Nature子刊：华大基因参与破解白蚁基因组

　　

生物通报道：华大基因、北卡罗莱纳州立大学和Osnabrück大学的科学家们首次测序了一种白蚁的基因组——湿木白蚁（Zootermopsis nevadensis）。这项研究发表在五月二十日的Nature Communications杂志上。

湿木白蚁是一种真社会性昆虫。研究人员获得了湿木白蚁的遗传学蓝图，并在此基础上向人们展现了这种白蚁与其他社会性昆虫（蚂蚁、黄蜂和蜜蜂等）的关键异同，为理解社会性昆虫的演化提供了重要的线索。此外，这项研究也可以帮助人们寻找有助于控制白蚁的基因功能。

湿木白蚁主要生活在木头中，不怎么出去。研究人员测序了湿木白蚁的基因组和阶段特异性的转录组，并将这些数据与其他社会性昆虫进行比较。他们发现，湿木白蚁基因组中与雄性生育力有关的基因发生了扩张，雄蚁能频繁地令蚁后的卵子受精。正因如此，湿木白蚁的蚁后需要长时间储存精子。而在蚂蚁中，雄蚁短暂的一生只提供一次精子，使蚁后不得不长时间储存精子，文章的共同作者Dr. Ed Vargo教授说。“一般来说，雄性蚂蚁在交配之后不久就会死亡。”

研究人员还发现，与其他社会性昆虫相比，白蚁的嗅觉相关受体更少。这可能是因为，不怎么出门的白蚁不会经历那么多的气味。不过这一发现仍然有些令人意外，因为之前的蚂蚁和蜜蜂研究显示，社会性昆虫的复杂化学交流需要大量的感知受体基因，文章的另一位共同作者，北卡罗莱纳州立大学的Dr. R. Michael Roe教授说。（延伸阅读：中国科学家PNAS发布辣椒全基因组测序）

“至少对于这些白蚁而言，感知受体对于社会性行为可能并没有那么重要，”Roe说。“这些发现也说明，我们不能用蚂蚁研究的结论对白蚁进行推测，这两种昆虫都需要全面的研究。”

湿木白蚁和其他社会性昆虫也存在一些比较关键的相似之处。例如，许多与繁殖和社会分工有关的白蚁基因也出现在蚂蚁中。研究人员指出，DNA甲基化模式和可变剪切组成了对白蚁社会化分工的表观遗传学控制

这些发现可以帮助人们开发新的饵剂对付那些有害的白蚁。“大多数白蚁不是害虫，”Vargo说。“举例来说，它们在木材的分解腐烂中有重要的作用。不过，人们可以在测序信息的基础上，干涉特定通路进而对有害的白蚁进行控制。”

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Molecular traces of alternative social organization in a termite genome

Although eusociality evolved independently within several orders of insects, research into the molecular underpinnings of the transition towards social complexity has been confined primarily to Hymenoptera (for example, ants and bees). Here we sequence the genome and stage-specific transcriptomes of the dampwood termite Zootermopsis nevadensis (Blattodea) and compare them with similar data for eusocial Hymenoptera, to better identify commonalities and differences in achieving this significant transition. We show an expansion of genes related to male fertility, with upregulated gene expression in male reproductive individuals reflecting the profound differences in mating biology relative to the Hymenoptera. For several chemoreceptor families, we show divergent numbers of genes, which may correspond to the more claustral lifestyle of these termites. We also show similarities in the number and expression of genes related to caste determination mechanisms. Finally, patterns of DNA methylation and alternative splicing support a hypothesized epigenetic regulation of caste differentiation.