生科院冯启理教授研究团队在《Nature》子刊《 Nature Ecology and Evolution》上发表研究成果

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北京时间9月25日，《Nature》子刊《Nature Ecology and Evolution》（自然•生态学与进化）在线发表了我校冯启理教授研究团队与中国、日本、印度、法国、美国、比利时和泰国等7个国家科学家共同开展和完成的国际合作项目的研究成果《Genomic adaptation to polyphagy and insecticides in a major East Asian noctuid pest》（一种主要的东亚夜蛾科害虫对多食性和杀虫药的基因组适应性）。（DOI：10.1038/s41559-017-0314-4）

斜纹夜蛾(Spodoptera litura)属于鳞翅目夜蛾科昆虫，是一种主要分布于热带和亚热带的典型多食性和暴食性的重要农业害虫，主要分布在东南亚国家和地区，危害油菜、甘蓝、花椰菜、白菜、萝卜等十字花科，以及茄科、葫芦科、豆科等100多科300多种农作物，具有高繁殖力和生长周期短等特征，并对多种农药产生严重的抗药性，对农作物尤其是蔬菜造成巨大的损失。长期以来科学家一直试图解释斜纹夜蛾多食性和暴食性以及抗药性的遗传适应性机理以及其在东亚地区的分布性。2013年，冯启理教授实验室与中国西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室、日本国立农业生物科学研究院、印度DNA指纹和诊断中心、印度农业研究院、印度遗传工程与生物技术国际研究中心共同发起了斜纹夜蛾基因组测序国际合作项目（Sl-IGP)  ，开展对斜纹夜蛾全基因组进行序列测定和分析，从基因组和功能基因组的角度解释斜纹夜蛾多食性和暴食性及抗药性的遗传适应性机理。

历时五年的研究对斜纹夜蛾的全基因组进行了测序分析，遗传进化分析，比较基因组学和功能基因组学分析。研究人员首先构建了20多个世代的斜纹夜蛾自交品系，采用单个体基因组样本和全基因组鸟枪法（WGS），对斜纹夜蛾全基因组进行了测序和组装，获得了3597条Scaffold序列，采用简化基因组测序（RAD-seq）策略，构建高密度分子遗传图谱，组装获得了包括31条染色体和4亿多个碱基的438Mb的斜纹夜蛾全基因组精细图谱。基因注释获得了15317个编码蛋白质的基因。比较基因组分析揭示，其化学物质感受、解毒及杀虫剂抗性等相关基因相对于寡食性昆虫的拷贝数显著增加。对印度、日本、中国热带和亚热带等地区的害虫群体遗传学分析显示，斜纹夜蛾从印度中部起源，迁移到中国南部，再从中国南部向北和日本迁移演化，具有广泛的基因交流，表明斜纹夜蛾是长距离迁徙扩张和适应性很强的农业害虫。与单食性和寡食性昆虫相比，其基因组中味觉受体蛋白基因和解毒酶基因（包括细胞色素P450，羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶等）大规模扩增是其对多种宿主植物毒性化合物高度适应性的重要原因。研究结果为解析斜纹夜蛾多食性、暴食性和抗药性及演化提供的遗传解释，并为该害虫的生物防治技术提供理论指导。

该成果由7个国家的11个研究机构的科学家共同完成，西南大学为第一完成单位，我校为第四完成单位，冯启理教授是共同通讯作者之一，黄立华教授是共同第一作者之一，硕士研究生陈郁惠参加了该研究。该重要成果的取得反映了我院在高水平大学学科建设、科学研究、国际交流合作等方面取得了新的进展。