我院李鋼教授團(tuán)隊(duì)在Communications biology期刊發(fā)表了題為“A comparative genomic analysis at the chromosomal-level reveals evolutionary patterns of aphid chromosomes”的研究論文,揭示蚜科物種復(fù)雜的核型演化歷史。該論文的唯一一作是李鋼教授團(tuán)隊(duì)2024屆碩士研究生黃琛。
基因組重排是進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)了生物多樣性。蚜蟲(chóng)是一種具有高度物種多樣性的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，表現(xiàn)出快速的染色體進(jìn)化和多樣化的核型。這些變異被歸因于它們獨(dú)特的全中心染色體和孤雌生殖，盡管這一假設(shè)面臨著審查。在這項(xiàng)研究中完成了金銀花蚜蟲(chóng)（Semiaphis heracli）的染色體水平參考基因組組裝，并進(jìn)行了比較基因組分析，揭示了蚜蟲(chóng)不同譜系之間的染色體進(jìn)化率與其物種多樣性呈正相關(guān)。蚜蟲(chóng)X染色體經(jīng)歷了頻繁的染色體內(nèi)重組，而常染色體則表現(xiàn)出加速的染色體間重組。此外，考慮到染色體間和染色體內(nèi)重排，常染色體重排率的增加可能在蚜蟲(chóng)中很常見(jiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，DNA轉(zhuǎn)座因子和短散布核因子（SINE）的擴(kuò)增，加上與核型不穩(wěn)定相關(guān)的基因丟失和復(fù)制（如RIF1、BRD8、DMC1和TERT），可能在蚜蟲(chóng)染色體進(jìn)化中起著至關(guān)重要的作用。此外的分析表明，金銀花蚜蟲(chóng)解毒基因家族的突變和擴(kuò)增可能是適應(yīng)宿主植物化學(xué)防御的關(guān)鍵因素。該項(xiàng)研究結(jié)果為蚜蟲(chóng)的染色體進(jìn)化模式和解毒基因家族進(jìn)化提供了新的見(jiàn)解，有助于理解物種多樣性和適應(yīng)性進(jìn)化。
李鋼教授、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物開(kāi)發(fā)研究所郭昆研究員和我院任彥棟副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、中央高校基本科研基金的支持。
原文鏈接： https://www.nature.com/articles/s42003-025-07851-0
