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更新日期:108年5月6日

新「椿」新氣「象」:昆蟲學系參與國際椿象基因體計畫獲致重大進展

繼 2010 年將蚜蟲基因體解碼之成果發表於頂尖期刊及其封面後,生農學院昆蟲學系近期又在椿象基因體分析工作獲致重大進展。由張俊哲教授領軍的遺傳發育學研究團隊,與來自 10 個國家的 83 位科學家共同組成的椿象基因體聯盟,歷經 7 年努力,完成大乳草長椿 (Oncopeltus fasciatus) 這個新興模式昆蟲的基因體序列解析,並挖掘其序列意涵。此項研究成果榮登於最新一期的「基因體生物學 (Genome Biology; IF>13)」期刊,使得椿象在 2019 年四月份正式成為具備全基因體序列,而且富含序列意涵的模式動物。

根據張俊哲表示,整個椿象基因體計畫屬國際「i5k」大計畫的一環,由隸屬於德國科隆大學 (University of Cologne, Germany) 以及英國華威大學 (University of Warwick, U.K.) 的克莉思坦∙潘斐莉歐 (Kristen Panfilio) 博士統籌。雖然大乳草長椿不過是名列「i5k」計畫當中諸多節肢動物的一員,但其序列的問世卻有相當不凡意義。例如大乳草這種植物對許多動物而言具有毒性,但大乳草長椿卻能甘之如飴,其解毒機制正寫在牠的基因體中,解析其基因體對解開其解毒機制將助益匪淺。另外,已知大乳草長椿橘黑相間的鮮豔體色對飛鳥是種警訊 ,使鳥類不致誤食有毒的大乳草 。然而如此鮮豔的體色如何形成,在基因體解碼前僅能針對候選的基因行零星式的分析,做一個算一個。但在掌握全基因體序列後,解開形成體色的基因網路就不再遙不可及。

雖然臺大團隊僅有張俊哲和當時還是博士生的呂曉鈴與蕭逸旻兩位現役博士參加,但他們卻在 27 個分析小組中承攬 3 組的分析重責。由張俊哲擔任3 個小組的負責人,臺大團隊完成「生殖基因」、「眼發育基因」、「基因靜默分子網路」的分析與成果撰寫。回想多年前小組長們還在維也納大學的一個小會議室雙眉深鎖,對計畫前景不甚樂觀,只能硬著頭皮展開分析。之後更收到多次退稿與修訂通知,真不敢相信最後能獲頂尖基因體期刊主編的青睞,願意將大乳草長椿的基因體公諸於世。 哲表示:主持人潘斐莉歐博士對於洞悉椿象序列和其行為、代謝、發育的關聯具有相當之智慧與毅力,為使稿件之質感與新穎性提升,她甚至在論文中加入基因功能解析之實驗成果,此為基因體論文所罕見,也是計畫成功與論文通過嚴格審核之關鍵;此外,團隊成員蕭逸旻與呂曉鈴在各項資源不充裕的景況中,仍能細心完成龐大數量之椿象基因解析與提供洞見,誠屬不易。這些努力進一步使得團隊所屬之昆蟲學系與發育再生中心,能在椿象基因體計畫當中佔有一席之地,被國際社群所肯定。

在過去十年間,臺大昆蟲團隊已先後在蚜蟲和椿象這兩個重要的半翅目農業昆蟲之基因體計畫獲致具體成果,對爾後持續參與國際基因體計畫、研發分子防治策略、進行本土特有物種之基因體解析等工作,奠定良好基礎。

原文詳見:https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1660-0

  • 大乳草長椿

    國際大乳草長椿基因體聯盟標誌 (左上);大乳草長椿背面與側面圖 (左下);大乳草長椿棲於宿主植物之種子莢上頭的實況 (右)。Chiaki Ueda、Jena Johnson、Deniz Erezyilmaz 提供

  • 臺大昆蟲系遺傳發育研究團隊

    臺大昆蟲系遺傳發育研究團隊

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