在與害蟲的無聲較量中，人類正面臨著一場前所未有的智慧博弈。當傳統農藥逐漸失效，綠色防控技術亟待突破，破譯害蟲的基因密碼成了獲勝的關鍵所在。

　　高質量的基因組圖譜，如同一張“地圖”，為開發新的綠色防治手段，靶標的精準發現與定位提供了關鍵指引。然而，如何繪制一張準確、完整的“地圖”？這場關乎生態平衡的攻防戰，科研人員找到了破局之道。

　　12月3日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所研究員王桂榮課題組聯合崔鵬課題組在國際學術期刊《自然·通訊》上發表研究論文，研究以“果蔬殺手”橘小實蠅為研究對象，成功構建了在小個體高雜合害蟲中最完整的基因組圖譜，并在Y染色體區域和氣味受體基因家族進行了潛在綠色農藥分子靶標挖掘與驗證。

　　橘小實蠅，因其食性雜、寄主廣、繁殖力強，被稱為果蔬界的“頭號殺手”。想要“看清”它們，并不是一件容易的事。與大多數農業害蟲一樣，橘小實蠅的體長僅有8毫米，是典型的小個體農業害蟲，小體型決定了其能夠提供的DNA起始量有限，單個橘小實蠅能提取的DNA含量僅有1微克，無法達到傳統測序建庫至少需要5微克DNA的要求。

　　“橘小實蠅的基因組高度雜合，這意味著‘地圖’上存在多個高度相似的地點，如何辨別并正確標識它們是決定‘地圖’好壞的關鍵。”王桂榮說。

　　近年來，科研人員陸續發布了多個橘小實蠅基因組版本，然而，這些基因組大多基于混合個體組裝，尤其是在中心粒、性染色體這些富含重復的基因序列區域有較多的“盲區”，最后得出的“地圖”并不算完美。

　　論文共同第一作者、中國農業科學院深圳農業基因組研究所副研究員劉偉說，理想情況下，從染色體一端的端粒到另一端的端粒應該連續完整，但此前發布的基因組序列中由于重復DNA序列或未知基因組區域產生了多處空白。

　　“這就像一幅關鍵區域缺失或模糊不清的地圖，雖然我們能看清大致的輪廓分布，但關鍵的地標信息卻丟失了。”劉偉說。

　　他告訴記者，這些空白嚴重限制了我們對橘小實蠅生物學特性的深入理解。例如，其強大的環境適應性和抗藥性可能就隱藏在這些重復序列構成的“盲區”之中，而開發高效的綠色防控技術也迫切需要一份能清晰標注“關鍵位置信息”的“完整地圖”。

　　科研團隊提出了一種新的組裝策略。他們以單個體雄蟲的測序數據作為基本骨架，整合群體測序數據，利用不同的測序技術相互補充。

　　這是一個不同尋常的選擇。

　　論文共同第一作者、中國農業科學院深圳農業基因組研究所副研究員林強說，在以往的研究中，由于技術限制，科研人員常常需要將不同個體昆蟲混合在一起，以達到傳統測序所需的DNA量。有時，為了降低分析難度，會特意選擇遺傳背景更簡單的雌蟲。但這就像把許多張相似但不完全一樣的地圖碎片混在一起拼圖，最終拼出的地圖會充滿重疊的“重影”，模糊不清。

　　“更重要的是，這種方法會完全丟失只有雄蟲才擁有的Y染色體地圖，而這部分信息對于理解雄性發育和開發針對雄蟲的防控技術至關重要。”林強說。

　　科研團隊在單體雄蟲的基礎上，成功組裝出了接近600Mb、中心粒和端粒區域較為完整，并包含性染色體的T2T級別基因組。

　　與其他橘小實蠅基因組參考版本相比，新的基因組“地圖”首次實現了從端粒到端粒的無缺口完整覆蓋，填補了以往基因組中高度重復的復雜區域留下的空白。

　　這張高清基因“地圖”給科研團隊帶來了驚喜發現：橘小實蠅的中心粒區域由3種不同類型的衛星DNA組成，呈現出從中心區向兩端異質性逐漸遞減的分布規律；首次在Y染色體上鑒定到一個在雄蟲全組織表達的ATP合成酶β亞基基因，推測與雄蟲生命活動的高能需求相關；發現了新的氣味受體基因。

　　論文共同通訊作者、中國農業科學院深圳農業基因組研究所研究員崔鵬說，該研究挖掘出了Y染色體特異性基因和氣味受體等潛在的綠色防控技術靶標，為害蟲綠色防控技術的研發與優化提供了高質量參考基因組資源。

　　中青報·中青網記者 邱晨輝 來源：中國青年報

　　2025年12月08日 07版