摘要：松材线虫病（Pine Wilt Disease, PWD）是全球森林生态系统中最具破坏性的病害之一，尤其在中国，它已经造成了数千亿元的经济损失，并直接威胁到近6000万公顷的松林资源。松材线虫病的病原为松材线虫（Bursaphelenchus xylophil
松材线虫病（Pine Wilt Disease, PWD）是全球森林生态系统中最具破坏性的病害之一，尤其在中国，它已经造成了数千亿元的经济损失，并直接威胁到近6000万公顷的松林资源。松材线虫病的病原为松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus），主要通过媒介昆虫携带松材线虫进行传播，在我国南方地区，松墨天牛是最主要的媒介昆虫。通过在福建省的长期普查发现，在诸多能够携带松材线虫的昆虫中，赤梗天牛（Arhopalus unicolor）是重要的松材线虫病潜在传播者。然而，由于缺乏高质量的基因组参考，关于该种昆虫的生态适应性和潜在控制方法的研究一直受限。
近日，福建省林业科学研究院联合福建农林大学未来技术学院等多家单位，在Nature旗下刊物《Scientific Data》（Q1, IF=5.8）上发布了赤梗天牛（Arhopalus unicolor）染色体级别的参考基因组，为理解该物种以及松材线虫携带昆虫的遗传和进化历史提供了资源，并为松材线虫病防控策略的调整提供了科学依据。
研究团队结合了Illumina、PacBio和Hi-C测序技术，成功组装了赤梗天牛的染色体级参考基因组。最终基因组大小为1268.11 Mb，GC含量为32.44%，scaffold N50值为19.30 Mb。通过BUSCO分析，基因组的完整性高达97.15%，共预测了16,450个蛋白质编码基因。此外，基因组中71.74%为重复序列，其中DNA类重复序列占比最高，达到26.50%。研究团队对预测的蛋白质编码基因进行了功能注释，96.33%的基因在多个数据库中得到了注释，包括Nr、SwissProt、KEGG和GO等。这些注释为后续的功能研究和基因调控网络分析提供了重要线索。
Genome landscape of A. unicolor. From outer to inner circles: (A) Ten A. unicolor pseudochromosomes at the Mb scale. (B) GC contents in 500 kb nonoverlapping windows. (C) Gene density across the genome in 500 kb nonoverlapping windows. (D,E) Transposable element (TE) density and N density across the genome in 500 kb nonoverlapping windows.
此外，研究团队还对赤梗天牛和松墨天牛等松材线虫携带昆虫与其他鞘翅目昆虫的基因组进行了比较，发现了一些融合和分裂事件，揭示了赤梗天牛的染色体进化历史。同时，基于比较基因组学分析，发现了三类可能的松材线虫携带的决定机制：（1）从松材线虫成功向携带天牛的水平基因转移；（2）线虫能够挟持携带天牛的呼吸作用；（3）线虫能够抑制携带天牛的几丁质合成。
Chromosome-scale synteny between A. unicolor and other Coleoptera species. (a) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and P. serraticornis (black). (b) Whole-genome synteny between
A. unicolor (in color) and P. chalceus (black). (c) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and
H. axyridis (black). (d) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and P. pyralis (black). (e) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and R. fulva (black). (f) Whole-genome synteny between
A. unicolor (in color) and T. castaneum (black). (g) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and P. japonica (black). (h) Whole-genome synteny between A. unicolor (in color) and C. septempunctata (black).
这项研究不仅为赤梗天牛的遗传学研究提供了高质量的参考基因组，还为松材线虫病的防控提供了新的思路。通过深入了解这种潜在媒介昆虫的遗传背景和进化历史，研究人员可以更好地设计针对性的防控策略，减少松材线虫病对森林生态系统的破坏。
来源：东南沿海消息通