差異大！蝴蝶基因組 大小差異高達(dá)6.4倍之多

蝴蝶因其形態(tài)多樣性，自達(dá)爾文時(shí)代就作為研究物種適應(yīng)性進(jìn)化的重要類群之一，近幾年更被認(rèn)為是研究形態(tài)遺傳、進(jìn)化和發(fā)育的理想模型，并成為發(fā)育生物學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、種群遺傳學(xué)、保護(hù)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)等研究領(lǐng)域的重要模式生物之一。記者近日從中科院昆明動(dòng)物研究所獲悉，該所進(jìn)化基因組學(xué)與基因起源研究組在進(jìn)行蝴蝶基因組大小進(jìn)化方面的研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同科屬之間，竟存在很大差異。

此前，昆明動(dòng)物研究所李學(xué)燕副研究員帶領(lǐng)的昆蟲研究團(tuán)隊(duì)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的基因編輯，并以蝴蝶為例首次實(shí)現(xiàn)野生昆蟲的基因編輯。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)于2017年啟動(dòng)了蝴蝶譜系基因組計(jì)劃。作為蝴蝶譜系基因組計(jì)劃的第一步和基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)利用流式技術(shù)測(cè)定了涵蓋中國(guó)分布所有科和幾乎所有亞科共67種蝴蝶的基因組DNA含量，并利用二代測(cè)序技術(shù)，對(duì)其線粒體基因組進(jìn)行組裝，其中1個(gè)亞科23屬59種的線粒體基因組為首次報(bào)道。結(jié)合公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的基因組大小和線粒體基因組數(shù)據(jù)，他們構(gòu)建了6科29亞科145屬264種蝴蝶的蝴蝶系統(tǒng)發(fā)育樹，并在此系統(tǒng)發(fā)育框架上探討了6科24亞科71屬共106種蝴蝶基因組大小的進(jìn)化。

研究結(jié)果表明，蝴蝶的基因組大小(一個(gè)基因組中所擁有的DNA含量，一般以重量計(jì)算)在蛺蝶科0.203皮克到鳳蝶科的1.287皮克之間，差異達(dá)6.4倍之多。而科內(nèi)差異最大的是鳳蝶科達(dá)5.9倍，其次是蛺蝶科達(dá)4.8倍，其余粉蝶科為4.4倍、灰蝶科為2.6倍、弄蝶科為2.2倍、蜆蝶科為1.8倍。

研究還表明，蝴蝶的祖先基因組大小約為0.5皮克，不同亞科或族的某些祖先基因組大小的增減事件，導(dǎo)致了現(xiàn)生蝴蝶基因組大小的多樣性變異。這些研究結(jié)果不僅為蝴蝶基因組大小的進(jìn)化提供了新見解，而且也為未來的基因組測(cè)序計(jì)劃提供了重要的參考。研究成果以《蝴蝶基因組大小的變異(昆蟲綱，鱗翅目，蝶總科)：徹底的系統(tǒng)發(fā)育比較》為題，在線發(fā)表在昆蟲學(xué)期刊《系統(tǒng)昆蟲學(xué)》上。(記者趙漢斌通訊員趙若蘋)

關(guān)鍵詞： 蝴蝶基因組