多项研究试图根据这种有害害虫的生理、生态和行为特征，找出可供选择的CBB管理方法。30,31,32..然而，很少有研究描述CBB的分子特征。i.e它的基因组结构、转录谱或蛋白质组)29,33..转录学是一种为特定条件或发育阶段的生物体提供现有基因组和基因表达数据的补充数据的有用方法。考虑到测序昆虫转录序列能够完全识别新的基因，通过对大量基因数据集的功能表征和转录丰度的分析，该方法可以为害虫防治策略提供有价值的信息。除了特征良好的模型生物体的转录外，例如T. 蓖麻34和D. 蒲公英35，其他鞘翅目昆虫不同发育阶段的转录序列，包括[医]金龟子21, [医]Batocera horsfield36和乌贼27，最近进行了测序，增加了与研究许多其他昆虫目标相关的测序数据。
在本研究中，我们采用高通量测序方法，构建了一个由29，434个单基因组成的47.4-mbp序列，比cbb基因组草案(~28.4 mbp)中预测的基因数目(~28.4 mbp)大得多，共有19，222个预测基因，其中只有15，546个基因在女性中表达。29..此外，流式细胞仪预测的CBB基因组大小(~200 mbp)略高于cbb草案基因组的预测值(~163 mbp)。29..虽然我们的转录组中的序列较多，但大约15%的CBB基因组预测的蛋白质与我们的转录本不一致。这些基因只能分阶段表达，如蛹和卵，这些基因在这项工作中没有被测序，甚至在特定的生理条件下表达。否则，我们发现我们组装的2，930份转录本与CBB基因组的预测蛋白没有一次联系。重要的是要注意这些转录本作为可能的新基因，这些基因还没有在现有的基因组中被识别出来。支持需要对所呈现的转录体进行测序的另一个事实是，我们组装的N50(2，427)几乎比Vega发布的当前转录体(1，638)高1.5倍。等人.29..因此，我们提供了一个比目前发表的片段更大的转录组。29..重要的是要强调的是，目前版本的基因组和转录组的CBB是通过测序RNA从个人与10年以上的子午线饮食在实验室。预计在这种种群中观察到的变异性应不同于目前工作中使用的种群中所观察到的变异，这种变异是从羊皮咖啡中饲养的昆虫中获得的，这种变异只发生了一代人。因此，在比较转录序列时，我们的数据集是CBB中基因集和转录表达模式的一种更为真实和全面的表达方式，因为本工作中使用的种群是在更接近CBB自然条件的条件下进行的。
在本报告中，我们将提供补充Vega报告的基因组草稿的补充信息。等人.29，不仅包括从雌性获得的序列，还包括从雄性和幼虫阶段获得的序列。在我们的数据集中，L2幼虫和雌性以及雌性和雄性之间差异表达的基因分别占3.7%和8.1%。以前的报告表明，在非生殖阶段和生殖阶段之间，DEGS的比例(1-5.5%)略低于成年阶段两性间DEGS的百分比(2.7-8.8%)。21,27,36..在未来的研究中需要考虑的一个重要因素是，CBB雄性在幼虫阶段只表现出一龄，而雌性则有两龄。我们观察到在比较雄性和雌性或雄性和L1幼虫时，基因表达的差异要比雄性和L2幼虫更大，因为最后一个幼虫阶段是雌性特异性阶段。37..在这项工作中，我们的重点不仅是识别特定于幼虫龄的目标基因，而且也是针对雌性的。早期阶段通常是最适合害虫管理的目标。然而，由于CBB早期的内生行为，这种方法严重限制了控制方法的使用。对于幼虫来说，转基因植物应该更有效。否则，非转化方法可以更好地适用于女性，这是CBB的唯一阶段，离开胚乳。因此，只有雌性受到无法渗透咖啡豆胚乳的控制方法的影响。因此，了解CBB幼虫和成虫阶段的表达谱和RNAi靶标识别同样重要。
从功能角度，我们观察到，在GO和通路富集分析中，男性上调基因的功能类别(80 Go术语和14条KEGG通路)比任何其他DEG集都丰富。这一发现对于提高对CBB性别决定的理解是至关重要的，在CBB中，性别比以10：1的比例向女性扭曲。5..用雄性单倍体(Arrhenotoky)的概念解释了CBB的性别决定，并提出了单倍体二倍体与杀虫剂抗药性之间的联系。38..然而，与CBB生活史相关的遗传学尚不清楚，与性别决定有关的特定基因或代谢途径仍不清楚。在这项工作中，我们发现超过68%的DEG在男性中被上调，DEGS与TES和性别决定有关。埃尔南德斯-埃尔南德斯等人.39对CBB基因组中存在的TES进行了表征，结果表明，11.51%的TES属于Tc1/水手超家族。此外，作者证实至少8.2%的CBB基因组是由TES组成的。在这项研究中，我们鉴定了724份带有TE Pfam家族注释的转录本(图)。1B在BLAST分析中，至少有一个与TE相关的蛋白匹配的1，367个单基因。因此，至少有2.5%的TE相关蛋白在cbb转录组中表达，其中4.7%是差异表达的基因。正如Hernandez-Hernandez所讨论的等人.39昆虫生殖特性可能与较低的TE含量有关。单倍体二倍体阻止某些TE基因的传播，在这种二倍体中，来自雄性的染色体不被传递给下一代。这一事实可能解释了在男性mRNA文库中编码TE相关蛋白的基因的较高丰度。
除了比较男性和女性的表达水平外，生殖和非生殖阶段的比较还揭示了CBB生命周期中有趣的基因表达变化。从进化和生态学的角度，以及从发展可持续的害虫防治方法的角度来看，完全代谢昆虫的幼虫向成虫的转变和发育调控是至关重要的。40..本研究描述了cbb成虫阶段与未成熟阶段的表达差异，并确定了以前在该昆虫基因组中检测到的与昆虫发育有关的基因。29..Go和途径富集分析表明，几种与碳水化合物和蛋白质代谢相关的基因在幼虫中的表达与在雌性中的表达存在差异。总之，大多数预测的蛋白质参与纤维素和半纤维素代谢，如内切葡聚糖酶、纤维素酶(糖苷水解酶家族48)和木聚糖酶在幼虫中表达上调。有趣的是，据报道，这些酶可以消化许多大肠杆菌的细胞壁成分，特别是纤维素、半纤维素和木质纤维素，它们是它们的主要碳水化合物来源。41.
