亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée) 是我国玉米生产上的主要害虫，严重影响玉米的产量和品质。目前亚洲玉米螟防治以化学防治为主，其他防治手段应用有限。由于因缺乏基因组数据，亚洲玉米螟相关研究受到限制。本文利用Hiseq2000二代测平台和PacBio RS II三代测序平台各获得37.1Gb和76.1Gb的数据，组装后得到最终基因组大小为705Mb，Contig N50 为0.92Mb。利用CEGMA和BUSCO对组装质量进行评估，基因组的完整性分别达到95.6%和98.7%。基因组中有274.2Mb（38.89%）的重复序列。预测出29,526个基因，其中20,161个基因能通过SwisstProt数据库进行功能注释。本研究填补了亚洲玉米螟基因组领域的空白，为亚洲玉米螟的后续研究奠定基础。
目录
摘要 ....................................................................... 3
关键词 ..................................................................... 3
Abstract ....................................................................3
Key words ...................................................................3
引言 3
1 材料与方法 5
1.1 基因组测序 5
1.2 数据过滤 5
1.3 基因组组装 5
1.4 基因组注释 6
1.4.1 重复序列注释 6
1.4.2 编码基因注释 6
1.4.3 基因功能注释 6
1.5 直系同源基因预测 6
1.6 系统发育树构建和分化时间预测 7
2 结果与分析 7
2.1 基因组组装 7
2.2 基因组组装质量评 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
估 8
2.3 重复序列注释 9
2.4 编码基因注释 9
2.5 比较基因组学分析 9
2.5.1 直系同源基因分析 9
2.5.2 系统发育分析 11
3 讨论 12
致谢 12
参考文献： 12
亚洲玉米螟基因组注释及比较基因组学分析
引言
引言
亚洲玉米螟O. furnacalis (Guenée)俗称玉米钻心虫，属鳞翅目（Lepidoptera）草螟科（Crambidae），是我国玉米生产上重要的农业害虫。亚洲玉米螟及其近缘种欧洲玉米螟在我国都有分布，但以亚洲玉米螟为优势种。欧洲玉米螟主要分布于新疆伊宁；而亚洲玉米螟主要分布于由黑龙江至广东的广大地区[1]。亚洲玉米螟是多食性害虫，寄主范围广，相关研究表明，亚洲玉米螟的寄主植物有9科27种，除危害玉米外，还能取食谷子、薏苡、酸模叶蓼、葎草、苍耳等多种农作物和杂草[2]。亚洲玉米螟能使春玉米减产10%左右，夏玉米减产更多，在重灾年时可造成玉米减产30%左右，对玉米的质量和产量造成严重的影响[3]。
亚洲玉米螟的防治包括农业防治、物理防治、化学防治和生物防治。农业防治主要依靠处理玉米螟越冬寄主、种植抗螟品种、改革耕作制度、种植诱集田和间作等。物理防治主要通过高压汞灯诱杀成虫。生物防治主要依靠亚洲玉米螟的寄生性天敌，如腰带长体茧蜂(Macrocentrus cingulum Brischke)，赤眼蜂(Trichogramma sp.)，玉米螟厉寄蝇(Lydella grisescens RobineauDesvoidy)，此外还有步甲、瓢虫、草蛉、蜘蛛等捕食性天敌以及白僵菌、苏云金芽孢杆菌等昆虫病原微生物[4]。但生物防治技术存在防治见效慢、投入成本高、受环境影响大等缺点，难以在生产中大规模推广。因此化学防治仍是目前防治亚洲玉米螟的主要手段。但化学药剂容易造成环境污染，对非靶标生物和人畜也不安全，所以备受非议。
从分子层面深入研究亚洲玉米螟危害习性，生长发育，抗药性机制，揭示其发生特点，在田间亚洲玉米螟综合治理中起着关键作用[5]。而目前昆虫学领域的研究已经越来越多地依赖于基因组信息[6]，因此，对亚洲玉米螟的基因组进行测序和注释是非常有必要的工作。
从上世纪70年代第一代测序技术出现开始，经过40多年的发展，测序技术已取得了很大的进展。第一代测序技术主要是化学降解法和双脱氧链终止法，具有读长长，准确率高的特点，但其受耗时长，成本高，通量低等因素的限制，目前主要应用于PCR产物测序，质粒测序等研究，而在大型基因组项目上已很少应用。而早期的昆虫基因组测序，主要集中在模式昆虫、资源昆虫、医学昆虫和社会昆虫上，如黑腹果蝇，冈比亚按蚊，家蚕，拟暗果蝇，意大利蜜蜂，埃及伊蚊等，农业害虫所占比例非常低，只有赤拟谷盗，豌豆蚜等少数几种昆虫。
为满足大型基因组研究的需求，第二代高通量测序技术应运而生。第二代测序技术又称下一代测序技术，具有通量高，成本低的特点[7]。因此二代测序技术的出现极大地促进了基因组学的发展。同时，也有越来越多的农业害虫基因组完成了测序工作，如小菜蛾，东亚飞蝗，地中海实蝇，褐飞虱，烟草天蛾，二化螟，白背飞虱，灰飞虱，斜纹夜蛾，烟粉虱等。但第二代测序带有偏好性，且读长短，这给后续的序列拼接，组装以及注释等生物信息学分析带来了困难。这也推进了第三代测序技术的发展。
目前市场上最成熟的是第三代测序技术是Pacific Biosciences公司的单分子实时测序技术（single molecule realtime DNA sequencing），简称SMRT。这一技术依赖零模波导孔（zero mode waveguide，ZMW）的结构来实时观察DNA的聚合。零模波导孔是一种直径只有几十纳米的孔，由于小孔小于激光的单个波长，导致激光无法直接穿过小孔，而会在小孔处形成局部的发光区域。测序时待测的DNA单链进入ZMW，与固定在孔底部的DNA聚合酶结合。链延伸时，DNA聚合酶捕获与模板相应带荧光标记的dNTP，荧光标记会在激光束的激发下发出荧光，根据荧光的种类识别dNTP的类别，从而测出模板的碱基序列。反应完成后，荧光标记会被切除。DNA聚合酶移动至下一个位置，脱氧核苷酸连接到该位点上，释放荧光脉冲，从而开始下一轮循环[8]。相比于二代测序技术，三代单分子测序的成本更低，读长也更长，因此能降低测序后的Contig数量，给后续的基因组拼接和注释工作带来极大的便利。

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