昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。

浙江大学李飞教授团队发文揭示昆虫基因组大小变化的秘密

2022年8月3日,我刊编委、浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所李飞教授团队在iScience在线发表了题为“Transposons and non-coding regions drive the intrafamily differences of genome size in insects”(https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.104873)的研究论文。该研究系统地解析了现有昆虫纲基因组大小的变化规律和进化模式,研究结果对深入理解物种基因组大小的进化有着重要的意义。该研究收集和整理了1 326种昆虫的基因组大小数据,涵盖21目、155科、700属。结果显示,昆虫纲的祖先基因组大小约为1 Gb,绝大多数现代昆虫经历了较为频繁的基因组收缩与扩张,导致基因组大小发生了明显的变化。进化上更为高级的完全变态昆虫的基因组大小显著小于不完全变态昆虫。总体上,昆虫基因组大小的变化属于进化适应模型,现代昆虫基因组的大小是适应环境选择压力的进化结果。部分亲缘关系相近的昆虫的基因组大小差异较大。

昆虫科学与昆虫产业

2019年7月2~6日,第四届国际昆虫基因组学大会暨第七届国际昆虫生理生化与分子生物学学术研讨会在重庆召开。本次会议由西南大学、中国昆虫学会昆虫基因组学专业委员会、中国昆虫学会昆虫生理生化与分子生物学专业委员会共同主办,由西南大学生物学研究中心、家蚕基因组生物学国家重点实验室、农业科学研究院以及柑桔主要病虫害持续控制基础研究学科创新引智基地联合承办。会议以"昆虫科学与昆虫产业"为主题,旨在促进交流昆虫基因组学、昆虫生理生化、昆虫分子生物学研究领域的前沿研究进展,探讨害虫防治和昆虫产业方面的未来发展趋势。

研究解析棉铃虫抗菊酯类杀虫剂的分子机制

中国农业科学院深圳农业基因组研究所农业昆虫基因组学创新团队成功解析华北地区棉铃虫对菊酯类杀虫剂产生抗性的分子机制,发现了介导棉铃虫产生菊酯抗性的关键基因簇。相关研究成果发表在《通讯生物学(Communications Biology)》。

基因组学时代害虫治理的研究进展及前景

随着DNA测序技术的不断更新和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学的研究与日俱增,提高了人们对种群遗传学和进化生态学的理解和认识,促进了对重要农业害虫的适应性和致害机理的研究,为安全、有效、可持续地开展害虫综合治理提供了新思路和新手段。近两年来,全球发布的昆虫基因组数量每年可达30个。在遗传学、生态学和进化论等生命科学基本原理和方法的指导下,基因组学的研究为揭示害虫遗传变异的内在机制、生态适应性策略和种群变动规律提供了重要的数据和信息资源,同时催生了一系列害虫治理新技术和新方法的研发与应用。为了进一步促进和加强基因组时代的害虫治理研究,拓展该领域研究的广度与深度,本文就昆虫基因组的研究,昆虫与植物协同进化模式及其互作机理,昆虫免疫和抗药性分子机制,以及害虫防治新技术等方面进行了综述,旨在为了解基因组时代害虫治理的研究进展及前景提供参考,对进一步改进害虫生态控制的策略和措施也具有指导意义。

piggyBac转座子及其在转基因昆虫中的应用

piggyBac是一种从粉纹夜蛾Trichoplusiani.中分离到的、具有TTAA插入位点特异性的DNA转座子。piggyBac可在昆虫基因组中准确切离,转化频率较高,并且不受宿主因子的限制,是目前转基因昆虫研究中应用最广的转座子载体。近年来的研究发现,piggyBac类转座子广泛分布于昆虫和其他生物基因组中。文章从piggyBac的结构、转座特性、在转基因昆虫中的应用以及piggyBac类转座子的分布等几个方面综述了piggyBac的研究进展。

法医昆虫学数据库建立的思考与探讨

随着测序技术的飞速发展,积累了大量的昆虫基因组、转录组、蛋白组数据。为了有效地管理和利用这些数据,各种生物数据库应运而生。然而,目前在法医昆虫学领域内还没有可用的数据库能够对嗜尸性昆虫的生物信息资源进行整合、存储和共享。这不仅为司法实践中利用嗜尸性昆虫推定死亡时间带来了不便,而且阻碍了法医昆虫学科的发展。本文旨在探讨建立法医昆虫数据库的意义,综述国内外法医昆虫数据库的建设现状,并分析建立综合性法医昆虫学数据库所需的现实条件和应涵盖的内容,以期为相关数据库的建设提供参考。

Progress in the Researches on Insect Mitochondrial Genome and Analysis of Gene Order

Insect mitochondrial genome is a double-stranded circular genomes which range from 14 503 bp to 19 571 bp in size.Nearly all the sequenced insect mitochondrial genomes encode 37 genes:two for rRNAs,13 for proteins and 22 for tRNAs.This review compares and summarizes the features of complete mitochondrial genomes from 175 sequenced species of insects in 22 orders.The genomic organization, contents,gene order,and rearrangements of gene order are analyzed.