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基因組測(cè)序揭開(kāi)蜜蜂身世之謎

84農(nóng)業(yè)網(wǎng)   時(shí)間:2018-03-15    作者:佚名    來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理

來(lái)自全球63個(gè)科研機(jī)構(gòu)的百余名科學(xué)家25日宣布,他們經(jīng)過(guò)4年多努力,終于破譯了蜜蜂的全基因組?茖W(xué)家說(shuō),基因密碼不僅揭示了蜜蜂的進(jìn)化奧秘,也帶來(lái)不少與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康有關(guān)的信息。

蜜蜂是科學(xué)家完成基因測(cè)序的第三種昆蟲(chóng)。此前已經(jīng)完成基因測(cè)序工作的另外兩種昆蟲(chóng)分別是果蠅和蚊子。

蜜蜂是全球最重要的授粉昆蟲(chóng),它還生成蜂蜜和蜂蠟等,因此對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。資助這一研究的美國(guó)農(nóng)業(yè)部表示,蜜蜂每年僅為美國(guó)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益就達(dá)近200億美元。此外,蜜蜂還是一種社會(huì)性昆蟲(chóng),是研究人類健康和社會(huì)行為的一個(gè)模型。

在研究中,科學(xué)家分析了蜜蜂16對(duì)染色體中包含的基因,其中共有約2.6億個(gè)堿基對(duì),初步發(fā)現(xiàn)約1萬(wàn)個(gè)有效基因,比果蠅和蚊子的基因總數(shù)少30%左右。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn),盡管蜜蜂極其古老、進(jìn)化緩慢,但它體內(nèi)控制生理節(jié)奏、衰老、核糖核酸干擾的基因,與果蠅等昆蟲(chóng)的同類基因相差較大,反而與人類等脊椎動(dòng)物的同類基因更為接近。

此外,基因組分析還表明,蜜蜂控制嗅覺(jué)的基因極為發(fā)達(dá),數(shù)量超過(guò)果蠅和蚊子的同類基因,而控制味覺(jué)的基因明顯較少,這說(shuō)明,嗅覺(jué)是影響蜜蜂覓食和與同類通信的主要因素。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),基因可能決定蜜蜂的社會(huì)分工。比如,工蜂神經(jīng)中樞里一些“主控基因”的開(kāi)啟或關(guān)閉,會(huì)使工蜂由照料蜂王的“護(hù)工”轉(zhuǎn)變成以攻擊為主的“守衛(wèi)”。果蠅也有同樣的基因,卻沒(méi)有這些功能。

“在生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)方面,蜜蜂被用于許多不同的研究領(lǐng)域,其中包括過(guò)敏性疾病、老年醫(yī)學(xué)研究、神經(jīng)科學(xué)、社會(huì)習(xí)性和毒液毒理學(xué)研究等,”美國(guó)伊利諾伊大學(xué)蜜蜂研究所負(fù)責(zé)人、蜜蜂基因組測(cè)序團(tuán)隊(duì)成員吉恩?魯濱遜表示。

有望解開(kāi)蜜蜂社會(huì)習(xí)性之謎

據(jù)新華社電蜜蜂具有群居習(xí)性,一個(gè)蜂群由一只蜂王統(tǒng)領(lǐng),孜孜不倦勞作的工蜂數(shù)以萬(wàn)計(jì),其高度復(fù)雜的社會(huì)習(xí)性長(zhǎng)久以來(lái)讓人類稱奇,卻無(wú)法揭開(kāi)這一謎團(tuán)。科學(xué)家說(shuō),蜜蜂基因測(cè)序可能在這一過(guò)程中起到推動(dòng)作用,但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),還需綜合研究蜜蜂和其他一些物種。

“從基因?qū)用鎭?lái)講,是什么造就了一種更高級(jí)的群居昆蟲(chóng)?這是一個(gè)關(guān)于社會(huì)演進(jìn)的問(wèn)題。脫氧核糖核酸(DNA)序列意味著我們朝著回答這一問(wèn)題邁進(jìn)了一大步,”一位研究人員在評(píng)估這項(xiàng)成果時(shí)說(shuō)。

在蜂群中,蜂王壽命是普通工蜂的10倍,每天產(chǎn)卵多達(dá)2000枚。雖然蜜蜂的大腦相對(duì)較小,但它們卻表現(xiàn)出相當(dāng)發(fā)達(dá)的認(rèn)知能力,能夠把花的顏色、形狀和香味與食物聯(lián)系起來(lái),從而增強(qiáng)蜂群的覓食能力。科學(xué)家解釋說(shuō),蜜蜂腺體能分泌一種叫做信息素的物質(zhì),并借助這種物質(zhì)來(lái)分辨其他蜜蜂的性別、社會(huì)等級(jí)和年齡。

突破蜜蜂起源傳統(tǒng)觀點(diǎn)

通過(guò)蜜蜂基因組測(cè)序,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),蜜蜂的祖先與人類祖先一樣來(lái)自非洲。科學(xué)家們認(rèn)為,最古老的蜜蜂來(lái)自撒哈拉沙漠以南,然后逐步分布到歐亞大陸各個(gè)角落,并發(fā)生適合當(dāng)?shù)貤l件的進(jìn)化,17世紀(jì)以后才來(lái)到美洲。這一發(fā)現(xiàn)突破了蜜蜂起源于歐亞大陸的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

果蠅:61%基因與人類相同

果蠅是一種長(zhǎng)著紅眼、雙翅、羽狀觸角芒,身體分節(jié)的黃褐色小昆蟲(chóng)。它具有生活周期短、繁殖力強(qiáng)等特點(diǎn),因而是遺傳學(xué)研究的最佳材料。

目前,科學(xué)家宣布已經(jīng)掌握了果蠅基因的全部奧秘。科學(xué)家說(shuō),在果蠅全部的13601個(gè)基因中,他們破譯了果蠅97%的基因編碼和99%的實(shí)際基因。果蠅的基因中61%與人類相同,特別是果蠅與人類使用同樣的或是類似的基因生長(zhǎng)發(fā)育。此外,果蠅會(huì)對(duì)酒精、可卡因和其他毒品上癮,它們睡覺(jué)與蘇醒的周期與人類也類似。

蚊子:遺傳基因有望被重組

基因密碼的暴露,使蚊子在同人類的斗爭(zhēng)中節(jié)節(jié)敗退。意大利科學(xué)家就試圖對(duì)蚊子的遺傳基因進(jìn)行重組,讓這些貪婪的吸血者變成素食者。而英國(guó)的科學(xué)家想要把殺死瘧原蟲(chóng)的基因轉(zhuǎn)入傳播此病的按蚊體內(nèi),讓它們變成瘧疾的克星。還有科學(xué)家希望利用基因的方法將蚊子人工絕育。

蚊子:遺傳基因有望被重組

基因密碼的暴露,使蚊子在同人類的斗爭(zhēng)中節(jié)節(jié)敗退。意大利科學(xué)家就試圖對(duì)蚊子的遺傳基因進(jìn)行重組,讓這些貪婪的吸血者變成素食者。而英國(guó)的科學(xué)家想要把殺死瘧原蟲(chóng)的基因轉(zhuǎn)入傳播此病的按蚊體內(nèi),讓它們變成瘧疾的克星。還有科學(xué)家希望利用基因的方法將蚊子人工絕育。

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