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昆明动物所发布碧凤蝶染色体水平基因组

2019-11-12 昆明动物研究所
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  蝴蝶因其丰富的形态多样性,自达尔文时代就作为研究物种适应性进化的重要类群之一,近几年更被认为是研究形态遗传、进化和发育的理想模型,已成为发育生物学、进化生物学、种群遗传学、保护生物学和生态学等研究领域的重要模式生物之一。凤蝶科是具有重要进化地位的蝴蝶支系,其丰富的色彩和形态等多样性是昆虫生态与进化研究的主题。

  中国科学院昆明动物研究所科研团队在2015年完成所有蝴蝶模式种金凤蝶及其近缘种柑橘凤蝶两种凤蝶基因组(Li et al., 2015, Nature Communications)的基础上,对广泛分布在东亚、南亚以及东南亚并对体色进化及物种分化具有重要研究意义的碧凤蝶Papilio bianor Cramer, 1777进行了基因组研究。运用三代长读长测序技术(PacBio),结合高通量染色体构象捕获(Hi-C)技术,成功地组装了碧凤蝶染色体(29条常染色体和1条性染色体)水平的基因组,这是首个利用Hi-C技术完成的染色体水平的蝴蝶基因组。该基因组总长约为421.52 Mbcontig N50scaffold N50分别高达5.50 Mb12.51 Mb。基因组注释的结果表明碧凤蝶基因组大小的一半以上为重复序列(233.09 Mb, 55%),是所有已发表的蝴蝶基因组中重复序列最高的基因组。注释到的蛋白编码基因共15375个。利用4D位点以及直系同源基因构建的进化树提示凤蝶属起源于39-57百万年之间,碧凤蝶与柑橘凤蝶和金凤蝶的分歧时间在23-35百万年之间。通过PSMC对碧凤蝶的历史种群动态进行分析结果显示,碧凤蝶种群从最近的一次间冰期开始增加,直至末次盛冰期为止,这与先前对其他昆虫的研究结果一致。碧凤蝶染色体水平的参考基因组不仅为研究碧凤蝶特殊生物学特性的遗传和分子机制奠定了基础,也为凤蝶乃至整个蝴蝶资源开发和生物多样性保护提供了基础资料。

  该成果是在昆明动物所副研究员李学燕带领的昆虫研究团队潜心专研下取得的,Chromosomal-level reference genome of Chinese peacock butterfly (Papilio bianor) based on third-generation DNA sequencing and Hi-C analysis 为题,于114日在GigaScience发表。李学燕是文章的第一通讯作者。

  该研究得到国家自然科学基金项目(31621062)中科院战略性先导科技专项(B类)(XDB13000000)和“西部青年学者”项目(A类)等的支持。

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打印 责任编辑:叶瑞优

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