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1、项目名称：小菜蛾基因组的研究提名推荐奖种：福建省自然科学奖提名推荐单位：专家提名项目简介：小菜蛾Plutellaxylostella(L.)是为害十字花科蔬菜的一种重要的世界性害虫，由于其分布范围广、繁殖速度快、抗性水平高，已经成为最难防治的害虫之一。全世界每年因小菜蛾造成的损失和防治费用达40-50亿美元（在我国高达7.7亿美元）。由于缺乏基因组信息，制约了小菜蛾猖獗危害和灾变过程分子遗传机理的系统研究。项目组克服了小菜蛾基因组高度杂合的特点，成功破译小菜蛾基因组，揭示了其广泛适应性的遗传学基础以及解毒寄主植物化学防御物质和化学农药的分子机理，为小菜蛾的
2、有效防治和可持续控制奠定了重要理论基础。（1）自主研发拼接软件Rabbit，率先破译小菜蛾基因组，为研究复杂基因组提供了范例。针对小菜蛾基因组高度杂合的特点，采用Fosmid-to-Fosmid结合WGS的测序和组装技术，自主研发配套的基因组组装软件Rabbit，解决了大片段重叠序列组装和杂合区域排除的技术难题，成功破译小菜蛾基因组（343Mb；N50=737kb）。在面临国际上多个单位几乎同时启动小菜蛾基因组研究项目的激烈竞争中，率先完成并在NatureGenetics发表了小菜蛾基因组的研究成果，在国际上得到广泛的应用。（2）发现并解析基因组的结构变异
3、，阐明了小菜蛾广适应性并成为一种世界性害虫的遗传学基础。在转录组测序和表达谱分析的基础上，项目组开展了小菜蛾基因组的注释和比较基因组的研究，鉴定了18,071个蛋白质编码基因，新增小菜蛾基因16,619个（92%），创建了小菜蛾基因组和转录组数据库，奠定了我国在小菜蛾基因组研究领域的国际领先地位。利用已有的基因组信息构建了昆虫系统发育进化树，发现小菜蛾是鳞翅目昆虫中一个基础物种；通过个体间基因组的比较研究，发现小菜蛾种群内部存在着大量的基因组变异，阐明了小菜蛾广适应性并成为一种世界性害虫的遗传学基础。（3）挖掘小菜蛾基因组中与解毒相关的基因，揭示了小菜蛾与
4、寄主植物协同进化和抗药性的分子机理。筛选和解析了小菜蛾幼虫阶段偏好表达的基因，发现硫代葡萄糖苷硫酸酯酶基因（GSS）与硫酸酯酶修饰因子1（SUMF1）在幼虫期的协同表达对小菜蛾取食十字花科蔬菜起了决定性的关键作用；鉴定并研究了细胞色素P450、谷胱甘肽转移酶、羧酸酯酶和ABC转运蛋白4大基因家族，发现ABC转运蛋白家族的显著扩张，多数成员在抗性品系中上调表达，揭示了小菜蛾抗药性快速发展和适应进化的分子机理。该项目的系列成果受到国内外同行和媒体的高度关注，产生较好的影响。成果涉及的18篇研究论文累计他引329次，其中小菜蛾基因组论文2013年发表至今他引19
5、0次，包括NatureBiotechnology、NatureCommunications、PNAS、AnnualReviewofEntomology和AnnualReviewofEcologyEvolutionandSystematics等有重要影响力的学术期刊。项目组举办昆虫基因组国际学术会议1次，3次受邀国际学术会议报告。主要完成单位：1.福建农林大学2.深圳华大基因科技服务有限公司主要完成人及其贡献：1.尤民生（福建农林大学）：作为项目主持人，负责项目的规划、实施和总结；在小菜蛾基因组解析、食性和抗药性的功能基因组研究等方面做出贡献。2.杨广（福建
6、农林大学）：负责项目的规划、实施和总结；在小菜蛾基因组解析、食性和抗药性的功能基因组研究等方面做出贡献。3.何玮毅（福建农林大学）：负责项目的实施和总结；在小菜蛾基因组解析和食性的功能基因组研究等方面做出贡献。4.谢苗（福建农林大学）：负责项目的实施和总结；在小菜蛾基因组解析和抗药性的功能基因组研究等方面做出贡献。5.岳震（深圳华大基因科技服务有限公司）：负责项目的实施；在小菜蛾基因组测序、组装和注释等方面做出贡献。代表性论文目录：1.MinshengYou,ZhenYue,WeiyiHe,XinhuaYang,GuangYang,MiaoXie,Dong
7、liangZhan,SimonW.Baxter,LietteVasseur,GeoffM.Gurr,CarlJ.Douglas,JianlinBai,PingWang,KaiCui,ShiguoHuang,XianchunLi,QingZhou,ZhangyanWu,QilinChen,ChunhuiLiu,BoWang,XiaojingLi,XiufengXu,ChangxinLu,MinHu,JohnW.Davey,SandyM.Smith,MingshunChen,XiaofengXia,WeiqiTang,FushiKe,DandanZheng,Y
8、ulanHu,FengqinSong,YanchunYou,Xia
