全基因组重测序揭示青藏高原东缘及东南缘东方蜜蜂遗传多样性与适应性进化

• Published in: 昆虫学报 Vol. 65; no. 5; pp. 638 - 647
• Main Authors: 唐相友, 宋华莉, 石鹏, 张小燕, 唐紫寒, 王文峰, 扎罗, 陈新兰, 周泽扬, 许金山
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 活性物质生物技术教育部工程研究中心,重庆401331 2022; 重庆师范大学生命科学学院,重庆401331; 重庆市媒介昆虫重点实验室,重庆401331%西藏农牧学院,西藏林芝860000
• Subjects: 全基因组重测序; 东方蜜蜂; 遗传多样性; 青藏高原; 适应性
• ISSN: 0454-6296
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.012

Q965.9; [目的]对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区东方蜜蜂Apis cerana样本进行群体遗传多样性与适应性进化研究,为进一步解析青藏高原东方蜜蜂的遗传资源多样性、种群扩散规律以及适应高原生境的分子进化机制提供参考.[方法]对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区77群东方蜜蜂样本进行全基因组重测序;运用群体遗传学方法,基于群体结构、主成分分析、系统进化树、遗传分化指数、线粒体基因组单倍型以及选择信号分析对东方蜜蜂这77群及GenBank数据库下载的90群的全基因组重测序原始数据进行分析.[结果]这167群东方蜜蜂区分出来自川西高原、藏南高原、滇北高原和川北高原的4个高原型群,分属于两个进化支,平均遗传分化指数(Fst=0.1178)高于非高原型群的(Fst=0.0411).基于种群间最小遗传距离分析,东南缘的藏南高原群、滇北高原群与滇南群具有更近的遗传关系;东缘的川西高原群、川北高原群分别与川西山地和秦巴群具有更近的遗传关系.结合线粒体基因组单倍型分析,初步推断出青藏高原东缘及东南缘高原型群体祖先单倍型及来源.选择性分析鉴定到了潜在的参与脂肪酸代谢、光转导、温度适应、卵巢发育等信号通路相关的潜在受选基因.在藏南高原和滇北高原群体中发现两个共同受选择基因ISL-1和FOXO,主要参与胰岛素分泌以应对细胞压力,暗示它们在东方蜜蜂适应青藏高原东南缘生境中发挥着重要作用.[结论]青藏高原东方蜜蜂遗传多样性丰富,东南缘的藏南高原和滇北高原群体以及东缘的川西高原和川北高原群体在遗传分化上明显区分,这4个高原群是由邻近地区非高原群扩散后的地理隔离形成了种群分化;初步筛选获得东方蜜蜂高原环境适应性潜在基因.本研究为进一步探析青藏高原东方蜜蜂适应高原生境下的分子进化机制奠定了基础.