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为解决Phytoseiulus persimilis遗传机制未明及基因组信息缺乏的问题，中国农科院植保所研究人员开展其基因组研究，成功绘制高质量染色体基因组。该成果利于探究遗传机制，优化商业捕食螨，值得科研人员一读。
在奇妙的微观世界里，有这样一群 “小卫士”，它们虽然体型微小，却在农业生产中发挥着巨大的作用，这就是捕食螨。其中，智利小植绥螨（Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot）堪称捕食螨界的明星。它是全球公认的捕食螨 “高手”，专门捕食那些危害农作物的害螨，是温室里防治害螨的主力军。
智利小植绥螨有着许多独特的本领。它虽然没有单眼或复眼，却能凭借猎物或被植食性物种诱导的植物产生的化学信号，迅速且准确地找到猎物，这就像是拥有了 “超能力嗅觉导航仪” 。而且它的发育速度快得惊人，从一颗小小的卵成长为成熟个体，竟然不到一周时间。更神奇的是，在发育早期它还能进行肢体再生，幼虫时期只有三对腿，到了前若螨阶段之后就会长出四对腿。另外，它还有一套独特的性别调控机制，前三个后代总是严格按照雄性、雌性、雌性的顺序出生。
不过，尽管智利小植绥螨本领高强，但科学家们对它的了解还远远不够。其中最大的难题就是它的遗传机制尚未完全揭示。要知道，了解遗传机制对于深入认识它的各种生物学特性至关重要，比如它是如何精准识别猎物的？肢体再生的奥秘是什么？性别调控又是怎样进行的？然而，由于缺乏高质量的基因组信息，对智利小植绥螨以及其他捕食螨的深入研究受到了极大的阻碍。就好像拼图缺少了关键的几块，整个画面的完整模样始终无法呈现。
为了攻克这些难题，中国农业科学院植物保护研究所捕食螨实验室的研究人员展开了一场基因组探索之旅。他们的研究成果发表在《Scientific Data》期刊上，论文题目是《A chromosome-level genome assembly of the predatory mite Phytoseiulus persimilis provides insights into its biology》。研究人员成功绘制出了智利小植绥螨高质量的染色体水平基因组图谱，这一成果意义非凡，为后续深入研究捕食螨的遗传机制奠定了坚实基础，也为未来商业捕食螨的产业优化带来了新的可能。
研究人员在这项研究中用到了几个关键的技术方法。首先是利用 PacBio HiFi 和 Hi-C 技术进行基因组测序与组装，就像是搭建一座复杂建筑的框架，让基因组的结构清晰呈现。然后，运用多种生物信息学工具，比如 RepeatModeler、RepeatMasker、Trinity、BRAKER 等，进行重复元件和蛋白质编码基因的注释，这些工具就像是精密的探测器，帮助研究人员发现基因组中隐藏的各种信息。
下面我们来看看具体的研究结果。
- 基因组组装：研究人员首先对智利小植绥螨进行基因组测序。他们从 800 只成年雌雄螨的混合样本中提取基因组 DNA，通过构建 Illumina 短读长 DNA 文库和 PacBio 长读长 DNA 文库进行测序。之后，利用 k-mer 分析来估算基因组大小，就像用一把特殊的尺子去测量基因组这座 “大厦” 的规模，得出其基因组大小约为 190Mb，杂合度为 1.3% 。接着，使用 Hifiasm 软件进行基因组组装，得到了一个 228.49Mb 的草图基因组。经过进一步优化，去除冗余和细菌污染序列，最终组装出的基因组大小为 214.23Mb，scaffold N50 达到 57.95Mb ，这表明组装的基因组连续性很好，就像一条完整的项链，没有太多断裂的地方。通过 BUSCO 评估，基因组的完整性高达 98.3%，意味着这个基因组图谱就像一幅几乎完整的拼图，大部分重要信息都被包含在内。
- Hi-C 辅助组装：为了让基因组的组装更加准确，研究人员利用 Hi-C 技术。他们对 Hi-C 测序数据进行质量控制，去除低质量的读段和接头，然后将清洗后的数据比对到之前组装的 contig 上，通过 HiC-Pro 和 Yahs 等工具建立染色体间的相互作用关系，并利用 Juicebox 软件进行人工检查。最终，大约 88.91%（190.48Mb）的碱基成功锚定到了 4 条假染色体上，这一结果与之前核型研究的结果一致，为基因组搭建起了更加稳固的 “骨架”。
- 重复元件和蛋白质编码基因注释：研究人员构建了一个全新的重复序列文库，使用 RepeatMasker 软件在基因组中寻找重复序列。结果发现，重复序列占基因组的 27.59%（59.10Mb） ，这些重复序列就像基因组中的 “小插曲”，有着不同的类型，如 SINEs、LINEs、LTR 元件等。在注释蛋白质编码基因时，研究人员采用了转录组预测、同源性预测和从头预测三种策略，就像从不同角度去探索一座神秘的城堡。通过这些方法，他们共预测出 15,847 个蛋白质编码基因，其中 12,344 个基因成功进行了功能注释。这些基因就像是城堡里的各种 “小助手”，各自承担着不同的功能，维持着智利小植绥螨的生命活动。
综合这些研究结果，研究人员成功获得了高质量的智利小植绥螨染色体水平基因组。这个基因组的成功绘制，为深入研究智利小植绥螨的遗传机制打开了一扇大门。通过对基因组的分析，科学家们可以进一步探究它独特生物学特性背后的遗传密码，比如寻找与猎物识别、肢体再生和性别决定相关的基因，了解这些基因是如何发挥作用的。这不仅有助于揭示捕食螨类的生物学奥秘，还为未来利用遗传技术优化商业捕食螨提供了理论依据。想象一下，未来或许可以通过调整捕食螨的基因，让它们变得更加强大，更有效地控制害螨，减少农药的使用，为农业生产带来更加绿色、环保的解决方案。这一研究成果就像是一把钥匙，开启了捕食螨遗传研究的新篇章，为农业生物防治领域带来了新的希望和无限可能。
