2019-06-20・Array

2019-06-20・Array
DNA被看光 秋行軍蟲好日子到頭

陸完成基因組分析 掌握習性、抗藥性及遷飛路線

大陸自今年1月首次在雲南普洱江城發現秋行軍蟲後,如今蟲災已經席捲半壁江山。為有效遏止與了解蟲害,大陸科學院院士、華大基因學院院長楊煥明的團隊5月中開始一項研究,最後僅花了25日時間,完成全球首次對秋行軍蟲染色體級別的DNA測序與組裝,將有助於大陸了解蟲害的樣本類型、遷飛路線等資訊。
華大生命科學研究院數位化地球研究所副所長劉歡指出,團隊在5月21日13時接到任務後,到聯繫採樣僅花30分鐘,2小時候就確定計畫的實施方案與樣本來源,隔日就立即到廣州採到樣本,同日來自雲南的樣本也送到深圳,當天就開始DNA提取等工作。

大陸率先完成秋行軍蟲染色體基因組測序和組裝。(截圖自YouTube)
大陸率先完成秋行軍蟲染色體基因組測序和組裝。(截圖自YouTube)

共發現12萬種基因家族

劉歡表示,接到任務後第10日就完成物種鑑定與第一版的雌雄兩個基因組組裝;第15日完成組裝補洞,並開始基因組註釋(Genome annotation);第25日也就是6月15日就在論文預印本線上平台BioRxiv上發表,公布秋行軍蟲2個染色體水平的基因組,確定入侵大陸的秋行軍蟲亞型和可能來源。
整個計畫由楊煥明領導,在雲南農業大學、華大基因、大陸科學院動物研究所、大陸農業科學院等單位合作下,動用所有資源,分析大陸全國與美國的樣本後,完成了1雌1雄2個染色體水平的基因組組裝。
劉歡指出,研究中透過基因組註釋發現超過12萬個基因家族;透過與8個近緣鱗翅目物種進行基因組分析,發現有2個嚴重擴張的基因家族,意味著秋行軍蟲的某些功能較強,這點也許能為秋行軍蟲的雜食性、抗藥性提供研究基礎。
劉歡表示,研究人員透過分析秋行軍蟲的亞型,發現在大陸的族群有玉米型和雜合水稻型2種類型;研究確定秋行軍蟲的入侵來源有來自非洲,但仍不排除其他地區。
楊煥明指出,秋行軍蟲的基因組解讀,對研究牠的亞型、耐藥性和長期防控有重大意義,同時也能了解其遺傳機制、入侵的樣本類型、遷飛路線、基因防禦技術等。

大陸率先完成秋行軍蟲染色體基因組測序和組裝。(截圖自YouTube)
大陸率先完成秋行軍蟲染色體基因組測序和組裝。(截圖自YouTube)

已上傳陸國家基因庫

目前秋行軍蟲的基因組數據已經上傳至大陸國家基因庫,並在大陸核酸序列歸檔系統(CNSA)數據平台建檔,供全球研究者下載與使用。
另一方面,大陸農業科學院深圳農業基因組研究所17日指出,遷飛入大陸境內的秋行軍蟲經研究後,可能來源於美國佛羅里達州的族群。
該所研究員、農業昆蟲基因組學創新團隊首席科學家蕭玉濤指出,此研究是該所聯合大陸農科院植物保護研究所、大陸全國農業技術推廣服務中心共同完成。
研究團隊對大陸13省、131縣市的318份秋行軍蟲樣本進行群體生物型分子鑑定,得出上述結論。蕭玉濤說,透過了解秋行軍蟲的來源,有助於解析其食習性、抗藥性以及遷飛路線。
(記者/賴志昶)

小靈通 DNA測序
指分析特定DNA片段的鹼基(base)序列,可用於確定任何生物的單個基因的序列、較大的遺傳區域以及完整的染色體或整個基因組。快速的DNA測序方法的出現,推動了生物學和醫學的研究和發現。隨著技術進步,越來越多生物被測序。自1995年以來已經有超過150個基因組被解密,將近每個星期有新的物種添加進來。(賴志昶)