近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）萧玉涛团队在《细胞报告（Cell Reports）》上在线发表了题为“Landscape of structural variants reveals insights for local adaptations in the Asian corn borer”的研究论文。这项研究利用构建的首个亚洲玉米螟图形泛基因组（版本1.0）、群体转录组数据以及QTL定位等技术手段，深入探讨了基因组结构变异（SVs）对于适应性进化的贡献。近日，该团队还在《细胞报告（Cell Reports）》上发表了题为“A supergene controls facultative diapause in the crop pest Helicoverpa armigera”的研究论文。
亚洲玉米螟（学名：Ostrinia furnacalis），俗称钻心虫，是一种属于鳞翅目螟蛾科的世界性玉米害虫，主要分布在东亚、南亚和大洋洲。这种害虫能够侵害玉米植株的所有地上部分，导致10%至15%的产量损失，严重时甚至达到30%至50%。此外，由于它造成的伤害还促进了有害霉菌的生长，进一步降低了玉米的质量。鉴于此，亚洲玉米螟已经被中国农业部列为一类重要农业害虫，对其适应性机制的研究成为有效防治策略的核心问题之一。
在基因组变异中，除了常见的单核苷酸多态性（SNPs）外，还包括更大尺度的结构变异（SVs），后者在文本层面可以比喻为句子和段落的变化，如插入、缺失、复制和倒置等。相比SNPs，SVs往往对生物体表型多样性及适应性进化有着更为深远的影响，因此对其进行研究具有重要的科学价值。
为了更深入地了解SVs如何调节基因表达，研究团队对亚洲玉米螟幼虫头部进行了转录组测序，同时对其他部位进行了基因组重测序。通过群体转录组学方法，研究人员绘制出了SVs调控基因表达的热点图，发现与远端SVs-eQTL相比，近端SVs-eQTL对基因表达的影响更为明显。在三个主要的转录热点区域内，每个区域都能调控超过一千个基因的表达。特别是，在其中一个热点区域内，研究者观察到了一种与昆虫滞育相关的节律途径受到显著富集的现象。结合群体遗传学分析，他们发现了一个SV在北南不同群体之间表现出明显的分化，该SV位于FTZ-F1转录因子上游，不仅影响了启动子的活性，还影响了幼虫的发育时间。
综上所述，该研究表明SVs不仅是影响基因表达的重要因素，而且对塑造适应性表型具有广泛的作用。这项工作为理解亚洲玉米螟的适应性进化提供了新的视角，同时也为开发针对该害虫的有效管理措施提供了理论基础。
基因组所（大鹏湾实验室）博士后彭炎、毛凯凯（现为广西大学副教授）、博士生张竹亭、硕士生平君芬、靳明辉研究员、硕士生刘欣烨为论文的共同第一作者，基因组所（大鹏湾实验室）萧玉涛研究员为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国农业科学院创新工程以及深圳市高层次人才团队等项目的资助。
