InsectSci | 生态学院BEE团队发表瓢虫生物学、生态学与多组学综合资源数据库

发布人:潘三川 责任审核人:刘阳 审核发布 罗燕

       瓢虫是隶属于鞘翅目(Coleoptera)瓢虫科(Coccinellidae)的一类昆虫,全球已知物种数量超过6000种,在食性、地理分布、遗传背景和生理适应性等方面表现出高度多样性。作为全球农业害虫生物防治体系中的核心类群,瓢虫在蚜虫、粉蚧等重要害虫的控制以及捕食性昆虫进化适应研究中发挥着不可替代的作用,在生态学、进化生物学和应用昆虫学领域占据重要地位。然而,在实际研究与应用中,瓢虫相关研究仍面临三方面瓶颈:一是数据高度碎片化,分类、食性、基因组、转录组和微生物组等信息分散于不同平台,难以系统整合;二是生物防治风险评估不足,非靶标效应、入侵风险和人工饲养适应性缺乏系统数据支撑;三是多组学研究成果难以转化应用,基因、表达和微生物信息与实际生态和功能性状之间仍存在脱节。

       为弥补上述不足,推动天敌瓢虫研究从“零散信息积累”向“系统整合与应用”转变,中山大学生态学院庞虹教授、李浩森副教授领衔的甲虫生态与进化研究团队(BeetleEcoEvol,BEE)近期开发了综合性瓢虫数据库 LadybirdBase(http://www.ladybirdbase.com)。该数据库系统整合已发表的文献和公开数据,覆盖6872个瓢虫物种数据,构建了五个功能模块和五个分析工具(图1)。

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图1 LadybirdBase数据库的结构,包括五个功能模块和五个分析工具

       Biology模块基于系统文献梳理和标准化处理,构建完整的瓢虫分类体系(亚科—族—属—种),整合同物异名、中英文名称及形态学特征信息,并关联食性、分布、多组学资源与参考文献,便于快速检索与信息获取。

       Ecology模块系统汇总了瓢虫的11类主要食物资源,包括蚜虫、粉蚧、白粉虱和花粉等,展示不同瓢虫类群的取食记录、取食地点及对应文献,并详细整理了孟氏隐唇瓢虫Cryptolaemus montrouzieri、七星瓢虫Coccinella septempunctata、异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylea japonica和小短角瓢虫Novius pumilus等5种常用生防天敌的食谱信息;同时整合了来自174个国家和地区的1万余条地理分布记录,并按国家/地区进行展示。

       Genomics模块收录了20个完整基因组(包含测序与组装信息)、66个线粒体基因组,以及17个物种共782个转录组数据集,并按照发育阶段、组织类型、食物处理、注射处理等条件进行分类;基于标准流程开展直系同源基因家族分析,并利用KEGG数据库进行功能注释,同时展示每个同源群中不同物种的具体基因信息;对已有重测序数据,系统分析并提供SNP/InDel等变异位点结果。

       Microbiomics模块系统整理了970个16S rRNA扩增子样本、65个ITS真菌数据集和10个宏基因组数据集,所有扩增子数据均采用统一流程进行标准化分析,并以可视化形式展示不同物种或处理间的微生物组成差异。

       Lab Test模块汇集了已发表和未发表的实验测试数据,基于原始数据计算并展示发育历期、存活率和成虫体重等关键生物学参数,同时系统整理了瓢虫杀虫剂相关研究,总结杀虫剂类型、使用浓度及其对瓢虫的影响,为风险评估和应用实践提供数据支持。

       为提升数据库的易用性与分析效率,LadybirdBase配套提供了五类常用分析工具,包括基于形态、食性和分布信息的物种辅助鉴定工具(Morphology),基于DNA条形码的序列比对工具(Barcode),用于基因和蛋白序列检索的工具(Gene),用于基因表达信息查询与差异分析的工具(Expression),以及汇总已发表和未发表引物资源的工具(Primer)。

       通过多模块整合与分析工具协同,LadybirdBase有望推动高效生防天敌的精准筛选,从基因组和微生物层面深入理解瓢虫的生态适应机制,系统评估引入风险与入侵潜力,并为人工饲养与田间释放策略的优化提供科学依据。未来,LadybirdBase将持续更新,并计划引入人工智能辅助分析与智能决策功能。

       该研究以“LadybirdBase: A comprehensive biology, ecology, and omics resource for ladybird beetles (Coccinellidae) ”为题,发表在国际昆虫学经典期刊Insect Science(一区TOP)。中山大学生态学院博士研究生孙艺菲为论文第一作者,李浩森副教授和庞虹教授为共同通讯作者。生态学院BEE团队的博士后Luis Carlos Ramos Aguila、Muhammad Asghar Hassan,博士生梁源森、蔡丽群,硕士生杨坤宇、李浩、张右文、梁嘉泳、牟谦,本科生谢家逸、王应敏、陈丹、祁梦雪亦参与了本研究。研究得到中国科技基础资源调查专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金,以及广东省动物保护与资源利用重点实验室开放基金资助。

 

原文信息:

Sun, Y. F., Yang, K. Y., Li, H., Liang, Y. S., Cai, L. Q., Xie, J. Y., Zhang, Y. W., Liang, J. Y., Mou, Q., Wang, Y. M., Chen, D., Qi, M. X., Aguila, L. C. R., Hassan, M. A., Li, H. S. and Pang, H. (2026) LadybirdBase: A comprehensive biology, ecology, and omics resource for ladybird beetles (Coccinellidae). Insect Science, DOI 10.1111/1744-7917.70231.