我院李钢教授团队在Communications biology期刊发表了题为“A comparative genomic analysis at the chromosomal-level reveals evolutionary patterns of aphid chromosomes”的研究论文,揭示蚜科物种复杂的核型演化历史。该论文的唯一一作是李钢教授团队2024届硕士研究生黄琛。
基因组重排是进化的主要驱动力，促进了生物多样性。蚜虫是一种具有高度物种多样性的农业害虫，表现出快速的染色体进化和多样化的核型。这些变异被归因于它们独特的全中心染色体和孤雌生殖，尽管这一假设面临着审查。在这项研究中完成了金银花蚜虫（Semiaphis heracli）的染色体水平参考基因组组装，并进行了比较基因组分析，揭示了蚜虫不同谱系之间的染色体进化率与其物种多样性呈正相关。蚜虫X染色体经历了频繁的染色体内重组，而常染色体则表现出加速的染色体间重组。此外，考虑到染色体间和染色体内重排，常染色体重排率的增加可能在蚜虫中很常见。研究发现，DNA转座因子和短散布核因子（SINE）的扩增，加上与核型不稳定相关的基因丢失和复制（如RIF1、BRD8、DMC1和TERT），可能在蚜虫染色体进化中起着至关重要的作用。此外的分析表明，金银花蚜虫解毒基因家族的突变和扩增可能是适应宿主植物化学防御的关键因素。该项研究结果为蚜虫的染色体进化模式和解毒基因家族进化提供了新的见解，有助于理解物种多样性和适应性进化。
李钢教授、中国医学科学院药用植物开发研究所郭昆研究员和我院任彦栋副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中央高校基本科研基金的支持。
原文链接： https://www.nature.com/articles/s42003-025-07851-0
