保護性的外觀相似（Protective resemblance）是動物生存競爭中的一種重要的生態適應機制。一個物種可通過與其所生存的環境相似（crypsis隱匿）、模擬環境中的某些物體（masquerade偽裝）或者模擬環境中的其它物種（mimcry擬態: 如貝氏擬態和繆氏擬態），從而得以保護自己。很多昆蟲，特別是蝴蝶，表現了各種各樣的保護性形態，成為達爾文和華萊士用作支持自然選擇理論的重要證據。枯葉蛺蝶（Kallima inachus, dead-leaf butterfly）（蛺蝶科）就是具有保護性形態的教科書物種之一，其翅形似葉、翅腹面枯葉色並且從前到後有1條深褐色橫線和幾條斜線酷似葉脈，靜息時豎立的翅極似枯葉，通過偽裝成枯葉（也稱葉形擬態）從而避免被天敵捕食。儘管枯葉蝶被認為是偽裝案例的典型代表，然而對形成這種偽裝的遺傳分子基礎幾乎一無所知。
中國科學院昆明動物研究所進化基因組學與基因起源研究組長期以蝴蝶為例，致力於昆蟲形態進化的遺傳基礎研究，在2015年解析金鳳蝶（所有蝴蝶的模式種）及其近緣種柑橘鳳蝶基因組，並以蝴蝶為例首次實現野生昆蟲基因編輯（Li et al., 2015, Nature Communications）的基礎上，一方面繼續結合其它多組學數據和功能驗證調查蝴蝶形態進化的遺傳調控基礎，另一方面為了在蝴蝶系統發育的更大尺度下更好地探討蝴蝶形態等表型多樣性進化的遺傳基礎，於2017年啟動了蝴蝶譜系基因組計劃。繼測定了中國各科代表種類蝴蝶的基因組C值並發現蝴蝶祖先基因組大小均約為500 Mb （Liu et al., Systematic Entomology, 2020），完成了首個利用Hi-C技術與三代長讀長測序技術相結合解析的染色體水平的蝴蝶（碧鳳蝶）基因組（Lu et al.,GigaScience, 2019）之後，該研究團隊近期結合核型實驗、三代長讀長測序技術和Hi-C技術，又成功地解析枯葉蛺蝶染色體水平的高質量基因組。研究結果表明，（1）枯葉蛺蝶具有30條常染色體和2條性染色體（ZW）；（2）參考基因組總長約569 Mb，scaffold N50高達19.2 Mb，組裝到32條染色體，包括30條常染色體及Z和W兩條性染色體，這是首個組裝了W染色體的蝴蝶參考基因組，也是至今組裝得最完整的蝴蝶參考基因組；（3）注釋到15039個蛋白編碼基因，重複序列高達總序列的近50%；（4）利用4D位點構建進化樹提示葉形擬態的枯葉蝶與無葉形擬態的近緣種（慶網蛺蝶）在40百萬年前產生分歧；（5）通過PSMC對枯葉蛺蝶的歷史種群動態進行分析，結果顯示枯葉蛺蝶數量在最近一次間冰期隨溫度的下降而減少。利用CRISPR/Cas9基因編輯的結果表明，多效基因ebony基因對翅腹面和翅背面的橙色區有重要影響，提示ebony基因在枯葉蝶的生態適應進化中具有重要作用。這些結果為進一步探討ZW型昆蟲性染色體進化、枯葉蝶保護性外觀相似的遺傳機制和保護色的分子基礎提供了重要的基因組資源和方法思路。
該研究以Chromosome-level reference genome assembly and gene editing of the dead-leaf butterfly Kallima inachus為題，於5月12日在Molecular Ecology Resources上發表。該成果是在昆明動物所副研究員李學燕帶領的昆蟲研究團隊潛心專研下取得的，李學燕是該文的末位通訊作者。
該研究得到國家自然科學基金項目(No. 31621062)、遺傳資源與進化國家重點實驗室開放課題 (No. GREKF18-13) 、中科院「西部青年學者」項目(A類)、中科院戰略性先導科技專項(B類)(XDB13000000)等的支持。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1755-0998.13185