Nature子刊：基因组学揭示蜜蜂的进化史

　　

生物通报道：2014年8月24日在《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志发表的一项研究中，来自瑞典乌普萨拉大学的研究人员，第一次对蜜蜂基因组变异进行了整体分析。研究结果显示，蜜蜂具有惊人高水平的遗传多样性，并表明这个物种最可能起源于亚洲，而不是以前认为的非洲。

蜜蜂（Apis mellifera）对人类是至关重要的。我们三分之一的食物依赖于蜜蜂及其他昆虫授粉的果实、坚果和蔬菜。近年来，蜜蜂栖息地的大量丧失是让人担忧的主要原因。蜜蜂面临着疾病、气候变化和管理措施的威胁。为了应对这些威胁，重要的是要了解蜜蜂的进化史，以及它们是如何适应世界各地不同环境的。

该研究对来自世界各地14个居群的140种蜜蜂进行了测序，总深度为634×，从中鉴定了830万个SNP，分析了这些SNP的遗传变异模式。乌普萨拉大学医学生物化学和微生物系研究员Matthew Webster指出：“我们使用最先进的高通量基因组学来解决这些问题，并确定了蜜蜂高水平的遗传多样性。与其他驯养物种相比，蜜蜂的管理，通过将世界各地不同地区的蜜蜂混合在一起，增加了遗传变异水平。研究结果还表明，高水平的近亲繁殖，并不是蜜蜂全球栖息地丧失的一个主要原因。”

另一个意想不到的结果是，蜜蜂似乎是起源于大约30万年以前从亚洲而来的一个洞巢蜜蜂古老血统，然后迅速传遍整个欧洲和非洲。这与以前的研究结果——蜜蜂起源于非洲——形成鲜明对比。

Matthew Webster称：“我们根据基因组序列构建的进化树，并不支持非洲起源，这使我们对蜜蜂如何散布并适应世界各地的栖息地，有了更进一步的了解。”

隐藏在基因组变异模式背后的信号表明，居群大小的巨大周期性波动，反映了冰川作用的历史模式。这表明，从历史观点上说，气候变化对蜜蜂种群具有强烈的影响。

Matthew Webster指出：“在冰河时代欧洲种群似乎缩小，而非洲种群在这期间似乎发生扩张，这表明那时的环境条件更为有利。”

研究人员还在某些基因中发现了特定突变，这些基因对适应气候和病原体等因素非常的重要，表明它们参与了形态、行为和先天免疫。

Matthew Webster表示：“这项研究，对于进化和遗传适应性提供了新的见解，并为研究抗病性和气候适应性背后的生物学机制，建立了一个框架，这些见解，对于保护迅速变化的世界中的蜜蜂，是至关重要的。”

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
A worldwide survey of genome sequence variation provides insight into the evolutionary history of the honeybee Apis mellifera
Abstract：The honeybee Apis mellifera has major ecological and economic importance. We analyze patterns of genetic variation at 8.3 million SNPs, identified by sequencing 140 honeybee genomes from a worldwide sample of 14 populations at a combined total depth of 634×. These data provide insight into the evolutionary history and genetic basis of local adaptation in this species. We find evidence that population sizes have fluctuated greatly, mirroring historical fluctuations in climate, although contemporary populations have high genetic diversity, indicating the absence of domestication bottlenecks. Levels of genetic variation are strongly shaped by natural selection and are highly correlated with patterns of gene expression and DNA methylation. We identify genomic signatures of local adaptation, which are enriched in genes expressed in workers and in immune system– and sperm motility–related genes that might underlie geographic variation in reproduction, dispersal and disease resistance. This study provides a framework for future investigations into responses to pathogens and climate change in honeybees.