染色体水平基因组解析揭示寄生蜂Leptopilina myrica的宿主适应进化机制

本研究针对寄生性膜翅目昆虫宿主特异性遗传机制不明的科学问题，通过PacBio长读长测序、Hi-C染色体构象捕获等技术，完成了中国台州地区采集的Leptopilina myrica染色体水平基因组组装（462.30 Mb，N50 47.32 Mb），鉴定出13,832个蛋白编码基因和52.43%重复序列。该研究为解析寄生蜂-果蝇互作进化关系提供了关键基因组资源，对开发生物防治新策略具有重要意义。

　　

在农业害虫防治领域，寄生蜂作为自然界高效的生物控制剂，其宿主选择与免疫逃避的遗传机制却长期笼罩在迷雾中。尤其对于能特异性寄生全球性害虫Drosophila suzukii的Leptopilina属寄生蜂，基因组资源的匮乏严重制约了其应用开发。这一科学瓶颈的突破，亟需高质量的基因组图谱作为研究基石。

浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所的研究人员选择中国浙江台州杨梅园中发现的Leptopilina myrica为研究对象，通过多组学技术解开了这一谜题。研究团队采用PacBio Sequel长读长测序（112.14Gb数据量，N50 25,337bp）结合Illumina短读长校正，辅以Hi-C染色体构象捕获技术，成功构建了包含10条染色体的高质量基因组。该成果发表于《Scientific Data》，为寄生蜂进化研究树立了新标杆。

关键技术方法包括：1）基于千只雄性样本的PacBio+Illumina混合组装策略；2）Hi-C辅助的染色体支架构建；3）11个发育阶段的全转录组测序；4）基于OrthoFinder的11种膜翅目物种比较基因组分析。样本来源于浙江台州野外采集群体，实验室以Drosophila melanogaster w¹¹¹⁸为宿主继代培养。

基因组特征解析

组装获得的462.30 Mb基因组中，重复序列占比达52.43%，与近缘种Leptopilina boulardi（54.40%）和Belonocnema treatae（56.10%）保持相似水平。染色体荧光显带证实二倍体数2n=20，Hi-C热图清晰呈现染色体间互作模式。

基因注释与进化分析

预测的13,832个蛋白编码基因中，97.4%通过BUSCO完整性验证。系统发育分析显示L. myrica与Cynipoidea总科的L. boulardi亲缘最近，分化时间约108-242百万年。基因家族扩张分析揭示了与寄生特性相关的特异性基因簇。

发育转录图谱

涵盖卵、幼虫（L1-L3）、蛹（P1-P3）、成虫及毒腺（VG）的11阶段转录组，构建了完整的发育表达谱。毒腺特异性表达基因为解析寄生效应分子提供了线索。

这项研究首次绘制了Leptopilina属的高精度基因组图谱，填补了寄生蜂基因资源空白。通过揭示重复序列扩张与基因家族进化特征，为理解宿主-寄生虫协同进化提供了分子基础。特别值得注意的是，该基因组中鉴定的毒腺特异性基因簇，为开发靶向D. suzukii的生物杀虫剂提供了候选靶点。研究成果不仅推动寄生生物学理论发展，更为农业害虫绿色防控策略的设计提供了全新视角。