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進化基因組學與基因起源研究組發布了碧鳳蝶染色體水平基因組
2019-11-08 來源:進化基因組學與基因起源學科組 作者:趙若蘋
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  蝴蝶因其豐富的形態多樣性,自達爾文時代就作爲研究物種適應性進化的重要類群之一,近幾年更被認爲是研究形態遺傳、進化和發育的理想模型,已成爲發育生物學、進化生物學、種群遺傳學、保護生物學和生態學等研究領域的重要模式生物之一。鳳蝶科是具有重要進化地位的蝴蝶支系,因其豐富的色彩和形態等多樣性更是昆蟲生態與進化研究的主題。 

  研究團隊在2015年完成所有蝴蝶模式種金鳳蝶及其近緣種柑橘鳳蝶兩種鳳蝶基因組(Li et al., 2015, Nature Communications)的基礎上,對廣泛分布在東亞、南亞以及東南亞並對體色進化及物種分化具有重要研究意義的碧鳳蝶Papilio bianor Cramer, 1777進行了基因組研究。運用三代長讀長測序技術(PacBio),結合高通量染色體構象捕獲(Hi-C)技术,成功地组装了碧鳳蝶染色体(29條常染色體和1條性染色體)水平的基因組,這是首個利用Hi-C技術完成的染色體水平的蝴蝶基因組。該基因組總長約爲421.52 Mbcontig N50scaffold N50分別高達5.50 Mb12.51 Mb。基因组注释的结果表明碧鳳蝶基因组大小的一半以上为重复序列(233.09 Mb, 55%),是所有已發表的蝴蝶基因組中重複序列最高的基因組。注釋到的蛋白編碼基因共15375個。利用4D位點以及直系同源基因構建的進化樹提示鳳蝶屬起源于39-57百万年之间,碧鳳蝶與柑橘凤蝶和金凤蝶的分歧时间在23-35百萬年之間。通過PSMC对碧鳳蝶的历史种群动态进行分析结果显示碧鳳蝶种群从最近的一次间冰期开始增加,直至末次盛冰期为止,这與先前对其他昆虫的研究结果一致。碧鳳蝶染色体水平的参考基因组不仅为研究碧鳳蝶特殊生物学特性的遗传和分子机制奠定了基础,也为凤蝶、乃至整个蝴蝶资源开发和生物多样性保护提供了基础资料。 

  該研究以Chromosomal-level reference genome of Chinese peacock butterfly (Papilio bianor) based on third-generation DNA sequencing and Hi-C analysis爲題,于2019114日在GigaScience發表。網站鏈接https://academic.oup.com/gigascience/article/8/11/giz128/5612101?searchresult=1 

   该成果是在中國科學院昆明動物研究所李学燕副研究员带领的昆虫研究团队潜心专研下取得的,李学燕副研究员也是该文的第一通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目(31621062)中國科學院戰略性先導科技專項(B類)(XDB13000000)和“西部青年學者”項目(A類)等的支持。 

 


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