膜翅目寄生蜂在农田生态系统中是一类非常重要的生物防治的昆虫，蝶蛹金小蜂（Pteromalus puparum）是十字花科蔬菜害虫菜粉蝶蛹期优势内寄生蜂。它能够将一种或多种寄生因子注入寄主体内，用来抑制寄主免疫、调控寄主生长发育和营养代谢等生理活动，是研究寄生蜂与宿主相互作用的理想实验室模型。
本研究结合短读长、长读长测序和Hi-C技术，生成了高质量染色体水平蝶蛹金小蜂基因组装配。组装的基因组大小为338 Mb，contig N50为38.7 kb，scaffold N50为1.16 Mb，结合Hi-C数据将scaffold组装到5条染色体上，scaffold N50提升至65.8 Mb，其中96％以上的组装碱基位于染色体上。基因组BUSCO评估达98%，表明该装配具有很高的完整性，为后续研究提供了极好的基因组资源。
图 2 蝶蛹金小蜂基因组景观。I 5条染色体；II 重复序列密度；III 基因密度；IV GC含量。研究者利用蝶蛹金小蜂及其他12中代表性膜翅目昆虫的3399个单拷贝基因构建系统发育树，蝶蛹金小蜂与丽蝇蛹金小蜂进化关系最为接近，在约19 Mya年前发生分化（图3a）。GO分析发现蝶蛹金小蜂基因组中，扩张基因家族富集在核小体装配、染色质组织、蛋白质分解代谢过程、细胞凋亡过程和对氧化应激的响应等通路；几丁质分解代谢过程和脂质代谢过程中显示出显著收缩的基因家族（图3b）。
图3 蝶蛹金小蜂及其他12中代表性膜翅目昆虫系统发育分析。毒液是影响寄生蜂成功寄生宿主的最重要工具之一。寄生蜂毒液包含许多生物活性化合物，可以操纵宿主的代谢和基因表达，从而为幼虫创造合适的环境。本研究对蝶蛹金小蜂基因组中的毒液蛋白编码基因进行了注释，研究了70个已被鉴定的毒液基因在染色体上的位置和分布。大多数毒液基因（52）散布在基因组中，不会串联排列；但是，涉及串联重复的三个毒液基因家族出现在三个不同的染色体上，表明可能由于串联重复而扩大了基因家族。进一步的研究发现蝶蛹金小蜂基因组中P450基因的极显著扩张（图4）。蝶蛹金小蜂P450基因的扩张可能进化为用于克服宿主体内的不同代谢产物，例如植物来源的毒素和杀虫剂；也可能与其多样的寄主范围有关。
本研究是昆虫高质量基因组组装研究的极好范例，并将为寄生蜂分子生物学、系统进化及生物防治研究提供有价值的资源。
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