?子科生物報道：2022年10月27日，浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術學院葉恭銀教授團隊聯(lián)合廣東省農(nóng)科院植保所等團隊在Nature Communications發(fā)表題為為“Genomic signatures associated with maintenance of genome stability and venom turnover in two parasitoid wasps”的研究論文，揭示了寄生蜂維持基因組穩(wěn)定與毒液快速演化的基因組特征。同時，該論文還報道了兩種平腹小蜂的高質量基因組信息，為生物防治研究提供了重要的基因信息資源。

寄生蜂是一類生物多樣性極其豐富的昆蟲，是研究演化生物學的理想模型。對它們的比較基因組學研究對揭開各種神奇性狀演化的秘密及豐富人們對物種演化的認識具有重要的意義。該文的研究對象平腹小蜂是一類優(yōu)良的卵寄生蜂，也是寄生性天敵昆蟲中已具有成熟的規(guī)?；敝臣夹g和田間釋放技術，并成功應用于害蟲防治的天敵昆蟲之一，在防治果樹蝽類害蟲方面效果顯著。但是，迄今對其有效控制害蟲的基因水平認識尚明顯不足。

團隊通過基因基因組測序與組裝明確，日本平腹小蜂Anastatus japonicus和麻紋蝽平腹小蜂A. fulloi的基因組大小在950 Mb左右，是目前已知的絕大多數(shù)膜翅目昆蟲基因組大小的2~4倍。進一步研究表明，平腹小蜂龐大的基因組特征與近期的LTR類轉座子擴張有關。同時，注意到該蜂基因組中有大量完整的轉座元件存在，這可能意味著這些元件仍具轉座活性，并對基因組的穩(wěn)定性造成威脅。對該蜂基因組應對這些潛在威脅基因組穩(wěn)定性因素的演化特征探究，發(fā)現(xiàn)與piRNA相關的Piwi基因發(fā)生了大量擴增，并且在各發(fā)育階段和各組織間廣泛表達。此外，結合小RNA測序數(shù)據(jù)，進一步證實了piRNA對轉座子的抑制作用。同時，結合毒液多組學數(shù)據(jù)，還對2種平腹小蜂的毒液基因的快速演化機理進行了研究，發(fā)現(xiàn)基因選配（co-option）、基因復制后的新功能化（neofunctionalization）等進化模型共同塑造了平腹小蜂毒液快速演化的格局，其中基因選配具主要作用。此外，該研究還構建了毒液基因的調控網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)大量與毒液基因共表達的非毒液功能基因，并明確這類非毒液基因在毒液快速演化中可能也扮演重要角色（圖1）。總之，該研究展示了寄生蜂基因組應對突如其來的轉座子爆發(fā)的演化策略，有助于進一步研究維持基因組穩(wěn)定的分子機理，并對深入理解基因組大小演化有重要意義。同時，有關寄生蜂毒液快速演化的發(fā)現(xiàn)完善了毒液基因的演化模型，對深入理解基因新功能的產(chǎn)生有重要價值。

浙江大學葉昕海博士、楊義博士及廣東省農(nóng)科院植保所趙燦博士為共同第一作者，浙江大學昆蟲科學研究所葉恭銀教授和廣東省農(nóng)科院植保所李敦松研究員為本論文的通訊作者。浙江大學計算機學院/浙江大學上海高等研究院吳飛教授、浙江大學昆蟲所方琦副教授、肖山博士、熊時姣博士、趙現(xiàn)馨博士、羅切斯特大學孫禹博士，浙江省農(nóng)科院徐紅星研究員等參與了此項研究。該研究工作得到了國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金青年項目、國家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術體系項目、中國博士后基金等資助。

圖1 平腹小蜂毒液相關網(wǎng)絡模塊的演化