树皮甲虫（鞘翅目：象甲科：小蠹亚科）是全球最具破坏性的森林害虫之一，导致针叶林和阔叶林生态系统的树木大量死亡。它们生态成功的关键因素在于能够克服宿主树木的化学防御机制，这些防御机制富含有毒萜类化合物和其他次生代谢物。在这些昆虫中，Acanthotomicus属因其重要的生态和经济影响而受到越来越多的关注。该物种首次被描述是在2018年，具有独特的鞘翅背板斜刺和相关肿胀特征（Gao和Cognato，2018）。生物学研究表明，A. suncei的飞行期从4月持续到9月，每年可繁殖两代，并且对低温非常敏感，在恒定温度≤15°C的情况下无法维持种群（Gao等人，2021）。此外，它与Geosmithia spp.和Phaeoacremonium tuscanum等真菌的关联可能会加剧树木死亡（Gao等人，2021）。
值得注意的是，Acanthotomicus suncei这种最初在中国发现的物种，最近已成为引进的美国甜胶树Liquidambar styraciflua的毁灭性害虫（Gao等人，2021）。这构成了一个有趣的生态悖论：一种本土昆虫对一种非本土树种造成了严重损害，表明A. suncei可能拥有异常且可能迅速进化的解毒系统来克服这种外来宿主的化学防御。虽然对同类树皮甲虫如Dendroctonus valens和D. rhizophagus的比较转录组研究揭示了它们对宿主信息素的物种特异性转录反应（Torres-Banda等人，2022），但这种新兴害虫A. suncei的宿主适应分子基础仍完全未被探索。
A. suncei的潜在扩散对全球森林生物安全构成了严重威胁，尤其是考虑到其宿主树木的广泛分布以及气候变化的影响。使用CLIMEX和随机森林算法的最新建模研究表明，全球适宜气候的区域总体上会减少，但同时也指出它可能扩展到新的地区，包括中国西南部、中部和东北部，以及东南亚和南亚的部分地区（Xiao等人，2024）。这些趋势强调了在脆弱地区采取主动监测和管理策略的迫切需要（Gao等人，2017；Kirkendall，2018）。
为了成功定殖宿主树木，树皮甲虫依赖于复杂的解毒系统来代谢植物化感化学物质。三个主要酶家族在这一过程中起着核心作用：细胞色素P450单加氧酶（P450s）、羧酸酯酶（COEs）和谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）。其中，P450s因其在解毒萜类化合物和合成聚集信息素方面的双重作用而受到广泛研究。例如，在Dendroctonus和Ips物种中，特定的P450s如CYP6DE1和CYP9T2分别将宿主单萜转化为信息素成分trans-verbenol和ipsdienol（Feyereisen，1999；Sandstrom等人，2006；Blomquist等人，2020）。广泛的转录组和功能研究表明，P450s表现出组织特异性、性别特异性和发育阶段特异性的表达模式，其沉默会显著增加对宿主萜类化合物的敏感性（Liu等人，2022；Quijano-Barraza等人，2023）。尽管在其他树皮甲虫中的解毒机制方面取得了进展，但对A. suncei的全面分子研究仍然很少，特别是与Dendroctonus armandi等物种中的信息素合成P450s和脱氢酶的详细研究相比（Dai等人，2021a，Dai等人，2021b）。
同样，COEs在水解植物毒素和降解参与宿主识别的气味分子中起着关键作用。最近对Tomicus yunnanensis和Dendroctonus ponderosae等物种的转录组分析发现了多个参与解毒和潜在昆虫抗性机制的COE基因（Keeling等人，2013；Li等人，2021）。
树皮甲虫遗传学研究利用了微卫星（SSR）和单核苷酸多态性（SNP）标记来了解种群结构和进化动态。在Ips typographus中，微卫星开发取得了成功，使用下一代测序技术鉴定出18个多态性位点（Stoeckle和Kuehn，2011），以及使用生物素富集技术鉴定出5个位点（Sallé等人，2003）。比较分析表明，基于SNP的FST估计值与微卫星一致，但由于同质性的减少，SNP估计值通常高出3倍（Coates等人，2009；Janes等人，2014）。
大规模基因组研究使用了数千个SNP来研究适应进化和范围扩展。对Dendroctonus ponderosae的1536个SNP的分析发现了208个可能受到选择的异常位点，这些位点与促进气候适应的代谢功能相关（Janes等人，2014）。类似地，50 K SNP阵列鉴定出12个与挪威云杉树皮甲虫抗性显著相关的标记（Korecky等人，2023）。使用线粒体基因组和SNP的系统发育研究阐明了中国Ips物种之间的进化关系和适应分化，揭示了宿主适应和信息素进化的见解（Du等人，2021；Du等人，2022）。
尽管在其他树皮甲虫中解毒机制的研究取得了进展，但对A. suncei>的全面分子研究仍然很少。具体来说，关于以下方面仍存在关键知识空白：（1）其基因组中P450、COE和GST基因的完整组成和多样性；（2）这些基因与其他经济重要小蠹亚科甲虫的进化关系；（3）这些关键解毒酶家族中序列变异（如单核苷酸多态性（SNPs）的程度和潜在功能影响。解决这些空白对于阐明这种新兴害虫的宿主适应分子基础至关重要。
在这项研究中，我们对A. suncei进行了全面的转录组分析，以填补这些知识空白。虽然其他小蠹亚科甲虫如Dendroctonus、Ips和Tomicus已有转录组资源，但本研究首次为这种新兴害虫A. suncei>提供了此类资源，并特别测试了其成功定殖于外来宿主L. styraciflua是由其解毒基因家族的扩张和高遗传变异促进的假设。我们的目标是：（1）鉴定并表征来自三个主要解毒酶家族（P450s、COEs和GSTs）的基因库；（2）重建它们与其他树皮甲虫同源物的进化关系，以推断潜在的功能保守性和分化；（3）评估这些基因家族中SNP的频率和分布，以评估它们在快速适应中的潜在作用。我们的发现为A. suncei的宿主适应分子机制提供了基本见解，并确定了针对这一日益严重威胁的特定和有效管理策略的潜在遗传靶点。
