2024-03-26
世界上每(mei)一種昆蟲(chong)(chong)(chong)(chong)都是經過千百萬年的長期演(yan)化(hua)而形成的，與人類一樣都是地球生(sheng)物圈的一分子，具(ju)(ju)有其存在(zai)的合(he)理性和(he)自然價值，在(zai)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)體、蟲(chong)(chong)(chong)(chong)產品和(he)蟲(chong)(chong)(chong)(chong)行為等方面具(ju)(ju)有無窮的開發(fa)利用(yong)潛(qian)力。蜂(feng)蠶均是重(zhong)要的經濟昆蟲(chong)(chong)(chong)(chong)，開展蜂(feng)蠶資源(yuan)(yuan)普查(cha)是第三次全(quan)國畜禽遺傳(chuan)資源(yuan)(yuan)普查(cha)重(zhong)要內容，基因(yin)組(zu)學、轉錄(lu)組(zu)學、代謝組(zu)學和(he)蛋白組(zu)學為評估蜂(feng)蠶品種分子遺傳(chuan)特性、挖掘生(sheng)產性能變(bian)化(hua)情況，發(fa)掘新資源(yuan)(yuan)、加(jia)大珍(zhen)惜資源(yuan)(yuan)收集保護力度等工(gong)作(zuo)提(ti)供強(qiang)效助力。
圖(tu)1 蜂、蠶等昆(kun)蟲(chong)示意圖(tu)
多組(zu)學在昆(kun)蟲領域資(zi)源普查中的應用 結合已發表多組學文(wen)章，小(xiao)派為大家整理了昆蟲(chong)領(ling)域(yu)的主要研究方向： 1.種(zhong)群資源(yuan)普查分析(xi)：通(tong)過對不同品(pin)種(zhong)或地(di)理(li)種(zhong)群的昆(kun)蟲進行基因(yin)組學、轉錄組學、代謝組學測(ce)序和(he)分析(xi)，可以深入(ru)研究其遺傳差異和(he)進化關(guan)系，為種(zhong)質資源(yuan)的保(bao)護和(he)利用提供科學依據。 2.優良性狀(zhuang)(zhuang)挖(wa)掘：全組學方法(fa)有(you)(you)助(zhu)于挖(wa)掘昆蟲中的(de)優良性狀(zhuang)(zhuang)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)基(ji)因。例如(ru)，在(zai)蜜(mi)(mi)蜂(feng)中，可以(yi)研(yan)究與其高效采集、釀蜜(mi)(mi)、授粉(fen)等能力相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)的(de)基(ji)因；在(zai)蠶中，可以(yi)探索與蠶絲(si)產量(liang)、質量(liang)等經濟性狀(zhuang)(zhuang)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)的(de)基(ji)因。全組學研(yan)究有(you)(you)助(zhu)于通過分子育種(zhong)手段(duan)培育出(chu)具(ju)有(you)(you)優良性狀(zhuang)(zhuang)的(de)昆蟲新品種(zhong)。 3.生(sheng)態(tai)適應(ying)性研究：通過比(bi)較不同環境(jing)條件(jian)下昆蟲的基(ji)因組(zu)(zu)、轉(zhuan)錄組(zu)(zu)或代謝組(zu)(zu)變化，可以揭示(shi)它們(men)適應(ying)環境(jing)的分子基(ji)礎和(he)(he)生(sheng)物學機制，為生(sheng)態(tai)保(bao)護和(he)(he)資源利用提(ti)供指導。 4.入侵(qin)(qin)溯(su)源研究：通過(guo)比較入侵(qin)(qin)昆蟲(chong)與(yu)本地(di)物種(zhong)的(de)基(ji)因組(zu)、轉錄組(zu)和代謝組(zu)差異，可以深(shen)入了解(jie)入侵(qin)(qin)昆蟲(chong)的(de)遺傳起源，確(que)定其(qi)可能的(de)原產地(di)或擴(kuo)散(san)路徑，并揭(jie)示入侵(qin)(qin)昆蟲(chong)在競爭、捕食和共生(sheng)關(guan)系中的(de)優勢，以及它(ta)們對(dui)生(sheng)態系統的(de)影響。 5.疾病(bing)與(yu)抗(kang)逆(ni)(ni)(ni)性(xing)(xing)研究(jiu)：通過(guo)比較(jiao)患病(bing)與(yu)健康昆蟲的(de)(de)全組學數據(ju)，可以識別與(yu)疾病(bing)相關的(de)(de)基因或(huo)代謝途徑；同時，研究(jiu)昆蟲對不同逆(ni)(ni)(ni)境（如氣候變化、環(huan)境污染等）的(de)(de)響(xiang)應機制，有助(zhu)于培育出更具抗(kang)逆(ni)(ni)(ni)性(xing)(xing)的(de)(de)品種(zhong)。
