黑水虻转座元件的比较分析

背景 黑水虻（Hermetia illucens）是生物转化和工业化养殖领域中新兴的模式物种。其基因组具有高度重复性，但转座元件（TEs）对种群分化和种群统计过程的贡献仍不清楚。所采样的种群代表了一系列不同的人口统计历史，包括北美的野生和近野生种群，以及具有共同工业来源的欧洲驯化品系。TE组成的差异可能影响基因组结构、调控变异以及对圈养环境的进化响应。 结果 对4个H. illucens基因组的重复序列图谱进行了比较分析，其中一个来源于野外捕获个体。所有组装中的总重复含量均较高（67.6%至70.8%），且以LINE元件为主。不同基因组之间，TE在类别层面的多样性几乎完全相同，但多个DNA转座子家族表现出明显的谱系特异性差异。包括Maverick和Academ在内的大型家族相较于野生样本总体上呈现耗减。分化谱显示，若干家族的模式与近期周转相一致。造成基因组间差异的主要因素是家族层面的周转，而非类别层面的变化。TE相关结构变异（TESVs）也并非均匀分布。大多数染色体在染色体中部区域表现出富集，而5号染色体上一个显著的TESV峰与一个富含组蛋白的区域重叠，该区域包含大量未分类重复序列。使用来源于多个基因组的重复序列文库提高了TESV的检测数量，并改善了复杂区域中的分类效果，这表明与基于单一参考的模型相比，多基因组文库能够提升注释准确性。 结论 多个DNA转座子家族在H. illucens中表现出近期或谱系特异性扩增的证据，表明在与人口统计过程相关的TE周转过程中，TE扩增促进了基因组变异。基于多基因组构建的文库提高了TE的检测和分类能力，证明了即使是一个小规模、包含多个谱系的重复序列文库，也能够提升注释准确性，并捕获单一参考方法遗漏的TE多样性。综上，这些发现表明，TE家族周转在塑造该物种的基因组结构和适应过程中发挥了重要作用。 关键词：Hermetia illucens，转座元件，人口统计过程，结构变异

摘要

背景

黑水虻（Hermetia illucens）是生物转化和工业化养殖领域中新兴的模式物种。其基因组具有高度重复性，然而转座元件（TE）对种群分化和群体历史过程的贡献仍不清楚。所采样种群代表了一个群体历史梯度，包括北美野生及近野生种群，以及具有共同工业来源的欧洲驯化品系。TE组成的差异可能影响基因组结构、调控变异以及对圈养环境的进化响应。

结果

对4个H. illucens基因组的重复序列景观进行了比较分析，其中1个来源于野外捕获个体。所有组装的总重复序列含量均较高（67.6%至70.8%），且以LINE元件为主。各基因组在类别层面的TE多样性几乎完全一致，但多个DNA转座子家族表现出明显的谱系特异性差异。包括Maverick和Academ在内的大型家族相对于野生样本总体上呈现耗减。分歧谱显示，若干家族的模式与近期更替相一致。导致基因组间差异的主要因素是家族层面的更替，而非类别层面的变化。与TE相关的结构变异（TESV）也并非均匀分布。多数染色体在染色体中部区域表现出富集，且5号染色体上一个显著的TESV峰与一个富含组蛋白的区域重叠，该区域包含大量未分类重复序列。使用来源于多个基因组的重复序列文库，提高了检测到的TESV数量，并改进了复杂区域中的分类效果，表明与基于单一参考的模型相比，多基因组文库能够提升注释准确性。

结论

多个DNA转座子家族在H. illucens中显示出近期或谱系特异性扩增的证据，提示在与群体历史相关的TE更替过程中，TE扩增促进了基因组变异。基于多基因组构建的文库提升了TE检测与分类效果，证明即使是规模较小、纳入不同谱系的重复序列文库，也能够提高注释准确性，并捕获单一参考方法遗漏的TE多样性。综上，这些发现表明，TE家族更替在塑造该物种的基因组结构与适应过程中发挥了重要作用。

关键词：Hermetia illucens，转座元件，种群统计过程，结构变异

利益冲突声明 脚注 https://github.com/hroscheflores/myproject

已声明的资助信息 美国国家科学基金会 IIP-2052565 2052454 2057288

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发布于 2026 年 7 月 11 日。 下载 PDF 补充材料 数据/代码 电子邮件

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Hector Hector Rosche-Flores ， Sean Fischer ， Christine J Picard

bioRxiv 2026.07.10.737754； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.10.737754

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Hermetia illucens 中转座元件的比较分析 Hector Hector Rosche-Flores ， Sean Fischer ， Christine J Picard

bioRxiv 2026.07.10.737754； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.10.737754

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.10.737754v1?rss=1

🏷️ 黑水虻 转座元件 重复序列 结构变异 种群分化 比较基因组