芫菁科（Meloidae）甲虫,拟天牛科（Oedemeridae）的部分物种以及部分蜡蝉科（Fulgoridae）的昆虫所产生的斑蝥素（CTD）具有抗癌、抗菌、消炎、升高白细胞等药用价值,同时也可以作为农药用于害虫防治作用。随着CTD应用范围的扩展,对其需求量也随之增加,常用的药用斑蝥类群就很难满足实际需求,加上人工合成CTD的条件苛刻,无法进行工业化生产。为了解CTD的生物体内合成机制及遗传背景,本论文对中国北方广泛分布的芫菁科昆虫一一圆点斑芫菁（Mylabris aulica）进行了全基因组测序,并用生物信息学方法分析了 CTD生物合成的分子机制和代谢通路,以便为CTD的生物合成提供理论基础。研究的得出的主要结果如下:1.圆点斑芫菁基因组的调研、测序和组装:本研究首先用二代测序平台Illumina X-ten获得了圆点斑芫菁（M aulica）基因组数据13.5G,使用GCE中的kmerfreqhash程序分析调研,预估圆点斑芫菁（M.aulica）的基因组大小为318.4Mb。随后,用三代测序平台Nanopore对圆点斑芫菁（M.aulica）基因组测序,获得53.5G数据。得到的数据使用Trimmomatic进行质量控制,进一步用canu纠错后,用WTDBG进行组装和BUSCO评估。最终组装得到的基因组长度为288.5 Mb,N50长度为467.8 kb,L50值为44,测试覆盖率为101.4×（30.41 Gb数据）,错误率为0.09%。基因组整体组装较完整,错误较低。2.圆点斑芫菁基因组的注释分析本研究首先将重复序列元件进行彻底的搜索、归类。屏蔽掉重复序列后,进行从头预测（de novo）和基于近缘物种的同源基因预测。随后将同源预测和从头预测获得的结果用EVM软件进行整合,最终得到16500个蛋白质编码基因,平均长度为5940.92bp,平均每个基因有6.62个外显子。其中16444个基因可以被注释功能。GeneBank的NR数据库能注释1613 1个基因,Pfam数据库能注释15 153个基因,Swiss-Prots数据库能注释13445个基因。15579个基因被分配到至少一个GO过程中,6269个基因被分配到两个或两个以上KEGG通路。对注释结果进行分析发现圆点斑芫菁（M.aulica）基因组中与CTD生物合成相关的基因只占一小部分:NR注释的结果分析发现圆点斑芫菁（M.aulica）基因组与赤拟谷盗（Triboliumcastaneum）和光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）这两种不能产生CTD的甲虫的基因组序列的相似度高达79.85%。3.圆点斑芫菁的比较基因组分析为了进一步探索与CTD生物合成功能相关的基因的形成和演化,本研究选用435个单拷贝直系同源基因进行了圆点斑芫菁（M.aulica）系统发育分析,发现:圆点斑芫菁（M.aulica）、大斑沟芫菁（Hycleus phaleratus）和眼斑沟芫菁（Hycleuscichorii）的形成了一个系统发育单系,且分化时间很短。这三个物种从共同祖先分化的时间估计是在100万年内,因此包括CTD合成在内的很多生化代谢基因,可能继承自其共同的祖先。基因家族的收缩和扩张分析发现在1783个扩张的基因家族中有377个显著扩张的基因家族。基于功能分析,我们认为与CTD生物合成相关的机制在这几个近缘物种中是保守的。4.圆点斑芫菁CTD生物合成相关基因分析为了进一步分析圆点斑芫菁（M aulica）基因组中与CTD生物合成相关的基因,本研究利用KAAS工具提供的KEGG数据库对基因进行功能注释,寻找CTD生物合成中的萜类骨架生物合成通路中的基因。除了已经报道的与CTD生物合成相关的基因,新发现有两个未被注释的基因序列。通过功能搜索发现,他们可能分别在乙酰乙酰辅酶A（acetoacetyl-CoA）和金合欢醛（farnesal）生物合成中有功能,而Pfam结构域分析显示这两个基因可能具有硫解酶和短链脱氢酶的功能。