北京諾禾致源重測序研究團隊與中國農業科學院蜜蜂研究所、農業部授粉昆蟲生物學重點實驗室合作，通過對中國新疆地區新發現的蜜蜂種群的10個蜜蜂個體進行全基因組重測序，並結合數據庫中下載的其他種群中35個蜜蜂個體數據進行綜合分析，探究了西域黑蜂的溫度適應性機制。

研究簡介

研究氣候驅動選擇的遺傳特徵可以揭示群體對環境的適應性以及氣候對群體潛在的影響。

西方蜜蜂（Apis mellifera）起源於熱帶或亞熱帶氣候區域，隨後擴散至溫帶氣候區域，

是良好的物種環境適應性研究材料；然而目前人們對於蜜蜂環境適應性的遺傳基礎仍知之甚少。

本研究採用群體重測序技術，從基因組水平上揭示了 蜜蜂對溫帶氣候的環境適應性機制。

研究方法

材料選取

測序策略

illumina PE100測序，平均測序深度8.08 x。

研究內容與結果

1 變異檢測結果

對10個西域蜜蜂個體進行全基因組重測序，平均比對率為89.86%。對45個蜜蜂個體進行基因分型，共獲得2,123,243個SNPs和988,217個InDels。

2 群體遺傳結構分析

系統進化樹（圖1-B）及主成分分析（圖1-C）發現，西域黑蜂和歐洲黑蜂屬於同一個系，表明它們可能來源於共同祖先。群體遺傳結構分析（圖1-D）發現，當K< 5時，西域黑蜂和歐洲黑蜂同屬於一個亞群，當K＝5時西域黑蜂和歐洲黑蜂進而又分為了兩個類群。該重測序分析結果也與形態學研究和線粒體研究結果相同，表明西域黑蜂和歐洲黑蜂確屬於一個分支。

3 種群分化分析

通過MCMC法研究發現，西域黑蜂和歐洲黑蜂在132,000年前分化為兩個類群，分化時間遠早於另外兩個亞種卡尼鄂拉蜂和意大利蜂。IS分析（相似性分析）發現，西域黑蜂和歐洲黑蜂的基因組水平的遺傳相似性低於卡尼鄂拉蜂和意大利蜂之間的相似性，由此推出，西域黑蜂是西方蜜蜂的一個新的亞種。

4 有效群體大小分析

通過PSMC法進行有效種群大小分析，發現氣候變化強烈的影響了蜜蜂有效群體大小：西域黑蜂的有效種群大小隨著地球氣候變化而變化，在寒冷時期有效群體較大，海洋同位時期（80,000-130,000年前）群體急劇減少，末次盛冰期（20,000-265,000年前）群體顯著擴大並達到極值。

由於西域黑蜂和歐洲黑蜂的分化發生在132,000年前，正值其有效群體大小迅速減小的初期，推測這兩個亞種分化原因可能是由於地理隔離。

5 選擇消除分析

通過對適應溫帶氣候的西域黑蜂和歐洲黑蜂，與難以適應溫帶氣候的熱帶東非蜂進行選擇消除分析，共檢測到6.16 Mb受選擇區域，其中有454個基因表現出高Fst值和高θπ比值。富集分析發現，受選擇基因主要與膜去極化、多巴胺代謝、脂類儲存調控、飛行行為和Hippo信號通路相關。