《表1 双翅目昆虫基因组信息汇总》

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《双翅目昆虫基因组研究进展》

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双翅目昆虫基因组大小差异巨大，从毫蚊科Trichoceridae sp.BV-2014的41.57 Mb到白纹伊蚊的2538.37 Mb不等（表1）。即使在同一个科中，基因组的大小也差异很大，按蚊科基因组大小从146.16～2538.37 Mb，而果蝇科基因组大小变化相对较小，从117～386 Mb[61]。双翅目昆虫基因组大小差异巨大的原因可能是其转座子（TEs）和其他重复非编码DNA的差异导致[62，63]。TEs不仅介导物种的进化和新基因的形成，而且参与基因组的表观调控以及异染色质结构的形成。双翅目昆虫基因组中存在的大量非编码DNA是产生遗传变异的重要来源，影响基因组大小的进化方向。双翅目昆虫基因组包含的基因数量差异很大。黑腹果蝇基因组总共有13，920个基因，致倦库蚊基因组总共有18，955个基因。双翅目昆虫基因组基因数量最少的是南极蠓（Belgica antarctica）中的13，517个[51]，最多的是家蝇中的23，884个[64]。南极蠓是南极大陆上唯一一种真正意义上的昆虫，也是南极大陆特有的物种。测序发现其基因组规模高度简化，大约只包含9900万个碱基对，基因组中重复的基因序列很少，但与代谢功能、生长发育相关的基因却足够多。南极蠓在漫长的进化过程中，通过剔除非必须基因序列不断调整遗传信息从而适应严酷环境。这为研究生物在极端环境下的进化方向等提供了重要参考[51]。家蝇以人类和动物的排泄物为生，是包括肺结核、伤寒等多种疾病的载体。基因组测序分析发现家蝇基因组多样性高，存在大量与免疫相关基因和特殊的解毒基因，揭示了家蝇对人类疾病产生免疫力和分解废弃物的机制，这为害虫综合防治、废弃物的分解利用和人类疾病的治疗提供了一定的线索和思路[19]。地中海实蝇是一种毁灭性的果蔬害虫，现已分布于80多个国家和地区，危害包括柑桔、苹果、梨等水果和蔬菜在内的250多种寄主，其基因组大小为479 Mb，基因组注释获得14，547个基因，有1608个进化的新基因。黑腹果蝇、家蝇和地中海实蝇基因组比较分析，发现地中海实蝇多个基因、基因家族出现扩张现象，这可能是导致地中海实蝇具有较高的适应性和入侵性的原因[44]。