Published December 2020 | Version v1
Journal article

Functional insights from the GC-poor genomes of two aphid parasitoids, "Aphidius ervi" and "Lysiphlebus fabarum"

Others:
Department of Aquatic Ecology - (Dübendorf, Suisse) ; Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf] (EAWAG)
Universidad de Talca
Plateforme Génomique Environnementale et Fonctionnelle (GEF) ; Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Institute for Evolution and Biodiversity (IEB) ; Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU)
Département d'écologie et évolution [Lausanne] (DEE) ; Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)
Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences [Groningen] (GELIFES) ; University of Groningen [Groningen]
Institut de neurophysiopathologie (INP) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Environmental Sciences [Riverside] ; University of California [Riverside] (UC Riverside) ; University of California (UC)-University of California (UC)
Institut Sophia Agrobiotech (ISA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA)
Università degli studi della Basilicata [Potenza] (UNIBAS)
Georgia Southern University ; University System of Georgia (USG)
University of California [Berkeley] (UC Berkeley) ; University of California (UC)
University of Potsdam = Universität Potsdam
Physiologie de l'Insecte, Signalisation et Communication [Versailles] (PISC) ; Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
Max Planck Institute for Chemical Ecology ; Max-Planck-Gesellschaft
Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale) ; Inria Rennes – Bretagne Atlantique ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7) ; Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Arizona State University [Tempe] (ASU)
Department of biology Earlham College, Richmond, IN 47374, USA.
1130483 and 1170943, Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
ANR-11-LABX-0028-01, Agence Nationale de la Recherche
PP00P3_123376, Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung
1554/3-1, Deutsche Forschungsgemeinschaft
GA 661/4-1, Deutsches Forschungsgemeinschaft
ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)

Description

Background: Parasitoid wasps have fascinating life cycles and play an important role in trophic networks, yet little is known about their genome content and function. Parasitoids that infect aphids are an important group with the potential for biological control. Their success depends on adapting to develop inside aphids and overcoming both host aphid defenses and their protective endosymbionts.

Results: We present the de novo genome assemblies, detailed annotation, and comparative analysis of two closely related parasitoid wasps that target pest aphids: Aphidius ervi and Lysiphlebus fabarum (Hymenoptera: Braconidae: Aphidiinae). The genomes are small (139 and 141 Mbp) and the most AT-rich reported thus far for any arthropod (GC content: 25.8 and 23.8%). This nucleotide bias is accompanied by skewed codon usage and is stronger in genes with adult-biased expression. AT-richness may be the consequence of reduced genome size, a near absence of DNA methylation, and energy efficiency. We identify missing desaturase genes, whose absence may underlie mimicry in the cuticular hydrocarbon profile of L. fabarum. We highlight key gene groups including those underlying venom composition, chemosensory perception, and sex determination, as well as potential losses in immune pathway genes.

Conclusions: These findings are of fundamental interest for insect evolution and biological control applications. They provide a strong foundation for further functional studies into coevolution between parasitoids and their hosts. Both genomes are available at https://bipaa.genouest.org.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 29, 2023