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科学家解密我国本土熊蜂遗传密码

发布者: 管理员  发布时间:2020-09-27 作者   来源:  点击量

    近日,中国农业科学院蜜蜂研究所主导,携手国内外多家科研单位首次为16种我国本土熊蜂绘制了高质量的参考基因组序列,并对其进行比较基因组学研究,揭示熊蜂基因组进化的分子机制,鉴定出与熊蜂生态适应性及行为特征相关的基因,为我国本土熊蜂遗传改良提供了宝贵的基因资源。相关研究成果在线发表在《分子生物学与进化(Molecular Biology and Evolution)》上。

    据孙成研究员介绍,熊蜂是重要的传粉昆虫,在设施作物授粉中发挥着巨大作用,是多种植物特别是茄科作物的优异授粉者。用熊蜂给温室作物授粉,不但可以提高产量,而且可以改善果实品质,在世界范围内得到广泛应用。目前世界范围内已鉴定的熊蜂包含15个亚属,约250个种。我国是世界上熊蜂物种资源最为丰富的国家,目前已鉴定出125种。而我国当前设施作物所使用的授粉熊蜂高度依赖进口,引进的熊蜂存在生物入侵风险。所以,培育本土授粉熊蜂品种,对促进我国农业绿色可持续发展、维持国家生态环境安全具有重要意义。

    研究团队通过对我国本土的16种熊蜂全基因组测序及全熊蜂属水平的比较基因组学研究发现,熊蜂的染色体结构非常稳定,只是在寄生性熊蜂中发生了较多的染色体结构变异;转座子是决定熊蜂基因组大小的主要因素,而且有证据表明转座子参与了熊蜂基因编码区及调控区形成;熊蜂基因的内部结构相对稳定但是基因的边界可变,这是由于熊蜂的终止密码子在许多时候不能够有效地终止蛋白质的翻译;熊蜂的基因树与物种树高度不一致,该结果提示将来人们进行熊蜂基因水平的研究要基于独立的基因树;鉴定出与熊蜂取食偏好、高海拔适应、杀虫剂抗性以及外部形态等性状相关的遗传变异。该研究进一步解析了我国本土熊蜂的基因组序列,鉴定了优良性状的遗传基础,为培育我国本土授粉熊蜂品种提供了理论基础。

    该研究得到中国农科院科技创新工程、国家自然科学基金、中央公益性科研机构基础研究基金等项目资助。

    原文链接:https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msaa240/5908523

图1 全熊蜂属水平上的系统进化、基因组及蛋白质组比较

图2 熊蜂属染色体数目的变化

图3 不同熊蜂基因功能类群的分子进化特征

 


 

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