科技日報通訊員 趙若蘋 記者 趙漢斌
鳳蝶科是具有重要進化地位的蝴蝶支系，因其豐富的色彩和形态等多樣性，是昆蟲生态與進化研究的熱門主題。記者19日從中科院昆明動物研究所獲悉，該所進化基因組學與基因起源研究組近日釋出了中華碧鳳蝶染色體水準基因組。根據所建構的進化樹提示，這種美麗的物種竟起源于約五千萬年前。
中科院昆明動物研究所進化基因組學與基因起源研究組圖
蝴蝶因其豐富的形态多樣性，自達爾文時代就作為研究物種适應性進化的重要類群之一，近幾年更被認為是研究形态遺傳、進化和發育的理想模型，已成為發育生物學、進化生物學、種群遺傳學、保護生物學和生态學等研究領域的重要模式生物之一。
李學燕副研究員介紹，研究組曾在2015年完成所有蝴蝶模式種金鳳蝶及其近緣種柑橘鳳蝶兩種鳳蝶基因組的基礎上，對廣泛分布在東亞、南亞以及東南亞并對體色進化及物種分化具有重要研究意義的碧鳳蝶進行了基因組研究。他們運用三代長讀長測序技術，結合高通量染色體構象捕獲技術，成功地組裝了碧鳳蝶染色體水準的基因組，共有29條常染色體和1條性染色體。這也是首個利用高通量染色體構象捕獲技術完成的染色體水準的蝴蝶基因組，其總長約為421.52 Mb。基因組注釋的結果表明，這是所有已發表的蝴蝶基因組中重複序列最高的基因組，注釋到的蛋白編碼基因共15375個。
研究人員利用4D位點以及直系同源基因建構的進化樹還提示，鳳蝶屬起源于3900萬年至5700萬年之間，它與柑橘鳳蝶和金鳳蝶的分歧約在兩至三千萬年間。通過對碧鳳蝶的曆史種群動态進行分析結果顯示，碧鳳蝶種群從最近的一次間冰期開始增加，直至末次盛冰期為止，這與先前對其他昆蟲的研究結果一緻。
碧鳳蝶染色體水準的參考基因組不僅為研究碧鳳蝶特殊生物學特性的遺傳和分子機制奠定了基礎，也為鳳蝶、乃至整個蝴蝶資源開發和生物多樣性保護提供了基礎資料。此項研究以“基于第三代DNA測序和Hi-C分析的中華碧鳳蝶染色體水準參考基因組”為題，發表在華大基因大資料期刊GigaScience上。