爱尔兰与英国熊蜂(Bombus terrestris audax)种群基因组结构与进化分析及其对遗传资源保护的启示

这篇研究通过全基因组测序(WGS)揭示了爱尔兰与英国岛屿种群熊蜂(Bombus terrestris audax)的显著遗传分化特征，发现爱尔兰种群具有独特的基因组特征和正选择信号(XP-nSL)，特别在神经系统发育相关基因(如乙酰胆碱转运体)区域存在显著多态性。研究为商业蜂群管理提供了重要分子依据，强调保护岛屿传粉昆虫遗传资源的重要性。

　　

地理隔离与遗传分化

研究聚焦爱尔兰与英国岛屿分布的熊蜂亚种Bombus terrestris audax，通过比较33只爱尔兰野生样本与51只英国样本的全基因组数据，结合商业蜂群和欧洲大陆亚种对照，揭示了惊人的种群分化现象。主成分分析(PCA)显示爱尔兰种群在PC1轴上完全分离，贡献2.92%的遗传变异。ADMIXTURE分析支持K=2的最优模型，证实爱尔兰种群具有独特的遗传结构。值得注意的是，英国野生种群表现出更高的基因组核苷酸多样性(π)，暗示爱尔兰种群可能经历更强烈的遗传瓶颈。

染色体10的多态性热点

研究在染色体10发现一个极端多态区域，该区域包含207个SNP位点（达基因组平均密度的4倍），在野生和商业蜂群中均存在共享单倍型。通过分析瑞典野生-商业蜂群数据集，证实该区域在野生与商业蜂群间呈现显著分化(F_ST达0.384)。该区域编码囊泡乙酰胆碱转运体(VAChT)，是神经递质传导和杀虫剂作用的关键靶点，其多态性可能反映对农药胁迫的适应性进化。

选择信号与本地适应

跨群体单倍型纯合度检验(XP-nSL)鉴定出241个爱尔兰特异性选择窗口和56个英国特异性窗口。爱尔兰种群在POU域转录因子2和末端核苷酸转移酶5A基因所在的110kb区域呈现最强选择信号(XP-nSL=-3.69)。功能富集分析显示爱尔兰种群在"RNA聚合酶II正调控"、"神经发生调控"等通路显著富集。特别值得注意的是，多个神经递质受体基因（包括NMDA受体2和乙酰胆碱受体亚基α）在爱尔兰种群呈现选择特征，暗示神经系统功能可能面临特殊的进化压力。

商业蜂群的遗传风险

研究测序了两个主要供应商的商业蜂群，发现其遗传特征更接近英国而非爱尔兰野生种群。东部爱尔兰样本中检测到的混合模式，可能与商业蜂群的逃逸有关。历史数据显示，爱尔兰每年进口近5000群商业蜂，而英国达65000群。虽然整体基因流有限，但染色体10区域的共享单倍型提示潜在渗入风险，可能通过引入非适应性等位基因影响本地种群的适合度。

保护启示与政策建议

研究强调：1)爱尔兰B. t. audax应作为独立保护单元；2)商业蜂群需加强管理（如蜂王隔离器使用）；3)建议培育基于本地遗传资源的商业品系。该工作为欧盟2030生物多样性战略中传粉昆虫保护目标的实现提供了重要分子依据，展示了基因组工具在生物监测中的强大应用价值。研究特别指出，常见物种的地方种群保护同样关键，其丧失可能对生态系统产生不成比例的负面影响。