昆蟲(chong)資(zi)源普(pu)查相關國自(zi)然資(zi)助情(qing)況 國自然(ran)(ran)申請已落下帷幕，但種(zhong)質資源(yuan)普查(cha)與保(bao)護的(de)奮斗(dou)之路(lu)遠遠沒有結束。小(xiao)派(pai)整理了一些往年國自然(ran)(ran)中標(biao)項(xiang)目情況（表1）。2023年和(he)2024年國自然(ran)(ran)生命科學部設立(li)的(de)重(zhong)(zhong)點項(xiang)目立(li)項(xiang)蜂(feng)蠶領域為“畜(chu)禽、蜂(feng)蠶重(zhong)(zhong)要(yao)性(xing)狀(zhuang)的(de)形成(cheng)與調控機制(zhi)(zhi)（C17）”，利用多組學探究蜂(feng)蠶等昆蟲性(xing)狀(zhuang)、生產性(xing)能、入侵溯源(yuan)、適應(ying)機制(zhi)(zhi)等已成(cheng)為本領域研究重(zhong)(zhong)點。 表1：蜂蠶資源普查相關(guan)國(guo)自然部分中(zhong)標項目 資(zi)助(zhu)類別 項(xiang)目名稱(cheng) 批(pi)準年份 重點項目 基(ji)于“千蠶基(ji)因組(zu)”的繭絲關鍵(jian)品質性狀遺傳基(ji)礎及強韌化機制解析 2023 青年科(ke)學(xue)基金項目 我(wo)國(guo)蘋果蠹蛾種(zhong)群遺(yi)傳分化及氣(qi)候適應性(xing)進化 2022 面上(shang)項目(mu) 基于全基因(yin)組(zu)重(zhong)測(ce)序的橘(ju)小實蠅(ying)種群(qun)遺傳(chuan)結構與(yu)入侵溯源(yuan)研(yan)究 2019
多組學在昆蟲領域資(zi)源普查(cha)中的應用文章(zhang) 案例一 文章標題：Population genomic insights into invasion success in a polyphagous agricultural pest, Halyomorpha halys 期刊名：Molecular Ecology 影響因子(zi)：4.9 茶(cha)翅蝽(chun)是(shi)一種高(gao)度侵襲性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)害蟲(chong)(chong)，原產于(yu)東亞，是(shi)一種多食性(xing)(xing)(xing)(xing)昆蟲(chong)(chong)。它具(ju)有很高(gao)的(de)(de)擴散能力和(he)與(yu)(yu)特有物種競爭的(de)(de)潛力，給(gei)農業和(he)園藝(yi)造成(cheng)(cheng)嚴重的(de)(de)滋擾。盡管廣泛使用殺蟲(chong)(chong)劑、信息素(su)誘(you)餌和(he)植物氣味(wei)誘(you)餌，茶(cha)翅蝽(chun)仍然對(dui)農業造成(cheng)(cheng)損害。本(ben)研究利(li)用ddRAD-seq發(fa)現了(le)與(yu)(yu)殺蟲(chong)(chong)劑抗(kang)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)嗅覺(jue)基(ji)因非(fei)常接近的(de)(de)顯著差異(yi)(yi)SNP，比(bi)較群體中(zhong)異(yi)(yi)常SNP等(deng)位(wei)基(ji)因頻率(lv)的(de)(de)差異(yi)(yi)表(biao)明，茶(cha)翅蝽(chun)入侵成(cheng)(cheng)功可(ke)能是(shi)由長期遺傳變(bian)(bian)異(yi)(yi)演(yan)變(bian)(bian)而來(lai)的(de)(de)。此(ci)外，本(ben)研究確(que)定了(le)可(ke)能與(yu)(yu)成(cheng)(cheng)功入侵相關的(de)(de)具(ju)有生(sheng)物學意(yi)義的(de)(de)基(ji)因組變(bian)(bian)異(yi)(yi)，變(bian)(bian)異(yi)(yi)位(wei)于(yu)基(ji)因附(fu)近，這些基(ji)因具(ju)有眾所周知(zhi)的(de)(de)殺蟲(chong)(chong)劑抗(kang)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)感(gan)官感(gan)知(zhi)功能。盡管目前(qian)還沒有關于(yu)茶(cha)翅蝽(chun)殺蟲(chong)(chong)劑抗(kang)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)報道，但(dan)本(ben)結果表(biao)明，抗(kang)性(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)型可(ke)能為長期變(bian)(bian)異(yi)(yi)中(zhong)進化累計獲得。 研究(jiu)技術路線圖和結果展(zhan)示 案例(li)二 文章(zhang)標題：High-resolution silkworm pan-genome provides genetic insights into artificial selection and ecological adaptation 期刊名(ming)：Nature Communications 影響因子：16.6 家蠶(can)(can)是(shi)生(sheng)產蠶(can)(can)絲(si)的(de)(de)重要經濟(ji)昆蟲，是(shi)"織物皇后(hou)"。目(mu)前可(ke)用的(de)(de)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)限制(zhi)了(le)(le)對(dui)其(qi)遺傳多樣(yang)性(xing)的(de)(de)理解和(he)(he)對(dui)育(yu)(yu)種有價值等(deng)位基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)的(de)(de)發現。