基因组学与CT成像揭示纺足目昆虫丝蛋白基因及丝腺形态的多样性

纺足目昆虫（Insecta: Embioptera）是一类不同寻常的昆虫目类群，以其亚社会性行为和高效的产丝能力而闻名。由于其独特的前足丝腺，以及在整个生命周期中均能像蜘蛛一样产丝的能力，纺足目被推测为在进化过程中独立于其他节肢动物谱系演化出了丝。迄今为止，该目尚无参考质量的基因组可用，这阻碍了对其丝蛋白基因起源与多样化的研究。在本研究中，我们组装了两种纺足目昆虫——Aposthonia ceylonica 和 Oligotoma nigra——的 PacBio HiFi 参考基因组，并表征了其中存在的丝蛋白基因。基因组结果揭示出纺足目主要丝蛋白基因 e-fibroin 的多个全长拷贝，这些拷贝在该类群内部经历了古老和近期的基因重复。对于这两个物种而言，所有 e-fibroin 旁系同源基因均表现出由多个外显子和内含子组成的复杂重复单元，并且这些重复单元在各基因内部表现出显著的同质化。我们还利用内部丝腺的 7CT 扫描，提供了有关前足跗节中丝产生定位及种间形态差异的细节。

纺足目（Insecta: Embioptera）是一类不同寻常的昆虫目，以其亚社会性行为和高产丝能力而闻名。由于其独特的前足丝腺，以及在整个生命周期中均能像蜘蛛一样产丝的能力，人们推测纺足目的丝是独立于其他节肢动物谱系演化而来的。迄今为止，该目尚无参考级基因组可用，这阻碍了对其丝基因起源与多样化的研究。在本研究中，我们组装了两种纺足目物种——Aposthonia ceylonica 和 Oligotoma nigra——的 PacBio HiFi 参考基因组，并鉴定了其中存在的丝基因。这些基因组揭示了纺足目主要丝基因 e-fibroin 的多个全长拷贝，这些拷贝在该类群中经历了祖先性和近期的基因重复。在这两个物种中，所有 e-fibroin 旁系同源基因均表现出由多个外显子和内含子构成的复杂重复单元，并且在每个基因内部都表现出显著的同质化。我们还利用内部丝腺的 7CT 扫描，提供了有关前足跗节中丝分泌定位以及种间形态差异的细节。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.07.743568v1?rss=1

🏷️ 基因组组装 丝蛋白基因 基因重复 昆虫形态学 CT成像 纺足目