小菜蛾为十字花科植物的专食性害虫,常年给十字花科蔬菜的安全生产造成严重威胁,全世界每年由其引起的损失及其相关治理费用高达40-50亿美元。通过深入研究小菜蛾的抗药性、食性和长距离迁飞等重要生物学特性的内在遗传规律和分子调控机理,将为生产实践中小菜蛾的有效防治和持续控制提供科学依据。然而,目前我们对一些决定小菜蛾特殊生物学性状的基因的了解仍然十分有限。随着小菜蛾基因组的破译,小菜蛾研究已迈入功能基因组研究的时代。因此,结合构建高密度的遗传连锁图谱,将有助于基因组的优化和目标基因的遗传定位,进一步加速重要功能基因的分离和解析。本研究在我们已经建立的小菜蛾基因组参考序列的基础上,结合新一代测序技术,首次在昆虫中利用全基因组重测序的方法,构建小菜蛾遗传连锁图谱。通过对2个亲本和100个回交后代开展单个个体的测序,在每个个体中开发了平均100万个左右的SNP标记。我们进一步筛选多态性的SNP标记,根据这些标记在回交后代中的分离情况确定连锁关系和遗传距离,构建小菜蛾遗传连锁图谱。我们一共把2672个有效SNP标记整合到了 34个遗传连锁群上,比已知小菜蛾染色体对数(n=31)多出3个连锁群,比现有的利用RAD-seq构建出的小菜蛾遗传连锁图谱的标记数增加了约10倍。利用该遗传连锁图谱,我们定位了 375条小菜蛾基因组scaffold序列,总长237.27 Mb,约占基因组大小的68.93%。在小菜蛾基因组所注释出来的基因集中,有478个基因被遗传连锁图谱上的833个SNP标记所覆盖,其中定位于基因编码区的SNP标记有238个。小菜蛾与家蚕基因组在蛋白质水平的共线性研究表明,两个基因组间共存在453个共线性块,这些区域在彼此进化过程中有的高度保守、有的发生了较为明显的结构变异。通过比较染色体上的共线性区域,认为家蚕的4号、5号以及8号染色体很可能是小菜蛾染色体发生融合的结果,与之前报道的家蚕11号、23号和24号染色体不一致,有待进一步利用原位杂交等方法加以确认。借助构建基因家族的方法,我们比较了小菜蛾、家蚕和蝴蝶基因组中各自特有的基因成员,从中发现了物种特异的转录因子,以及参与解毒有毒化学物质的解毒酶基因、参与化学感受、消化食物的基因,以及免疫反应等相关基因。这些发现表明,鳞翅目昆虫不同物种之间在形态、行为和生理特性等方面的差异,受一组复杂的基因网络及其调控基因所控制,这些差异的产生则可能与其在各自进化过程中,基因组受外界环境选择压的影响,发生结构变异等多方面变化的综合结果。小菜蛾高密度遗传图谱的构建,是继基因组和转录组研究之后,在小菜蛾基因组学和遗传学领域的又一项重要工作。它的完成将进一步推动小菜蛾功能基因组学和比较基因组学的研究,为小菜蛾的遗传防治和抗药性治理奠定理论基础。