Culicoides brevitarsis的染色体级基因组为比较生物学和媒介生物学研究提供了重要资源

《Parasites & Vectors》：Chromosome-scale genome of Culicoides brevitarsis provides a resource for comparative and vector biology studies

　　

摘要

背景

Culicoides属（双翅目：Ceratopogonidae科）的叮咬蚊子是人类和动物健康中重要的虫媒病毒载体。了解影响虫媒病毒传播的生物学和分子因素对于制定有效的缓解策略至关重要。Culicoides brevitarsis Kieffer尤为重要，因为它与牛的关系密切，在适宜的栖息地中数量众多，并且已被证明具有传播虫媒病毒的能力。然而，由于基因组资源有限，对其分子和进化生物学的研究受到了限制，因此需要进行染色体级别的基因组组装和比较基因组分析。

方法

使用Oxford Nanopore的长读长序列生成了C. brevitarsis的染色体级别基因组，通过Illumina的短读长序列进行优化，并利用Hi-C测序技术构建了基因组框架，随后进行了基因组注释、双翅目昆虫的比较基因组学研究、免疫基因特征分析以及与媒介能力相关的基因的进化分析。

结果

组装得到了一个129.5 Mb的基因组，该基因组由三条染色体组成，具有较高的连续性（N50 = 43 Mb，L50 = 2）和较高的完整性（属于Arthropoda BUSCO odb10谱系的98%）。基因组注释共识别出11,708个基因，其中包括661个与免疫相关的基因，以及与代谢、感觉感知和宿主-病原体相互作用等关键功能类别相关的基因。对12种双翅目昆虫基因组的比较基因家族分析显示了强烈的家族级（Ceratopogonidae科）和属级（Culicoides）的进化特征。在C. brevitarsis中，有405个基因家族扩大，262个基因家族缩小，这些基因家族在与代谢、调控、运动和刺激反应相关的功能上富集。整合了Wirth和Jones的C. sonorensis的转录组数据集后，发现了82个在C. brevitarsis中的同源基因，这些基因之前与对蓝舌病毒感染的差异反应有关，包括谱系特异性的保守性和选择模式。

结论

该基因组为理解C. brevitarsis的分子生物学和进化特征提供了基础资源。结合免疫、感觉、代谢和进化分析，为未来旨在了解不同Culicoides物种间虫媒病毒传播差异的功能性和比较研究提供了框架。

图形摘要

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