半翅目食性转变相关的基因家族演化与唾液腺基因表达的基因组学洞察

《BMC Genomics》：Genomic insights into gene family evolution and salivary gland gene expression associated with dietary shifts in hemiptera

摘要

背景

半翅目昆虫在包括植食性、肉食性、杂食性和吸血性在内的不同取食策略之间表现出重复且独立的转变，这一特征提供了一个理想的模型系统，用于剖析食性适应的基因组基础。为了全面探索伴随食性适应发生的动态基因组变化，我们对 27 个半翅目物种进行了比较基因组分析，这些物种共同代表四种不同的取食习性。

结果

我们的分析揭示了与食性适应相关的广泛基因组变化，包括基因家族的扩张、收缩和丢失。我们观察到，在进行平行食性转变的独立谱系中，富集的生物过程在功能水平上表现出趋同，尽管在特定基因家族水平上的重叠有限，并且在逆转过程中特定基因家族发生了反复变化。此外，对这些物种唾液腺的比较转录组分析鉴定出许多物种特异性基因和基因家族，它们可能与取食生物学相关，为未来的功能验证产生了候选假设。

结论

综上所述，我们的结果提供了对半翅目昆虫食性多样化背后动态基因组架构的见解，并突出了候选基因和通路，供未来对食性适应机制进行实验研究。