近日,由該院動(dòng)物研究所康樂院士領(lǐng)銜,深圳華大基因研究院和中科院北京生命科學(xué)研究院等單位參與的一項(xiàng)研究,成功破譯了飛蝗的全基因組序列圖譜,這是迄今人類破譯的最大動(dòng)物基因組?;诨蚪M信息,科學(xué)家們還揭示了飛蝗食性、遷飛和群聚的奧秘。
飛蝗是世界性的重要農(nóng)業(yè)害蟲,在過去近百年中,各國科學(xué)家一直致力于揭示蝗災(zāi)爆發(fā)的機(jī)制??禈费芯拷M采用新一代測(cè)序技術(shù),發(fā)展了組裝超大基因組的生物信息方法,對(duì)飛蝗基因組進(jìn)行了測(cè)序、組裝、注釋等,獲得迄今人類破譯的最大動(dòng)物基因組——飛蝗基因組圖譜。
科研人員發(fā)現(xiàn),與其他已測(cè)序的昆蟲物種相比,飛蝗基因組中參與脂肪酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過程的許多基因家族發(fā)生明顯擴(kuò)增現(xiàn)象。而脂肪酸是大多數(shù)長(zhǎng)距離遷飛昆蟲的能量物質(zhì)。這就很好地解釋了飛蝗擁有卓越飛行能力的遺傳基礎(chǔ)。
蝗蟲的大規(guī)模群居是成災(zāi)的主要原因,群居型和散居型之間的轉(zhuǎn)變是昆蟲學(xué)中的一大奧秘??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)飛蝗調(diào)控神經(jīng)可塑性的基因在表達(dá)量、DNA甲基化以及可變剪切方面都有明顯的變化。這些基因可能在控制飛蝗形成大的群體過程中發(fā)揮重要的功能。
飛蝗基因組圖譜的繪制成功,讓開發(fā)更高效、低毒的新型農(nóng)藥成為可能??茖W(xué)家們接下來的工作之一,就是研制干擾飛蝗群居行為的行為調(diào)節(jié)劑。目前,科研人員已通過生物信息學(xué)的方法,預(yù)測(cè)了51個(gè)潛在的藥物靶點(diǎn)基因,用于后續(xù)藥物篩選工作。