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科學家發(fā)現(xiàn)蜜蜂性別基因 破解雄蜂無父謎團

84農(nóng)業(yè)網(wǎng)　　 時間：2018-03-15 　　 作者：佚名 　　 來源：網(wǎng)絡(luò)整理

德國、美國和挪威的科學家已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)了決定蜜蜂性別的遺傳信號，它揭示了為什么雄峰沒有父親，這一困擾了科學家150年之久的謎團，并且解釋了為什么蜜蜂、螞蟻和黃蜂總是形成群落生活。這項發(fā)現(xiàn)可以使養(yǎng)蜂變的更加容易。

早在1845年，一位名叫約翰-德瑞恩的波蘭教區(qū)的牧師就得出結(jié)論說，雄峰沒有父親，它們由未受精的卵子發(fā)育而來的，而受精卵則發(fā)育成雌蜂。后來的研究結(jié)果表明，德瑞恩的結(jié)論是正確的�？茖W家說，單倍體的雄峰基因是雙倍體雌蜂基因的一半。大約有包括蜜蜂、螞蟻和黃蜂在內(nèi)的五分之一的動物種類都具有這種相似的性別決定系統(tǒng)，但是這其中所涉及到的基因和機制還沒有被完全破譯。

科學家通過對蜜蜂體內(nèi)基因的研究發(fā)現(xiàn)，雌蜂身體內(nèi)有一種被叫做互補性別因子(csd)的基因的兩個不同的副本，分別來自父母，它們能夠形成活性蛋白質(zhì)促使受精卵發(fā)育成雌峰，而未受精的卵子只有來自母親的一個csd副本，只能發(fā)育成雄蜂。德國維藤博格的馬丁-路德大學的馬丁-貝恩和馬丁-哈斯梅恩與美國加利福尼亞大學的羅伯特-佩奇和克姆-豐德克一起成功地分離出了csd。佩奇還說，csd存在于19種可供選擇的版本中，又叫等位基因。雌蜂體內(nèi)有兩個含有不同等位基因的csd副本，而雄峰只含有一副。

研究人員對處于發(fā)育狀態(tài)的卵的研究表明，在卵排出12個小時后csd開始產(chǎn)生活性并且在整個發(fā)育過程中保持這種活性�？茖W家與挪威農(nóng)業(yè)大學的史迪格-奧姆浩特合作，利用RNA干擾技術(shù)阻礙csd基因的活動性，結(jié)果導致雌卵發(fā)育成具有雄性性腺的昆蟲，而同樣的處理方法對雄卵卻并不起作用。

科學家對4種csd等位基因進行DNA排序后發(fā)現(xiàn)，csd具有高度的可變性。科學家還在雄峰和雌蜂體內(nèi)找到了同樣的等位基因，這一發(fā)現(xiàn)證明，不存在決定雌雄的等位基因。同時科學家還認為，由雌蜂體內(nèi)的兩個不同的csd版本制造的蛋白質(zhì)能夠形成一個單位，對性別決定的下一個步驟起作用，這種作用很可能是通過影響其他的基因來實現(xiàn)的。如果僅僅只有一個csd基因，那么就不能形成活性蛋白質(zhì)，卵就只能發(fā)育成雄峰。

佩奇說：“這種csd基因是促使螞蟻、蜜蜂和黃蜂演變的主要因素，而且由于這種雌雄體內(nèi)單雙倍體的不同，它們這種群居的生活方式才得以延續(xù)。”因為雄峰只有一副基因，而一個巢內(nèi)眾多的雌蜂則擁有更為普遍的多副基因，這樣它們可以在一起協(xié)作勞動，而不是僅僅和自己的后代在一起。

但是這也會使種蜂呈下降趨勢，因為有著兩個副本的等位基因的受精卵可以先天的選擇性別，一些卵就會發(fā)育成不育的單倍體雄蜂，工蜂發(fā)現(xiàn)這些不育的雄峰幼蟲就會把它們消滅，這也正是為什么天生的蜜蜂群落很快消亡的原因。

佩奇說，自從20世紀40年代以來，這個問題一直困擾著養(yǎng)蜂者，當我們懂得更多的時候，就想出了辦法克服它。養(yǎng)蜂人利用不同互補性別因子的蜜蜂雜交，或者操縱基因使其成為能育蜜蜂。從而使得養(yǎng)蜂變得更加簡單。

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