研究揭示漿蜂線粒體基因組的遺傳多樣性及演化動力

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所資源昆蟲生物學(xué)與飼養(yǎng)團(tuán)隊通過線粒體基因組比較分析，揭示了漿蜂線粒體基因組的遺傳多樣性及演化動力，相關(guān)成果發(fā)表在《遺傳學(xué)前沿（Frontiers in Genetics）》。

 

　　漿蜂是我國從原產(chǎn)地意大利蜜蜂（原意）中選育出的蜂王漿高產(chǎn)品系，其蜂王漿產(chǎn)量提高了10倍以上，而主要的營養(yǎng)和功能成分含量保持不變，研究發(fā)現(xiàn)能量合成和供應(yīng)能力提高是漿蜂維持高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的一個分子機(jī)制。昆蟲線粒體通過氧化磷酸化為細(xì)胞生命活動提供了90%以上的能量，線粒體基因組編碼的13個蛋白多肽是組成氧化磷酸化復(fù)合體的亞單位。

 

　　為了研究漿蜂線粒體基因組在蜂王漿高產(chǎn)性狀形成過程中是否產(chǎn)生了適應(yīng)性進(jìn)化，我們測定并組裝了100個漿蜂和30個原意的線粒體基因組序列。系統(tǒng)進(jìn)化及單倍型網(wǎng)絡(luò)分析表明，漿蜂和原意并非互為單系群，而是分為RJB和ITB兩個亞系。RJB亞系在漿蜂中的出現(xiàn)頻率（84/100）是在原意中（4/30）的6倍，進(jìn)一步分析表明這種差異與正向選擇無關(guān)，而是遺傳漂變導(dǎo)致的。在凈化選擇壓力下，漿蜂線粒體基因組的遺傳多樣性很低（h = 0.336 ± 0.059, π = 0.00055 ± 0.00024）。此外，與蜂王漿合成相關(guān)的腦、咽下腺和上顎腺等組織中的線粒體基因組拷貝數(shù)，在漿蜂和原意間均無顯著差異?；谝陨辖Y(jié)果，我們推測漿蜂增強(qiáng)了線粒體基因的表達(dá)水平，來滿足能量需求。本研究闡明了漿蜂線粒體基因組的遺傳多樣性，揭示了遺傳漂變和凈化選擇在漿蜂線粒體基因組變異過程中的驅(qū)動作用。

 

　　該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和北京市自然科學(xué)基金的資助。

 

　　原文鏈接：

 

　　https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2022.835967/full