染色体水平基因组组装揭示微红盘绒茧蜂（Cotesia ruficrus）的遗传奥秘与生物防治潜力

《Scientific Data》：Chromosome-level genome assembly of an endoparasitoid Cotesia ruficrus

为解决微红盘绒茧蜂（Cotesia ruficrus）缺乏高质量基因组数据的问题，研究人员开展了对其进行染色体级基因组组装的研究。结果得到约 185.3 Mb、含 10 条染色体的基因组，注释出 14,001 个基因。这为生物防治和进化研究提供重要资源。

　　在农业生态系统中，害虫的肆虐常常让农作物遭受重创，严重影响着粮食产量和质量。微红盘绒茧蜂（Cotesia ruficrus）作为许多重要农业害虫蛾类的群居性幼虫内寄生蜂，在害虫生物防治方面潜力巨大，比如它能有效控制源自美洲热带和亚热带、已扩散到亚非多地且取食超 300 种植物的草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda） 。然而，尽管此前已有 8 个茧蜂属（Cotesia）基因组被报道，但微红盘绒茧蜂高质量的基因组数据却一直缺失，这极大限制了对其遗传机制、与宿主互作机制的深入了解，也阻碍了它在生物防治中更高效地应用。

为填补这一空白，浙江大学生命科学学院昆虫科学研究所的研究人员勇挑重担，开展了对微红盘绒茧蜂染色体级基因组组装的研究。他们成功完成了微红盘绒茧蜂的染色体级基因组组装，该研究成果发表在《Scientific Data》上。这一成果意义非凡，不仅为深入探究微红盘绒茧蜂适应不同宿主的遗传机制和进化驱动因素提供了宝贵资源，也为制定更有效、可持续的农业害虫生物防治策略奠定了坚实基础。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过饲养微红盘绒茧蜂获取样本，提取其 DNA 和 RNA。利用 PacBio HiFi 测序技术获取高质量长读长序列，Hi-C 测序技术将支架锚定到染色体。采用 k-mer 分析估计基因组大小，使用多种软件进行基因组组装、纠错和注释。

在研究结果方面：

• 基因组特征：通过 k-mer 分析，估计基因组大小约为 172.9 Mb，最终组装得到约 185.3 Mb 的基因组，其中 95.55% 的序列成功锚定到 10 条染色体上，还包含 209 个未锚定支架，支架 N50 长度达 15.81 Mb 。经 BUSCO 评估，基因组完整性得分高达 99.27%，这表明所组装的基因组质量极高。
• 重复元件：研究发现基因组中重复元件约为 79.2 Mb，占基因组的 42.73% 。其中，散布重复序列占 39.27%，串联重复序列占 1.15%。DNA 转座子在散布重复序列中含量丰富，对基因组进化意义重大，它可引发染色体重组和遗传创新。
• 基因预测与注释：综合转录组、同源性和从头预测等多种方法，研究人员在微红盘绒茧蜂基因组中成功预测出 14,001 个基因。这些基因平均外显子数为 4.5，平均长度为 5,195 bp，编码序列（CDS）平均长度为 328 bp，内含子平均长度为 1,039 bp 。通过多个数据库注释，62.78% 的基因被注释到 Uniprot 数据库，7,364 个基因被分配到 GO 术语，3,998 个基因映射到至少一个 KEGG 通路。

研究结论表明，此次研究成功构建了微红盘绒茧蜂高质量的染色体级基因组，丰富了茧蜂属的基因组数据集，为后续深入开展比较进化研究提供了有力支撑。从应用角度看，该基因组资源为进一步挖掘与宿主识别、寄生相关的功能基因创造了条件，有望助力开发更精准、高效的生物防治策略，从而提升农业害虫治理水平，减少化学农药使用，保护生态环境。在未来研究中，可以基于这些基因深入探究其在寄生过程中的分子机制，挖掘更多潜在的生物防治靶点，推动生物防治技术的创新与发展，为农业可持续发展保驾护航。