编辑推荐：
为探究狭腹四节无刺蜂（Tetragonisca angustula）是否存在异质性，研究人员对其线粒体 DNA 进行分离、PCR 扩增等实验。结果证实该物种存在异质性，且突变多为同义或温和、中度非同义突变。这为研究其遗传特性提供了重要依据。
在奇妙的昆虫世界里，蜜蜂一直扮演着至关重要的角色。狭腹四节无刺蜂（Tetragonisca angustula），这种广泛分布于从墨西哥到巴西南部的蜜蜂，不仅在生态系统中承担着为本土植物和农作物授粉的重任，还因其产出具有药用价值的蜂蜜，在经济领域有着重要地位。然而，长期以来，一个神秘的遗传现象 —— 异质性（heteroplasmy，指同一生物体内存在不同的线粒体单倍型 ），一直困扰着科研人员。虽然此前在一些蜜蜂物种中发现了异质性的迹象，但对于狭腹四节无刺蜂是否真的存在异质性，以及这种现象背后隐藏的遗传密码和生物学意义，人们知之甚少。为了揭开这些谜团，来自巴西的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Apidologie 》杂志上。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，从两只采集于巴西弗洛里亚诺波利斯的狭腹四节无刺蜂个体中，通过差速离心和试剂盒提取等步骤，成功分离出线粒体 DNA（mtDNA）。接着，利用针对具花粉筐蜜蜂设计的特异性引物，通过聚合酶链式反应（PCR）对细胞色素 C 氧化酶 I（COI）基因部分片段进行扩增。之后，将 PCR 产物克隆到质粒载体并转化大肠杆菌，挑选菌落进行桑格测序（Sanger sequencing） 。
研究结果如下：
- 异质性的确认：对每个个体的 48 个菌落测序后，样本 1069 获得 36 条高质量序列，鉴定出 17 种不同的 COI 单倍型；样本 1079 获得 31 条高质量序列，有 11 种不同单倍型。这确凿地证实了狭腹四节无刺蜂存在异质性。
- 突变类型分析：以样本中的主要单倍型为参考，在两个样本中都鉴定出了同义突变和非同义突变。样本 1069 中，55.5% 的突变是同义突变，44.5% 是非同义突变；样本 1079 则相反，66.7% 是非同义突变，33.3% 是同义突变。
- 突变对蛋白质功能的影响：利用 SuSPect 软件预测非同义突变对蛋白质功能的影响。结果显示，大多数单倍型导致蛋白质三级结构发生轻度和中度变化，且位于保守性较低的位点。不过，单倍型 11 和 17 被预测会引起严重的蛋白质结构改变。此外，两个样本在 406bp 处存在相同的非同义突变。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次明确证实了狭腹四节无刺蜂中 COI 基因的异质性，其单倍型具有高度多样性，且同一群体内个体间单倍型差异显著。这一发现支持了异质性在动物界可能比目前认知更为普遍的观点。同时，不同个体间共享的非同义突变，可能暗示着异质性的遗传起源，但仍需对整个种群进行进一步研究。描述非模式生物中的异质性，为后续研究线粒体 DNA 在衰老、疾病、物种分布以及适应不同气候等方面的生态和进化意义，提供了关键的起点。 这项研究不仅为狭腹四节无刺蜂的遗传研究打开了新的大门，也为整个生命科学领域对线粒体异质性的理解增添了重要的一笔，有望在未来推动更多关于蜜蜂乃至其他生物遗传特性的深入探索。
