图：马尾松毛虫生活史。（a）卵，（b）幼虫，（c）蛹，（d）成虫雌

近日，中国林科院专家在《分子生态资源》杂志在线发表重要成果：松树重要食叶害虫马尾松毛虫染色体级别基因组，成功构建出包含30条染色体的马尾松毛虫高质量基因组。这是枯叶蛾科昆虫的首次基因组解析，将为马尾松毛虫和其他枯叶蛾科昆虫的功能和进化研究提供重要依据。
马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus）是我国发生范围最广、危害面积最大的针叶林食叶害虫，其幼虫取食松针，爆发期间连片松林在数日内被蚕食精光，远看枯黄、焦黑，如同火烧一般，常被称为“不冒烟的森林火灾”，给林业生产造成重大经济损失。马尾松毛虫在不同灾害发生阶段具有不同的生理特征，吸引了很多研究人员从寄主、生活环境等方面对松毛虫周期性暴发机制进行了研究，但从松毛虫内部分子机理探索其成灾机理目前还鲜有报道。

图：马尾松毛虫染色体水平组装。(a)马尾松毛虫Hi-C热图。(b)马尾松毛虫与斜纹夜蛾基因组共线性图。(c)马尾松毛虫与家蚕基因组共线性图。


研究通过对马尾松毛虫的基因组进化、基因扩张收缩分析后发现，马尾松毛虫有2104个基因家族发生扩张，1900个基因家族收缩。扩增的基因家族中与外源化合物降解和解毒系统相关的基因显著富集。进一步分析发现，马尾松毛虫和欧洲重要针叶林食叶害虫松异舟蛾同样有细胞色素P450基因扩张现象，表明马尾松毛虫P450基因，尤其是CYP3家族基因可能与松针抗性化合物的耐受性有关。
论文第一作者、中国林科院森环森保所副研究员张苏芳说，马尾松树体本身分泌的松脂、松香等化合物在物理性和化学性上能阻挡大部分害虫对其危害，但松毛虫却可以依附其生存，并在大面积爆发后造成不可挽回的经济损失和生态破坏。从基因水平上研究分析松毛虫的成灾机理，掌握其演变发生规律，控制害虫的种群数量，或将达到“虫不成灾”的防控目的。
中国林科院森环森保所张真研究员、首都师范大学张爱兵教授，中国科学院黄勇平研究员、詹帅研究员，希望组公司韩玲玲博士为共同通讯作者。
中国农业大学周欣教授，中国林科院森环森保所孔祥波研究员、刘福助理研究员、硕士研究生申思凡等参与了研究工作。（文：宋平/院办 陈力/森环森保所 图：张苏芳/森环森保所）