此外，在幼虫(丝氨酸蛋白酶和硫醇蛋白酶)和雌性(肽酶-二肽蛋白酶和金属蛋白酶)中，编码蛋白酶活性的基因也被上调。一些研究表明，消化酶编码基因在幼体阶段的表达较高，可能是因为这些非生殖阶段(通常称为摄食阶段)的摄食行为比在成虫中观察到的要活跃得多。21,25..消化酶被认为是害虫防治的潜在靶点，因为它们在昆虫营养中的作用是必不可少的，它们的抑制在幼虫阶段会产生致命或有害的影响。42..然而，据报道，昆虫基因对以消化酶为靶标的抑制剂反应迅速。43，这意味着识别这些基因的新变体对于设计更精确和有效的病虫害防治策略至关重要。44,45.
其他可被认为是RNAi和杀虫剂发育的潜在靶点是编码角质蛋白(CPS)和参与甲壳素代谢的酶的基因。在昆虫中，角质层的结构是由角质层蛋白决定的，这些蛋白质在许多生理过程中起着重要的作用，如防脱水、杀虫剂渗透、病原体和身体伤害等。46..因此，cps可以作为害虫防治的潜在目标。47..在我们的数据集中，一些编码表皮结合蛋白和表皮蛋白类似于环磷酰胺(CPAP)的基因被差异表达，在幼虫和雄性中的表达高于雌性(见图)。5)。同样，某些甲壳素合成酶、几丁质酶和几丁质脱乙酰酶在幼虫和雄性中的表达也高于雌性。有趣的是，与幼虫或雌性相比，参与甲壳素降解的基因在雄性中有更大程度的上调。甲壳素的合成和降解速率的精确控制对昆虫的动态平衡至关重要。确定调控这些比率的基因的表达谱可能有助于设计害虫防治策略。48.
最后，我们强调了一组编码具有化学感知功能的蛋白质的基因。OBPs的多基因家族被认为参与了化学识别，它调控着包括宿主选择、交配和繁殖在内的关键行为。49..在鞘翅目成虫中，嗅觉在寻找配偶、定位产卵点、觅食、聚集和躲避捕食者方面起着重要作用。50..尽管嗅觉机制很重要，但与鳞翅目动物和敌翅目动物相比，人们对大肠杆菌化学接受的分子基础仍然知之甚少。51,52..OBP家族可分为四个不同的系统发育类群：经典的OBPs，其特征是6个半胱氨酸残基在保守位置；负-C类，失去两个保守的半胱氨酸残基；+-C类，包含4至6个额外的半胱氨酸和一个特征性脯氨酸；以及高度特异性的触角结合蛋白(Abpii)。53..少数对鞘翅目害虫进行的研究已经评估了昆虫中描述的大多数OBP的组织特异性表达谱，在某些情况下，男女组织之间的差异很小。然而，对于Obp基因在不同发育阶段的表达谱却知之甚少。28,54..在本研究中，我们确定了15个编码OBPs的全长候选基因，其中6个基因在不同阶段有差异表达。大多数候选OBP基因在成虫(主要是雌性)中表达最高，其中只有一个基因在幼虫中表达上调。
而且，当我们比较H. 汉培和T. 蓖麻OBP剖面54在我们的系统发育分析中。6)，我们观察到没有OBP基因被上调T. 蓖麻幼虫。此外，在总共16个OBP中，差异表达在T. 蓖麻和H. 汉培，八属于负C类。这些发现提示，OBP基因在鞘翅目昆虫中的表达差异可能是由向生殖阶段的转变所决定的。由于CBB雄性从不离开咖啡种子，因此在雌性咖啡种子中表达较高的OBPs可能与雌虫的定植作用有关，这涉及到检测新的、合适的咖啡种子。负碳生物多样性计划在这一过程中的作用迄今尚未确定，但其作为虫害防治目标的潜力是非常重要的。周等人..在2010年，通过阻断OBPs来中断信号感知可以防止交配事件或影响正常的宿主选择。55..事实上，在最近发表的工作中，OBP基因的敲除已经显示出对不同害虫的致命影响。56,57..在cbb中，OBP基因敲除也可能因为cbb的内生生活方式而表现出致命的效果，在这种生活方式中，基于气味的通讯被认为是昆虫繁殖和生存所必不可少的。
