枯葉蛺蝶是蝴蝶中的偽裝高手，尤以靜息時(shí)豎立的翅酷似一片枯葉而著稱，通過偽裝一次次避免了天敵的捕食。但長期以來，人們對(duì)形成這種偽裝的遺傳分子基礎(chǔ)卻幾乎一無所知。近日，中科院昆明動(dòng)物研究所的研究團(tuán)隊(duì)在枯葉蛺蝶基因組研究方面取得了進(jìn)展，破解了一系列難題。

中科院昆明動(dòng)物研究所副研究員李學(xué)燕介紹，動(dòng)物生存競(jìng)爭(zhēng)中，一些物種可通過隱匿、偽裝或擬態(tài)，使其與所生存的環(huán)境相似，或模擬環(huán)境中的某些物體或其他物種，從而保護(hù)自己?！昂芏嗬ハx，特別是蝴蝶，表現(xiàn)了各種各樣的保護(hù)性形態(tài)，成為達(dá)爾文和華萊士用作支持自然選擇理論的重要證據(jù)。”李學(xué)燕說，枯葉蛺蝶是具有保護(hù)性形態(tài)的教科書物種之一，其翅形似葉、翅腹面枯葉色并且從前到后有一條深褐色橫線和幾條斜線酷似葉脈，這種本領(lǐng)也稱葉形擬態(tài)。

李學(xué)燕帶領(lǐng)的昆蟲研究團(tuán)隊(duì)長期以蝴蝶為例，潛心于昆蟲形態(tài)進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)研究。他們?cè)?015年解析了蝴蝶的模式種金鳳蝶及其近緣種柑橘鳳蝶基因組，并于2017年啟動(dòng)了蝴蝶譜系基因組計(jì)劃。繼測(cè)定中國各科代表種類蝴蝶的基因組C值、發(fā)現(xiàn)蝴蝶祖先基因組大小后，近期又成功地解析枯葉蛺蝶染色體水平的高質(zhì)量基因組。

研究表明，枯葉蛺蝶具有30條常染色體和2條性染色體。其參考基因組總長約569 Mb，組裝到32條染色體，這也是至今組裝到的最完整的蝴蝶參考基因組。他們還發(fā)現(xiàn)，葉形擬態(tài)的枯葉蝶與無葉形擬態(tài)的近緣種在4千萬年前就已“分家”，在最近一次間冰期其數(shù)量隨溫度的下降而減少。

研究組利用CRISPR/Cas9基因編輯的結(jié)果表明，一種多效基因?qū)Τ岣姑婧统岜趁娴某壬珔^(qū)有重要影響，暗示其在枯葉蝶的生態(tài)適應(yīng)進(jìn)化中具有重要作用。這一系列成果為進(jìn)一步探討ZW型昆蟲性染色體進(jìn)化、枯葉蝶保護(hù)性外觀相似的遺傳機(jī)制和保護(hù)色的分子基礎(chǔ)提供了重要的基因組資源和方法思路。研究成果日前發(fā)表在國際期刊《分子生態(tài)學(xué)資源》上。