色体的空间隔离特征。

这项研究首次在染色体尺度解析了S. princeps的基因组架构，发现其重复序列扩张与分解相关基因家族存在潜在关联。特别值得注意的是，该物种的胎生繁殖策略（larviposition）可能由特定胚胎发育调控基因驱动，而埋藏尸体定殖能力则与嗅觉基因库扩展相关。基因组数据揭示了肉蝇科昆虫在法医生态位中的独特适应机制：高效的肠道微生物共生系统、毒素代谢通路以及特殊的免疫防御体系。

作为法医昆虫学领域的重要资源，该基因组为PMI精确估算提供了分子标记开发基础，同时为理解昆虫对极端腐败环境的适应进化开辟了新途径。研究者公开了所有原始数据（NCBI登录号GCA_049996135），这将加速肉蝇科比较基因组学和功能基因组学研究的深入开展。