本(ben)研(yan)究對(dui)1078個(ge)(ge)家蠶(can)(can)進(jin)行了(le)(le)深度重測(ce)序，并為545個(ge)(ge)代(dai)表個(ge)(ge)體進(jin)行長(chang)(chang)(chang)讀長(chang)(chang)(chang)ONT測(ce)序，組(zu)裝獲得了(le)(le)545個(ge)(ge)蠶(can)(can)的(de)(de)高質量基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)，構建(jian)了(le)(le)一個(ge)(ge)高分(fen)辨率的(de)(de)泛(fan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)數據集(ji)，揭(jie)示了(le)(le)數百個(ge)(ge)可(ke)能對(dui)家蠶(can)(can)人工選擇(馴化和(he)(he)繁(fan)殖)有貢獻的(de)(de)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)和(he)(he)SV，并進(jin)一步挖(wa)掘(jue)到4個(ge)(ge)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)分(fen)別負責(ze)2個(ge)(ge)經濟(ji)性(xing)狀(蠶(can)(can)絲(si)產量和(he)(he)蠶(can)(can)絲(si)細度)和(he)(he)2個(ge)(ge)生(sheng)態適應性(xing)性(xing)狀(卵滯育(yu)(yu)和(he)(he)警(jing)戒色)。本(ben)研(yan)究基(ji)(ji)于數百個(ge)(ge)長(chang)(chang)(chang)讀長(chang)(chang)(chang)ONT測(ce)序基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)泛(fan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)為家蠶(can)(can)功能基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)研(yan)究和(he)(he)育(yu)(yu)種提(ti)供(gong)了(le)(le)高通量和(he)(he)準確評估有價值等(deng)位基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)的(de)(de)資源。這為家蠶(can)(can)基(ji)(ji)礎研(yan)究和(he)(he)分(fen)子育(yu)(yu)種開辟(pi)了(le)(le)新(xin)的(de)(de)時(shi)代(dai)，也為其(qi)他(ta)物種的(de)(de)大規模泛(fan)基(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)研(yan)究提(ti)供(gong)了(le)(le)指南(nan)。 研究技術路(lu)線圖和結果展示
派森諾生物合作客戶部分已發表文章---昆(kun)蟲方(fang)向 期刊 影(ying)響(xiang)因子 標(biao)題(ti) Ecotoxicology and Environmental Safety 6.8 Transcriptomic analysis reveals Apis mellifera adaptations to high temperature and high humidity Molecular Ecology 4.9 Molecular Ecology 4.9 Biochimica et Biophysica Acta-Gene Regulatory Mechanisms 4.7 BmSUC1 is essential for glycometabolism modulation in the silkworm, Bombyx mori BMC Genomics 4.4 Transcriptome profiling of pyrethroid resistant and susceptible mosquitoes in the malaria vector, Anopheles sinensis BMC Genomics 4.4 Age influences the olfactory profiles of the migratory oriental armyworm mythimna separate at the molecular level Microbial Pathogenesis 3.8 Identify immune-related genes of adzuki bean weevil (Callosobruchus chinensis) in response to bacteria challenge by transcriptome analysis PLoS One 3.7 Identification of Putative Olfactory Genesfrom the Oriental Fruit Moth Grapholita molesta via an Antennal Transcriptome Analysis PLoS One 3.7 Transcriptomic and metabolomic profiles of Chinese citrus fly, Bactrocera minax (Diptera: Tephritidae), along with pupal developmentprovide insight into diapause program Insects 3 Miocene Diversification and High-Altitude Adaptation of Parnassius Butterflies (Lepidoptera:Papilionidae) in Qinghai–Tibet Plateau Revealed by Large-Scale Transcriptomic Data
