【蜜蜂生物学】蜜蜂基因组研究进展.doc

【蜜蜂生物学】蜜蜂基因组研究进展蜜蜂基因组研究进展浙江大学蔡芳苏松坤钟伯雄陈盛禄摘要:蜜蜂投粉对农业生产和全球生态起重要的作用,蜜蜂也是研究社会行为和学忆导航行为的模式生物,其简单的脑部结构和卓越的学忆能力又为神经生物学家提供了绝好的研究模型,此外,蜜蜂可以成为免疫、过敏、精神疾病和长寿等试验的研究模型。本文从蜜蜂的基因组序列、基因组结构、发育、级型分化及繁殖衰老、基因调节、群体遗传学等方面综述了蜜蜂基因组研究的最新进展。关键词:蜜蜂(Apismellifera);基因组;研究进展蜜蜂隶属于节肢动物门(Arthropoda)昆虫纲(Insecta)膜翅目(Hymenoptera)蜜蜂总科(Apoidea)蜜蜂科(Apidae)蜜蜂属(Apis)。蜜蜂属的特点是,后足胫节上无距,巢脾由自身分泌的蜂蜡建造,群体生活,一群中只有一个蜂王,靠采集花粉和花蜜为生。蜜蜂基因组的研究开始于2002年,美国国立卫生研究院(NIH)把西方蜜蜂(Apis)列人了优先测序的物种名单。在2004年,第一份蜜蜂基因mellifera组的草图公布。在2006年10月26日出版的《自然》杂志上,由美国、澳大利亚、德国、巴西、瑞典、日本、比利时、新西兰、以色列、丹麦、英国、法国、斯洛伐克、加拿大等14个国家90个科研机构的180多名科学家组成的蜜蜂基因组测序联盟(TheHoneybeeGenomeSeguencingConsodium,HGSC)公布了他们对西方蜜蜂基因组的测序结果和分析。2006年10月27日《科学》杂志同时发表了3篇与蜜蜂基因组研究相关的文章,报道了蜜蜂从非洲的迁徒蜂的一个重要的基因调节过程蜜蜂社会行为的研究结果。在随后的《基因组》杂志发表的蜜蜂基因组专刊也详细刊登了蜜蜂基因组的相关内容。蜜蜂是继果蝇、蚊子、家蚕之后,第4种全基因组被破译的昆虫。鉴于此,就蜜蜂基因组研究的最新进展作一综述。1基因组测序蜜蜂的基因数量只相当于人类的约十分之一。科学家们分析了蜜蜂16对染色体包含的基因,初步发现10157个基因,比果蝇和蚊子的基因总数少30,左右,基因组全长约236Mb,即2(36亿个碱基,大约有26Mb的序列尚未被克隆和测序。HGSC采用全基因组鸟枪法及BAC克隆法测序,基因组DNA测序的素材来自一群近交纯种蜂王的单倍体雄蜂,序列结果用Atlas等软件进行拼接,并利用微卫星标记连锁固定位到染色体上。2基因组结构2(1序列特征动物的基因组是一个均一的G,C结构域嵌合体,但是蜜蜂的基因组有自己的特点。它没有特征性长度,相反富含短片段且只有一少部分长片段。蜜蜂基因组最显著的特征是,它比果蝇等含更多的富集(A十T)区域。此外,蜜蜂基因组中另一个特征为高含量的CpG结构。2(2端粒结构蜜蜂有16条染色体,其中只有一条最大的染色体具有中间着丝粒,其余15条染色体都为端着丝粒。除最长的1号染色体为两条近端着丝粒染色体融合成一条没有近端的端粒外,只有在它两条长臂上有两个远端的端粒外,其余15条染色体都有一个远端的端粒在长臂上及一个近端的端粒在短臂上问。对这些染色体的17个长端的端粒分析后发现,在每条染色体的最后的基因约1,7kb特定序列之后,每个远端的端粒有一个3,4kb的亚端粒结构区,在17个端粒中约有70,,92,的序列是相同的,在最后几个Kb之后有一个TTAGG重复序