扬子晚报网11月18日讯（记者 梅建明）近日，由南京农业大学国家大豆改良中心的邢光南副教授主导并首次成功组装和注释了我国重要经济昆虫豆天蛾基因组。这一成果，不仅让人们对豆天蛾的理解达到了一个全新高度，也为后续了解豆天蛾发育过程中复杂的调控机制、优化豆天蛾的人工养殖技术提供了宝贵的数据资源。
图为今年暑假期间，邢光南副教授与学生在田间交流讨论豆天蛾养殖专用品种筛选方法
据介绍，豆天蛾，其幼虫又名豆丹，原是农民口中所称的危害大豆的大青虫、大害虫。然而，因豆天蛾营养价值高，含有多种人体必需氨基酸，可作为优质蛋白来源。随着经济发展以及人们对健康饮食的关注，豆天蛾需求越发旺盛，其人工养殖也快速兴起，并已成为江苏连云港等地区的重要美食。
图为豆天蛾基因组特性
邢光南副教授告诉扬子晚报紫牛新闻记者，在研究中，他萌发了探索豆天蛾基因组的想法。2023年10月，他带领颜宇璐等研究生团队开始了豆天蛾基因组组装、注释的工作。团队收集了五龄豆天蛾幼虫，用作基因组测序组装的实验对象。通过结合PacBio HiFi、Hi-C技术，首次组装了豆天蛾高质量染色体水平基因组。组装的基因组大小为477.45百万碱基对（Mb），contig N50为17.43 Mb。经过Hi-C搭建后，contigs被组装到29条染色体上，挂载率为99.61%。该基因组通用单拷贝同源基因基准完整性为99.49%，意味着几乎所有的重要基因都已经被正确识别。基因组包含252.16 Mb的重复元件和14,214个蛋白质编码基因。这些信息对于理解豆天蛾的生物学特性至关重要。通过比较豆天蛾与烟草天蛾的基因组发现两者具有很强的共线性，烟草天蛾28号染色体与豆天蛾15号和29号染色体之间发生过染色体间分裂或融合。而比较豆天蛾与家蚕的基因组，发现豆天蛾染色体与家蚕染色体共线性程度较低，即染色体间融合和断裂的现象更频繁。
此外，该研究团队还注释了一条环化且完整的线粒体基因组序列，长度为15,417 bp。线粒体是细胞的能量工厂，这条完整的线粒体基因组为研究豆天蛾的能量代谢提供了重要线索。该文发表于Scientific Data. 2024, 11: 1062。本次组装的豆天蛾基因组，将为豆天蛾的深入研究，以及豆天蛾养殖技术的优化提供新思路、新方案。该课题组前期研究结果 显示春播高感大豆品种南农89-29，种植密度1万株/亩，在大豆V6期挂卵，挂卵密度1.7万粒/亩，可获得豆天蛾幼虫产量174斤/亩。
图为从外环到内环依次显示的是染色体长度分布、GC含量、基因密度以及转座元件（DNA转座子、SINE、LINE和LTR）的分布
不久前，在邢教授等专家的指导下，南京农业大学农学院学生石一涵等组建了豆天蛾暑期社会实践团，赴淮安、连云港等地围绕豆天蛾养殖情况展开实践调研，为解决豆天蛾人工养殖中的难养、低产问题提出解决方法，积极促进当地相关产业的健康发展。
校对 陶善工