“偽裝者”枯葉蛺蝶的遺傳分子機制破解

科技日報昆明6月9日電 (記者趙漢斌)枯葉蛺蝶是蝴蝶中的偽裝高手，尤以靜息時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，人們對形成這種偽裝的遺傳分子基礎卻幾乎一無所知。近日，中科院昆明動物研究所的研究團隊在枯葉蛺蝶基因組研究方面取得了進展，破解了一系列難題。

中科院昆明動物研究所副研究員李學燕介紹，動物生存競爭中，一些物種可通過隱匿、偽裝或擬態，使其與所生存的環境相似，或模擬環境中的某些物體或其他物種，從而保護自己。“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。”李學燕説，枯葉蛺蝶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一條深褐色橫線和幾條斜線酷似葉脈，這種本領也稱葉形擬態。

李學燕帶領的昆蟲研究團隊長期以蝴蝶為例，潛心於昆蟲形態進化的遺傳基礎研究。他們在2015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，並於2017年啓動了蝴蝶譜系基因組計劃。繼測定中國各科代表種類蝴蝶的基因組C值、發現蝴蝶祖先基因組大小後，近期又成功地解析枯葉蛺蝶染色體水平的高質量基因組。

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569Mb，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。他們還發現，葉形擬態的枯葉蛺蝶與無葉形擬態的近緣種在4000萬年前就已“分家”，在最近一次間冰期其數量隨温度的下降而減少。

研究組利用CRISPR/Cas9基因編輯的結果表明，一種多效基因對翅腹面和翅背面的橙色區有重要影響，暗示其在枯葉蛺蝶的生態適應進化中具有重要作用。這一系列成果為進一步探討ZW型昆蟲性染色體進化、枯葉蛺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。研究成果日前發表在國際期刊《分子生態學資源》上。