美國多個機構的研究人員近日對一種可怕的昆蟲 – 亞洲長角天牛（Anoplophora glabripennis）的基因組進行了測序，發現了這種昆蟲破壞樹木的秘密。這項成果于11月11日發表在《Genome Biology》上。
美國孟菲斯大學、貝勒醫學院及其他機構的研究人員利用表達芯片和轉錄組序列繪制了亞洲長角天牛的基因組組裝草圖。他們檢測到1,000多個基因，似乎是這種昆蟲獨有的。通過比較基因組分析，他們發現了化學感受基因的擴增和一組編碼糖苷水解酶的基因，這似乎有助于天牛分解木材。
“亞洲長角天牛中的糖苷水解酶讓它們能夠分解植物細胞壁中存在的主要多糖，釋放出它們所需的糖類，”這篇文章的第一作者Duane McKenna談道，他是孟菲斯大學的一名生物科學研究人員。“更重要的是，它們攜帶的酶是高度多樣化的，我們認為這能幫助它們分解不同樹木中的許多不同分子。”
亞洲長角天牛是一種可怕的昆蟲，能夠對許多有經濟意義的果樹、觀賞植物和林木造成嚴重的危害。楓樹、柳樹、白樺樹等都是它們最愛吃的樹種。據統計，如果不受控制，僅美國的潛在經濟影響就達到8890億美元。隨著長角天牛傳播到世界各地，它們受到越來越多的關注。
為了更好地了解長角天牛如何從木本植物中獲取營養，研究人員利用Illumina的HiSeq 2000系統對雌性亞洲長角天牛的幼蟲進行測序。同時，他們也獲得了RNA序列數據，其中包括飲食類型不同的天牛幼蟲轉錄組。
此次獲得的基因組組裝草圖大約覆蓋7.1億個堿基，包含22,000多個蛋白質編碼基因。研究小組指出，亞洲長角天牛中有5,029個基因似乎與其他14種昆蟲的直系同源基因一致，而還有數千個基因也與其他至少一種昆蟲共享。
總體而言，研究人員發現亞洲長角天牛與山松甲蟲的親緣關系最為接近，不過長角天牛也含有1,003個基因，在節肢動物門的其他動物中找不到明顯的同源基因。分析發現，長角天牛的基因組中含有86個糖苷水解酶基因，遠遠超過其他的節肢動物。這些酶有助于分解植物細胞壁中的多糖，對植物的化感物質進行解毒，并促進木本植物的消化。
“我們的結果進一步確定了亞洲長角天牛的侵襲性和宿主廣泛性的遺傳基礎，并揭示了昆蟲（特別是天牛）在植物上的成功進化，”作者寫道。