英国《自然—通讯》期刊于1月15日在线发表了由中国科学院动物研究所领衔，深圳华大基因研究院和中科院北京生命科学研究院等单位参与的一项重要研究成果。该研究成功破译了迄今为止最大的动物基因组——飞蝗的全基因组序列图谱。同时，国际知名数据库NCBI GenBank也向全球公开了飞蝗基因组数据。
中科院院士、中科院动物研究所所长康乐在接受采访时表示：“飞蝗作为昆虫学的经典研究模式，已有200多年的历史。然而，其遗传背景十分复杂，染色体数量多，基因组体积庞大，因此逐渐在现代生物学研究中淡出，并在20世纪50年代后被果蝇取代为模式生物。”随着飞蝗基因组的成功破解，这种具有悠久研究历史的昆虫有望重返科研舞台中心，成为现代生物学和生物医学研究的重要模式系统。
在多年的研究基础上，康乐院士带领中科院动物所生态基因组学研究组对飞蝗基因组进行了测序、组装和注释，揭示了飞蝗的食性、迁飞、群聚等生物学特性。这项研究为揭示蝗灾暴发机制、开发可持续治理策略以及探索新的控制方法提供了重要的基因组资源，同时也为飞蝗成为研究人类疾病和行为的生物医学模型奠定了坚实基础。
研究团队发现，飞蝗基因组的大小达到6.5GB，是人类基因组的两倍多，约为果蝇基因组的30倍。课题组副研究员王宪辉指出，飞蝗基因组的“庞大”主要是由于重复序列的过多积累。研究显示，飞蝗基因组约60%的区域由重复序列组成，包含2639个重复序列家族，其中DNA转座子和LINE转座子分别占24%和17%。这些发现表明，飞蝗基因组具有高度复杂的特征。
研究的另一大亮点是首次揭示了群居型和散居型飞蝗之间转变的深层次原因。课题组的杨鹏程博士表示，调控神经可塑性的基因在表达量、DNA甲基化以及可变剪切方面均表现出显著变化，这些基因可能在控制飞蝗形成大规模群体的过程中发挥了重要作用。
此外，研究还发现，飞蝗基因组中与脂肪酸合成、转运和代谢相关的基因家族发生了显著扩增。由于脂肪酸是大多数长距离迁飞昆虫的主要能量来源，这一发现解释了飞蝗卓越飞行能力的遗传基础。研究团队还发现，飞蝗体内的代谢解毒酶类（如糖苷键转移酶）基因数量在所有已测序昆虫中最多。这类酶能够降解禾本科植物中特定的次生代谢物，为解释飞蝗以禾本科植物为食的原因提供了重要线索。
康乐院士还提到，研究团队预测了51个潜在的药物靶点基因，这些基因可以用于后续的药物筛选工作。此外，实验室未来计划培育一些转基因蝗虫，用于科学实验和进一步研究。
康乐强调：“蝗虫本身也是维持生态系统稳定性的重要成员，没有必要将其赶尽杀绝。只要它们不严重危害以生产为目的的农作物，应该允许一定数量的蝗虫存在于自然环境中。”
此次研究为理解飞蝗的生物学特性、开发新型农药以及探索其在生物医学中的潜在应用提供了重要的科学依据。