近日，由陕西师范大学许升全教授团队主导的圆点斑芫菁基因组文章“Draft Genome of a Blister Beetle Mylabris aulica”和菲牛蛭基因组文章“Draft Genome of the Asian Buffalo Leech Hirudinaria manillensis”在frontiers in Genetics期刊发表。陕西师范大学许升全教授和黄华腾教授为圆点斑芫菁基因组文章的共同通讯作者。陕西师范大学许升全教授、王喆之教授和西北工业大学邱强教授为菲牛蛭基因组文章的共同通讯作者。武汉未来组作为两篇文章的共同作者，承担了圆点斑芫菁和菲牛蛭的三代测序及分析工作。下面就由组学君给大家带来这两篇文献的解读吧~题目：Draft Genome of a Blister Beetle Mylabris aulica [1]发表期刊：frontiers in Genetics圆点斑芫菁（Mylabris aulica）属鞘翅目芫菁科，也称为斑蝥。其受到袭扰后能产生一种具有刺激性的防御物质斑蝥素(Cantharidin)，具有抗炎、抗病毒、增强免疫调节活性的作用。最新研究表明斑蝥素及其衍生物能够抑制多种类型癌症的增殖，但其人工合成因为条件苛刻一直无法工厂化生产。目前对芫菁科昆虫体内斑蟊素的合成机制研究主要是用比较转录组的方法推测可能的相关基因，但代谢通路完全不清楚。研究者利用纳米孔测序技术组装出288.5 Mb的圆点斑芫菁的基因组，scaffold N50为467.8kb，预测的重复序列占50.62%，BUSCO完整性评估达97.9%，相比已经报导的两种已知斑蝥基因组，该组装连续性、完整性都得到了极大提升。根据基因组数据对圆点斑芫菁的遗传背景进行分析，表明圆点斑芫青与其他芫菁科昆虫基因背景几乎完全相同，分化时间也极短。随后研究者在“萜烯类主链生物合成”途径中发现了30个基因家族，它们参与了斑蝥素的生物合成，并且对其中两个功能未知的基因BMGene00496和BMGene01890进行了功能注释。总之，本研究利用纳米孔测序技术组装出了圆点斑芫菁的基因组草图，对斑蝥素生物合成相关的可能基因和途径进行了分析，为后续圆点斑芫菁研究以及斑蝥素生物合成提供了宝贵资源。
图1 萜类生物合成“KEGG通路图”，绿色方框基因在圆点斑芫菁基因组中发现。
题目：Draft Genome of the Asian Buffalo Leech Hirudinaria manillensis[2]发表期刊：frontiers in Genetics菲牛蛭（Hirudinaria manillensis）也称亚洲水蛭，广泛分布于东南亚的水生食血物种，是中国药典收录的3种药用水蛭中个体最大、吸血能力最强的一种。抗凝血物质水蛭素的生物合成是菲牛蛭最重要的特征，促进了其在临床放血等方面的应用，但是水蛭素合成相关基因及遗传背景完全缺失。研究者选取成年菲牛蛭的肌肉组织为样本进行测序，组装出的基因组大小为151.8 Mb，scaffold N50为2.28Mb，BUSCO评估达93.7%，表明该组装基因组质量较高。基于RepeatMasker 和RepeatModeler，预测该基因组含有19.52％的重复元素。结合Ab initio预测和同源比对预测，共预测到21,005个编码蛋白基因，其中注释到的功能基因有17,865个。抗凝血物质生物合成是菲牛蛭最重要的特征，研究者检测了菲牛蛭基因组中具有水蛭素和抗凝素结构域的抗凝蛋白，最终鉴定到16个蛋白中含有水蛭素或抗凝素结构域。进一步的比较基因组分析显示，菲牛蛭合成水蛭素与已知水蛭素蛋白质序列虽存在差异，但空间结构变异较小，行使相同分子功能，未经历快速进化。总之，本研究利用PacBio测序技术组装出首个菲牛蛭的基因组，并鉴定出16个含有水蛭素或抗凝素结构域的蛋白。这些数据将有助于进一步了解菲水蛭的生物学机制和遗传特性，并为今后的研究提供宝贵的资源。
图2抗凝素结构域在菲牛蛭基因组contig00006 上的分布。[1] Guan D L, Hao X Q, Mi D, et al. Draft genome of a blister beetle Mylabris aulica[J]. Frontiers in Genetics, 2019, 10: 1281.[2] Guan D L, Yang J, Liu Y K, et al. Draft Genome of the Asian Buffalo Leech Hirudinaria manillensis[J]. Frontiers in Genetics, 2020, 10: 1321. 
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