斑蝥素（Cantharidin）是芫菁科等昆虫体内的防御性毒素,具有高效的杀虫、抑菌、除草以及抗病毒和抑癌等活性。近年来,斑蝥素的生物合成途径已成为研究热点。本课题组一直在从事中华豆芫菁（Epicauta chinensis）体内斑蝥素合成途径已经并取得了明显进展,但基因组数据的缺乏限制了进一步的深入研究。鉴于此,本研究开展了中华豆芫菁的全基因组测序,通过比较基因组学分析,获得了芫菁科特有并在中华豆芫菁中显著扩张的基因家族;从全基因组水平分析了可能与斑蝥素合成及转运相关的基因家族,进一步筛选了芫菁科特有的细胞色素P450（Cytochrome P450,CYP450）,并对1个芫菁科特有的CYP450（EchiCYP72）进行了与斑蝥素合成相关性的验证。主要研究结果如下:（1）中华豆芫菁全基因组测序与比较基因组分析通过PacBio三代测序平台对中华豆芫菁进行高通量测序,得到151.88 Mb的基因组数据并绘制了基因组草图（GC含量为33.08%,contig数量为870条,N50长度为659.43 Kb,最长的scaffold为5.89 Mb）,注释得到12,520个高质量编码蛋白基因。使用BUSCO软件对中华豆芫菁基因组完整性评估,结果显示基因组完整度、重复率、缺失率分别为98.7%、2.9%、0.9%。比较基因组分析和富集分析的结果显示发现气味受体（Odorant receptor）、CYP450等45个基因家族发生了显著的扩张。通过对以往研究的分析,发现CYP450家族与斑蝥素的生物合成有很大的相关性。（2）芫菁科特有CYP450的鉴定与分析鉴定了赤拟谷盗（Tribolium castaneum）蜂房小甲虫（Aethina tumida）、光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）、米象（Sitophilus oryzae）、中欧山松大小蠹（Dendroctonus ponderosae）、马铃薯甲虫（Leptinotarsa decemlineata）、白蜡窄吉丁虫（Agrilus planipennis）等7种不产生斑蝥素的甲虫和眼斑沟芫菁（Hycleus cichorii）、大斑沟芫菁（Hycleus phaleretus）、中华豆芫菁等3种芫菁科昆虫的CYP450,共得到899个CYP450（其中包含116个中华豆芫菁的CYP450）。通过本地双向Blast得到25个芫菁科特有的CYP450,分别属于CYP4亚族和CYP3亚族的CYP6和CYP9。发现芫菁科昆虫特有的CYP450中仅有EchiCYP72基因属CYP9,且前人未曾验证过CYP9与斑蝥素合成的相关性。（3）EchiCYP72基因与斑蝥素合成相关性的验证为了验证EchiCYP72基因与斑蝥素合成的相关性,利用RT-q PCR技术确定该基因在中华豆芫菁雄虫不同时期和不同组织的表达量,并通过RNAi技术结合RT-q PCR和气相色谱仪检测了干扰该基因后对斑蝥素合成的影响。结果显示注射该基因的ds RNA后显著抑制了EchiCYP72基因的表达,干扰效率可达74.05%以上,最高为94.04%,且1d、3d、5d、7d后的斑蝥素含量分别被抑制了49.12%、31.67%、40.59%、60.59%,说明该基因与斑蝥素的合成存在较强的相关性。（4）中华豆芫菁其它扩张基因家族的鉴定在中华豆芫菁扩张的基因家族注释结果中,发现了味觉受体、转运体、羧酸代谢以及免疫基因。本研究进一步鉴定了中华豆芫菁气味受体基因（odorant receptors,ORs）、离子型受体基因（ionotropic receptors,IRs）、离子型谷氨酸受体（Ionotropic glutamate receptors,i Glu Rs）、化学感受蛋白（chemosensory proteins,CSPs）、气味结合蛋白（odorant binding proteins,OBPs）、感觉神经元膜蛋白（sensory neuron membrane proteins,SNMPs）等化学感受家族,ABC转运蛋白家族（ATP-binding cassette transporters,ABCs）,谷氨酸S-转移酶基因（Glutathione S-transferases,GSTs）以及免疫基因。共计得到150个GR,80个OR,30个IRs、17个i Glu R,9个CSP,47个OBP,10个SNMP、32个GST、71个ABC以及281个免疫基因。