“Genomic and Morphological Insights Into the Adaptive Evolution of Honeybees in Rocky Desertification Habitats”文章发表在《Ecology and Evolution》，本研究结合经典形态学分析与全基因组重测序，系统揭示了石漠化生境中华蜜蜂（Apis cerana）在形态与基因组层面发生的适应性进化机制。
研究背景
石漠化是区别于传统荒漠化的一种特殊土地退化形式，主要发生在湿润的碳酸盐岩地区，以植被覆盖度低、岩石裸露率高为特征。蜜蜂是重要的传粉者和生态恢复者，与作为其主要栖息地和食物来源的植物长期协同进化。然而，石漠化生境究竟在多大程度上影响以植物为食、依赖植物生存的蜜蜂，其遗传与形态层面的响应机制此前尚不清楚。为此，研究团队在石漠化广泛分布的贵州省采集110个半野生中华蜜蜂蜂群，按石漠化程度分为非石漠化（D1）、潜在石漠化（D2）、中度石漠化（D4）和极强度石漠化（D6）四个群体，同步开展形态测量与全基因组重测序。
图1.贵州石漠化生境蜜蜂采样点地理分布（A：中国地图；B：贵州采样点及石漠化分布）
核心结果
群体遗传分化微弱。四个群体间遗传多样性无显著差异，平均FST仅为0.0133，表明石漠化未形成独立种群，但对蜜蜂群体结构产生了一定影响（如图2所示）。
图2.不同石漠化程度蜜蜂群体的遗传分析（A：群体间成对FST值；B：主成分分析PCA；C：群体结构分析）
体型随石漠化程度先增后减。非石漠化对照群体在14个长度相关性状中12个数值最小，D2、D4群体体型相对较大，极强度石漠化（D6）时又回落至接近正常水平（如图3所示）。
图3.不同石漠化程度蜜蜂群体形态学分析（A：主成分分析PCA；B：线性判别分析LDA）
19个基因受选择。FST选择性清除分析在D6 vs D1、D4 vs D1、D2 vs D1三组比较中分别鉴定到123、151、70个候选基因，其中24个在三组比较中共享，最终注释为19个独特基因（GBE、CerS Schlank、ADO、Bicaudal、Tim29等），主要富集于甘露糖型O-糖链生物合成、淀粉和蔗糖代谢、鞘脂代谢、细胞凋亡等通路，与糖原和脂肪酸代谢（耐饥饿）、物质运输及抗性密切相关（如图5所示）。
图5.石漠化生境中华蜜蜂受选择基因与功能富集（A：全基因组选择性清除；B：三组比较共享候选基因；C：GO富集；D：KEGG富集）
GWAS鉴定421个关联SNP。421个SNP与30个形态性状显著关联，其中350个SNP注释到323个基因（蛹表皮蛋白PCP、超长链脂肪酸延伸蛋白elovl、转化生长因子β调节因子TGF-β等），这些基因在昆虫形态发育、表皮硬化和色素代谢中发挥关键作用。
研究结论
该研究首次从分子与形态双重维度阐明了石漠化生境对关键传粉者蜜蜂的遗传影响：食物资源稀缺的石漠化生境中蜜蜂体型总体增大，极强度石漠化生境中又趋近正常；基因组层面筛选到19个与物质运输、糖原生物合成、体脂调节和抗逆性相关的受选择基因，以及421个与形态性状关联的SNP。研究结果拓展了对蜜蜂在多样化环境条件下遗传响应的认知，为抗逆蜜蜂品系的分子与形态育种提供了参考，并为从传粉者角度恢复石漠化生境植物多样性提供了新思路。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/ece3.74169
