蝴蝶（鳳蝶總科的物種統稱）因其豐富的形態多樣性，自達爾文時代便作為研究物種適應性進化的重要類群之一，近些年更被認為是研究形態遺傳、進化和發育的理想模型，已成為發育生物學、進化生物學、種群遺傳學、保護生物學和生態學等研究領域的重要模式生物之一。

　　鳳蝶科是具有重要進化地位的蝴蝶支系，其豐富的色彩和形態等多樣性是昆蟲生態與進化研究的主題。特別是鳳蝶含有一類獨特的色素類型即鳳蝶色素，有助于鳳蝶翅膀顏色多樣性的形成和各種生物學功能（如躲避捕食者和擇偶）的發揮，也是探討動物復雜性狀起源和重塑的理想模型。

　　2015年，中國科學院昆明動物研究所研究員王文團隊解析了金鳳蝶（所有蝴蝶模式種）及其近緣種柑橘鳳蝶基因組，并以蝴蝶為例首次實現野生昆蟲的基因編輯。該所研究團隊在此基礎上，為了在蝴蝶系統發育的更大尺度下探討蝴蝶形態等表型多樣性進化的遺傳基礎，2017年啟動了蝴蝶譜系基因組計劃。

　　作為先期研究，科研人員利用三代長讀長測序技術和Hi-C技術，解析了分布在東亞、南亞及東南亞且對體色進化及物種分化具有重要研究意義的碧鳳蝶染色體水平的基因組（首個利用Hi-C技術與三代長讀長測序技術相結合解析的染色體水平的蝴蝶基因組）、經典偽裝物種枯葉蛺蝶染色體水平的高質量基因組（首個組裝W染色體的蝴蝶參考基因組）。

　　近日，該研究團隊利用三代長讀長技術，解析了鳳蝶科兩個亞科（鳳蝶亞科和絹蝶亞科）所有族的代表種類共11種鳳蝶的高質量參考基因組。

　　結合之前發表的蝴蝶基因組，克服了不完全譜系分選和基因流等挑戰，構建了族水平穩定的系統發育樹。比較基因組研究顯示，位于模式基因（決定蝴蝶翅膀上不同形態和色素類型鱗片的時空定位）和效應基因（決定鱗片內色素合成）上游調控區的鳳蝶科特異的非編碼保守元件和轉錄因子結合位點的進化以及效應基因的快速進化，或促進鳳蝶色素的起源與進化。

　　該研究為闡釋顏色多樣性的基因組基礎尤其是鳳蝶色素的起源提供了新見解，并為探索蝴蝶進化、生態學和保護提供了重要的數據資源。

（原載于《云南經濟日報》 2022-04-26 第2版 區域）