2013年1月14日，由福建省福建农林大学发起并主持，由福建农林大学和深圳华大基因研究院共同完成，英国剑桥大学等多家单位参与的小菜蛾基因组相关研究成果于国际权威学术期刊《自然·遗传学》（Nature Genetics）上在线（online）发表。小菜蛾基因组的破译，宣告世界上首个鳞翅目昆虫原始类型基因组的完成，它同时也是第一个世界性鳞翅目害虫的基因组，它的完成奠定了我国在小菜蛾基因组研究领域的国际领先地位。这项研究成果对于揭示小菜蛾与十字花科植物协同进化及其抗药性的适应进化与治理等均具有重要的科学价值，同时也为鳞翅目昆虫的进化和比较基因组学研究提供宝贵的数据资源，并将为农业害虫的可持续控制提供新的研究思路。

小菜蛾属鳞翅目菜蛾科，是危害十字花科蔬菜的一种重要的寡食性害虫。在所有栽培十字花科蔬菜的国家和地区都有发生为害的纪录，其被认为是分布最广泛的世界性鳞翅目害虫。由于其发生世代多，繁殖能力强，寄主范围广，抗药性水平高，给防治工作带来极大的困难。在东南亚部分地区可造成90%以上的蔬菜产量损失，全世界每年因小菜蛾造成的损失和防治费用已高达40-50亿美元。小菜蛾在我国各省区均有分布，尤其在我国长江流域和南方沿海地区情况严重，给我国蔬菜生产和餐桌安全造成严重影响。

项目组首先通过构建小菜蛾自交品系，对不同自交世代的单个个体进行基于全基因组鸟枪法（WGS）策略的基因组测序和组装。但是，由于大多数农业害虫基因组自身高度杂合、结构变异复杂的特点，以及动物自交衰退的遗传特性，研究人员始终未能获得理想的小菜蛾基因组图谱。随后，研究人员通过采用新的测序和组装策略（Fosmid-to-Fosmid结合WGS），以及自主研发的基因组组装软件，攻克了大片段重叠序列组装和杂合区域排除的技术难题，最终获得了1,819条scaffold序列（N50=737 kb），大小约为343 Mb的小菜蛾基因组。

通过基因注释和比较基因组分析，研究人员从小菜蛾基因组中预测到了18,071个蛋白质编码基因和1,412个小菜蛾特有的基因，并从后者发现一些参与感知和解毒的基因家族发生了明显的扩张。利用现有昆虫基因组信息构建系统发育树，发现小菜蛾属于鳞翅目昆虫中一个原始的类型，这与之前细胞学的研究结果一致。

结合开展小菜蛾发育和抗药性相关的转录组和表达谱测序，研究人员从中分析了在幼虫阶段偏好表达的基因，发现与气味感受、食物消化和解毒代谢相关的基因所构成的复杂基因网络，其中以解毒代谢相关基因的种类最为丰富，多数成员在昆虫消化食物最重要的器官中肠中大量表达。研究人员推测，小菜蛾硫代葡萄糖苷硫酸酯酶（GSS）基因和硫酸酯酶修饰因子基因1（SUMF1）在幼虫时期的协同表达是决定小菜蛾能够取食十字花科蔬菜的关键，揭示了小菜蛾与寄主植物在长期进化过程中所形成的特殊关系。而ABC转运蛋白家族的扩张，则可能是除细胞色素单加氧酶（P450）、谷胱甘肽转移酶（GST）和羧基酯酶（COE）这三大水解酶家族外，更加值得关注的代谢解毒酶类。通过分析不同个体间的测序数据，科研人员还发现小菜蛾种群内部存在着大量的基因组变异，这可能是小菜蛾具有广泛适应性的重要遗传学基础。

小菜蛾基因组项目负责人福建农林大学尤民生教授表示：“小菜蛾基因组研究项目于2009年12 月正式启动，前后历时三年，在这个过程中研究人员团结协作，不畏艰难，刻苦攻关，最终获得了高质量的小菜蛾基因组。在完成小菜蛾基因组的基础上，我们将进一步加强与国内外科研人员的合作和交流，继续开展与抗药性和食性等生长发育密切相关基因的功能基因组学和遗传学研究，深入了解和阐明昆虫与寄主植物协同进化的相互关系及分子机理，为小菜蛾的有效防治和持续控制提供科学依据。”

华大基因研究院院长王俊指出：“我们非常高兴看到首个小菜蛾基因组图谱问世。该物种基因组的成功解析，将会进一步推动小菜蛾基础生物学研究和十字花科植物的害虫防治及管理工作，从而为健康安全的蔬菜生产及农业的可持续发展提供重要的科学保证。”