科技日報訊 （記者趙漢斌 通訊員趙若蘋）蝴蝶因其形態多樣性，自達爾文時代就作為研究物種適應性進化的重要類群之一，近幾年更被認為是研究形態遺傳、進化和發育的理想模型，並成為發育生物學、進化生物學、種群遺傳學、保護生物學和生態學等研究領域的重要模式生物之一。記者近日從中科院昆明動物研究所獲悉，該所進化基因組學與基因起源研究組在進行蝴蝶基因組大小進化方面的研究時，發現不同科屬之間，竟存在很大差異。
此前，昆明動物研究所李學燕副研究員帶領的昆蟲研究團隊在2015年完成所有蝴蝶模式種金鳳蝶及其近緣種柑橘鳳蝶兩種鳳蝶基因組的基因編輯，並以蝴蝶為例首次實現野生昆蟲的基因編輯。
在此基礎上，研究團隊於2017年啟動了蝴蝶譜系基因組計劃。作為蝴蝶譜系基因組計劃的第一步和基礎，該團隊利用流式技術測定了涵蓋中國分布所有科和幾乎所有亞科共67種蝴蝶的基因組DNA含量，並利用二代測序技術，對其線粒體基因組進行組裝，其中1個亞科23屬59種的線粒體基因組為首次報導。結合公共資料庫中的基因組大小和線粒體基因組數據，他們構建了6科29亞科145屬264種蝴蝶的蝴蝶系統發育樹，並在此系統發育框架上探討了6科24亞科71屬共106種蝴蝶基因組大小的進化。
研究結果表明，蝴蝶的基因組大小（一個基因組中所擁有的DNA含量，一般以重量計算）在蛺蝶科0.203皮克到鳳蝶科的1.287皮克之間，差異達6.4倍之多。而科內差異最大的是鳳蝶科達5.9倍，其次是蛺蝶科達4.8倍，其餘粉蝶科為4.4倍、灰蝶科為2.6倍、弄蝶科為2.2倍、蜆蝶科為1.8倍。
研究還表明，蝴蝶的祖先基因組大小約為0.5皮克，不同亞科或族的某些祖先基因組大小的增減事件，導致了現生蝴蝶基因組大小的多樣性變異。這些研究結果不僅為蝴蝶基因組大小的進化提供了新見解，而且也為未來的基因組測序計劃提供了重要的參考。研究成果以《蝴蝶基因組大小的變異（昆蟲綱，鱗翅目，蝶總科）：徹底的系統發育比較》為題，在線發表在昆蟲學期刊《系統昆蟲學》上。