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拯救蜜蜂新的基因组线索有助于解决殖民地崩溃之谜吗韦绮姗

韦绮姗
2022年11月24日

拯救蜜蜂：新的基因组线索有助于解决殖民地崩溃之谜吗？

自2006年以来，殖民地崩溃症一直是美国养蜂人的祸害，导致商业蜂蜜蜂群落下30-40％。对蜜蜂的威胁是对人的威胁：蜜蜂帮助授粉超过三分之一我们的庄稼，包括杏仁，苹果，黄瓜，甜瓜和南瓜。据美国农业部称，他们作为传粉媒介的工作仅在2016年就在美国生产了价值150亿美元的作物

科学家最初努力解释殖民地崩溃症。但通过仔细的侦探工作，他们已经确定了可能引发致命综合症的一系列可怕因素，包括气候变化，杀虫剂和蜜蜂寄生虫 - 但为了拯救蜜蜂，科学家需要的不仅仅是识别罪魁祸首。他们需要详细的基因组，细胞和生理数据，了解这些因素如何危害蜜蜂健康，以及如何阻止伤害。

一个寄生虫来统治它们

对于西方蜜蜂来说，没有寄生虫比瓦螨螨更具破坏性- 瓦螨和瓦螨。

这些微小的外寄生虫咬住自由飞行的工蜂和幼虫。科学家们最初认为瓦螨螨以血淋巴为食，蜂血相当于血液。然而，较新的研究表明，他们可能更喜欢被称为脂肪体的蜜蜂中的肝脏样器官。但他们的食欲只解释了这些螨虫造成的破坏的部分原因：瓦螨叮咬还会释放出大量令人虚弱和致命的病毒病原体，这些病原体最终会导致蜂群灭绝。

关于案例的Proximo Hi-C

在科学技术的冲绳研究所通过MAEVA Techer博士和亚历山大·米赫耶夫博士领导的一个国际科学家小组使用Proximo软体喜-C ，以获得完整的基因组[什么是高连续性的普通观众？]为V。析构和V。jacobsoni - 获取以前版本的V. destructor基因组中缺失的基因组区域，并组装了V. jacobsoni的第一个完整基因组。

“了解寄生虫的机制需要有关基因组组织的详细信息，”Mikheyev博士说。

他们已经确定了两种基因组的区域，这些区域被证明对瓦螨寄生蜜蜂至关重要。该团队希望这些新的和改进的基因组工具最终能揭示Varroa的细胞或生理特征，科学家们可以在分子水平上利用这些特性来保护蜂蜜蜂群免受感染和破坏。

“我们公司的使命是让基因组研究人员获得突破性的发现，”进行分析的Phase Genomics的创始人兼首席执行官Ivan Liachko博士说。“我们的技术为基因组装配领域带来了独特的优势，我们非常自豪能成为这一全球重要项目的一部分，因为它致力于帮助蜜蜂。”

枯萎的西方蜜蜂的情况

对于西方蜜蜂蜜蜂来说，对抗瓦螨是一个特别重要的问题，它是瓦螨的新主人。瓦螨和它们原来的主人-在东部蜜蜂，东方蜜蜂 -原产于亚洲，而西方蜜蜂从欢呼的瓦 -免费欧洲。但是，当养蜂做法在19世纪和20世纪带来了东方和西方蜜蜂一起，五，析构函数从东部蜜蜂跃升到他们的西方同行，并最终在全球蔓延。在过去的20年里，V。jacobsoni也开始在亚洲感染西方蜂蜜蜂箱。

西方蜜蜂特别容易受到瓦螨的伤害，因为它们缺乏东部表亲的抗拒或耐受侵染的行为，化学和免疫策略。该蜂的基因组港口仅有的详细信息科学家的类型需要帮助西方蜜蜂。

瓦螨螨采取孤独的寄生路径

在他们第一次看到新的V. jacobsoni和改进的V. destructor基因组时，该团队发现了意想不到的东西。

“两种螨虫的进化轨迹，尽管它们相似并且密切相关，却完全不同，”Mikheyev博士说。

两种基因组在阳性选择下都有200多个基因，这些基因最近适应了它们的蜜蜂寄主。但在V. destructor中阳性选择的基因中，不到10％的基因也在V. jacobsoni中进行了正选择。研究人员还发现了数十种基因中的串联重复，这是他们只能使用Hi-C看到的。但同样，Varroa物种之间存在很大分歧。大约63％的重复只发现在V. destructor基因组中，而略低于一半的重复只有V. jacobsoni。

在一些下选择或复制的基因的V.析构参与细胞过程如RNA剪接，醇的反应，膜去极化，并发展成肌纤维细胞和视网膜细胞。V. jacobsoni中的高选择或重复基因参与线粒体蛋白质加工，维生素K代谢，pH响应和性腺发育。看起来，两种瓦螨种类采用不同的细胞途径将蜜蜂带到脚后跟。

尽管存在这些差异，但在一种或两种瓦螨物种中进行阳性选择的许多基因都参与相同的一般生理特性，例如代谢毒素，其可能在产生对杀螨剂的抗性中起作用。两种瓦螨中经历重复或阳性选择的基因也参与胁迫耐受性，蜕皮，营养和繁殖。

从过去到未来

这项初步研究是一项历史性工作 - 由于对瓦螨的过去和现在的选择性力量而在正选择或重复下揭示基因。科学家需要这种基因组数据的详细资料，以帮助制定有效的抗瓦螨措施。

“奇怪的是，在这两个物种中，参与抗逆性和排毒的基因已经被选中，”Mikheyev博士说。“这很可能发生在他们遇到杀螨剂之前，并表明他们可能有预先适应的策略来应对我们对他们的化学战策略。”

研究人员已将Varroa基因组公开发布，因此其他团队可以挖掘序列，以获得有关这些寄生虫的进化，适应和潜在控制的其他数据。

Mikheyev博士接下来希望将这些基因组工具转向新目标，例如确定帮助瓦螨螨转换宿主的基因。这种类型的信息可能有助于科学家们让西方蜜蜂在新的祸害中占据一席之地 - 到目前为止 - 只是不会放手。

这是Phase Genomics的Kaylee Mueller的客座文章。