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华大基因公布“粮食杀手”草地贪夜蛾染色体级别基因组

2019-06-19 09:26:28  来源:新京报  作者:林子
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  新京报讯(记者 林子 康佳)自今年年初以来,一只飞蛾的迁徙引起了国内农业部门高度紧张。

  6月4日凌晨,农业农村部发布《关于做好草地贪夜蛾应急防治用药有关工作的通知》显示,草地贪夜蛾2019年1月由东南亚侵入我国云南、广西,目前已在18个省(区、市)发现,严重威胁我国农业及粮食生产安全。

  6月18日,华大基因发布消息称,深圳华大生命科学研究院和云南农业大学共同牵头,联合中国科学院动物研究所、广东省农科院、青岛农业大学等多个单位共同成立研究小组,对入侵中国的草地贪夜蛾进行全基因组测序研究,并于近日完成了基因组构建,全球首次公布了草地贪夜蛾的高质量染色体水平的基因组。

  华大基因方面表示,研究组目前正在开展针对草地贪夜蛾的进一步研究,包括进一步的抗农药分子机制研究等,同时研究组也希望同国内更多相关的科研院所进一步开展合作,充分发掘、利用基因组数据,推动草地贪夜蛾的科学防治,提高防治效率,降低其可能造成的危害。

  据了解,草地贪夜蛾是联合国粮农组织全球预警的跨国界迁飞性农业重大害虫,已经对全球近100个国家和地区造成了农作物危害。

  2019年1月,该物种由东南亚侵入我国云南、广西,目前已在18个省(区、市)被发现,覆盖我国200余万亩粮食产区。此外,草地贪夜蛾繁殖能力是一般害虫的2-5倍,且迁移能力极强,成年的草地贪夜蛾一晚能飞行100公里,加上季风因素对其迁移速度的助推,当前已经在全国形成了迅猛扩展之势。

  同时,由于在当前的防治过程中发现,草地贪夜蛾有明显的抗药性,而我国目前还没有防治该害虫的登记农药,因此草地贪夜蛾已对我国当前的农业及粮食生产安全造成了严重威胁。我们亟须通过包括基因组学在内的前沿科学研究,加深对该物种的认识,从而找到根源上防治该入侵物种的关键路径。

  今年5月,针对草地贪夜蛾的迅速发展态势,国内多个单位共同成立研究小组,迅速开展了样本采集和基因测序工作。

  6月13日,新京报记者从农业农村部了解到,农业农村部召开全国草地贪夜蛾防控工作推进落实视频会议。农业农村部部长韩长赋在会上强调,各级农业农村部门要把防控草地贪夜蛾作为当前农业农村工作的大事要事急事来抓,全面监测预警,及时有效处置,确保草地贪夜蛾不大规模迁飞、不大面积连片成灾,坚决打赢草地贪夜蛾防控攻坚战,全力保障粮食和农业生产安全。

  基于华大集团旗下华大智造自主研发的基因测序仪(MGISEQ-2000),研究组在获得样品之后4天内完成了单管长片段全基因组测序(stLFR技术)以及染色体构象捕获测序(Hi-C),并在两周内完成了数据分析,完成全球首个草地贪夜蛾染色体级别的基因组组装,无论在基因组完整性还是基因集的完整性上,均超过了当前已有成果。同期完成全基因组测序的有采自云南和广东的草地贪夜蛾各两只,公布的数据包括了一雌一雄两只蛾的完整基因组数据,整体数据量超过了1.5 Tb。

  虽然联合研究组制订的整体研究计划还在进一步开展中,目前在基因组测序方面取得的进展已经为该害虫的防治工作提供了一定的可借鉴信息。

  在构建的草地贪夜蛾基因组上,研究团队在该物种的12516个基因家族发现了细胞色素p450和谷胱甘肽巯基转移酶两个基因家族严重扩张,其中细胞色素p450基因家族与解毒功能密切相关,推测主要控制其高度杂食性,而谷胱甘肽巯基转移酶基因家族与抗药性密切相关,推测主要驱动其农药抗性。

  新京报记者 林子 康佳 编辑 刘晓阳 校对 付春愔

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