图片:农业研究所获得了沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的第一个高质量、高度详细的基因组。
沙漠蝗虫是世界上最具破坏性的迁徙昆虫，是瘟疫和破坏的贪婪食料。美国农业部农业研究局的科学家获得了沙漠蝗虫的第一个高质量基因组。
沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的基因组非常庞大，接近90亿对碱基对，几乎是人类基因组的三倍。
“我们担心，面对这个巨大而可能非常复杂的沙漠蝗虫基因组，这将是一项极其漫长和困难的工作。然而，我们能够在5个月内从样本采集到最终组装的基因组，”位于夏威夷希洛的农业研究所热带作物和商品保护研究单位的昆虫学家斯科特·m·盖布说，他是该小组的负责人之一。“沙漠蝗虫是有史以来完成的最大的昆虫基因组之一，这一切都是由一只蝗虫完成的。”
这只蝗虫是由肯尼亚内罗毕国际昆虫生理与生态中心(ICIpE)的化学生态学家鲍德温·托托提供的。他和他的团队追踪了成群的蝗虫，在肯尼亚各地收集标本，直到他有了两个父母，他能够繁殖出一个已知谱系的后代。
沙漠蝗染色体的大小引人注目;将它们与果蝇模型进行比较，果蝇是有史以来第一个组装的昆虫基因组。许多沙漠蝗虫的单个染色体比整个果蝇的基因组都要大。
“对于沙漠蝗，我们处理的是一个更大、更少的基因组片段——大约8.8 Gb，只有12条染色体。和果蝇比起来，就像18轮大货车和小型车比起来。”“这就像对一个典型的昆虫基因组进行很多很多次测序。但随着今天DNA测序技术的进步，我们现在能够生成极其精确的昆虫基因组，这在以前是无法接近的。”
农业研究所通过国家生物技术信息中心向国际研究界提供了该基因组。
沙漠蝗灾是周期性的，早在公元前3200年古埃及法老时代就有记录。近几十年来，1967-1969年、1986-1989年以及最近的2020-2022年发生过沙漠蝗灾。它们在东非、中东和西南亚造成破坏，威胁许多国家的粮食安全。
它们的危害可能是巨大的。一个小虫群一天能吃的食物相当于3.5万人的食物量;根据联合国粮食及农业组织的数据，覆盖纽约市的历史规模的一大群人一天的食量相当于纽约、宾夕法尼亚州和新泽西州人口的总和。
目前沙漠蝗的防治主要依靠定位蝗群和喷洒广谱杀虫剂。最终，这项基因组学工作可以减少对这类杀虫剂的依赖。
Geib说:“拥有高质量的基因组是找到目标控制的一大步。”“它还将为我们提供关于沙漠蝗虫亲属的宝贵信息，沙漠蝗虫是美洲的主要害虫，比如摩门教蟋蟀，另一个可以影响美国粮食安全的蜂群物种。”
这项工作是Ag100pest计划的一部分，该计划是ARS的一个项目，旨在为农业中排名前100的节肢动物害虫开发高质量的基因组，作为基础和应用研究的基础。
美国农业部对外农业局协调了这一研究机会，并通过一项跨部门协议，由美国国际开发署非洲局提供资金。
农业研究局是美国农业部内部的主要科学研究机构。美国农业研究所每天都关注影响美国的农业问题的解决方案。在农业研究上每投资1美元，就会产生17美元的经济影响。＃
沙漠蝗虫的五个事实
沙漠蝗(Schistocerca gregaria)是一种短角蚱蜢，它周期性地改变自己的体型、行为和繁殖速度，以响应环境条件，如丰富的降雨和水分。
鼠疫实际上是一个专业术语。根据蝗虫群规模的大小和地理规模，沙漠蝗灾的严重程度按递增顺序确定:衰退(平静)、爆发、加剧、瘟疫(最大强度和范围)。
蜂群可以在空中停留很长时间。他们定期穿越红海，大约300公里。它们也可以穿越很长的距离:例如，1954年从非洲西北部到不列颠群岛，1988年从西非到加勒比地区只需10天左右。蜂群可以在一周内移动1000公里，大约是旧金山和西雅图之间的距离。
一平方公里的蝗虫群可以容纳多达8000万只成年沙漠蝗虫。
在蜂群中，每一代新的蜂群可以比前一代大20倍。