《Genome Biology and Evolution》：The evolution of bees: insights from ‘omic studies
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本综述系统总结了基因组学、转录组学等组学技术在蜜蜂演化研究中的应用进展。研究人员聚焦蜜蜂社会行为的分子基础，通过比较基因组学、UCEs系统发育分析、非编码RNA研究等技术，揭示了替代剪接、lncRNA、miRNA、circRNA等调控机制在社会性演化中的关键作用。这些发现为理解社会性昆虫的演化提供了新视角，对生物多样性保护和农业传粉服务具有重要意义。
蜜蜂作为全球重要的传粉者，在维持生态系统平衡和支持全球粮食生产方面发挥着至关重要的作用。它们多样化的社会组织形式使其成为研究动物社会性演化的理想模式生物。然而，蜜蜂社会性行为的分子基础长期以来一直是科学家们探索的难题。随着基因组测序技术的快速发展，研究人员现在能够从分子水平深入探究蜜蜂社会性演化的机制。
这项发表在《Genome Biology and Evolution》上的综述文章，系统总结了近年来组学技术在蜜蜂演化研究中的应用进展。研究人员通过整合基因组学、转录组学、比较基因组学等多种组学方法，揭示了蜜蜂社会性演化的分子调控网络。
主要技术方法包括：超保守元件(UCEs)系统发育分析用于构建高分辨率蜜蜂系统发育树；比较基因组学方法分析不同社会性水平的蜜蜂物种；转录组测序技术鉴定替代剪接事件和非编码RNA；环境DNA(eDNA)和花粉宏条形码技术研究蜜蜂与环境的相互作用；博物馆基因组学利用馆藏标本进行历史DNA分析。
研究结果主要包括以下几个部分：
- 1.
蜜蜂演化的研究工具
通过UCEs系统发育分析，研究人员重新构建了蜜蜂的系统发育关系，揭示了蜜蜂各科之间的演化关系。研究发现UCEs因其富含AT的特性，能有效避免GC偏向性基因转换(gBGC)的影响，提供更准确的系统发育信号。这些研究不仅确认了各蜜蜂科的单一起源，还揭示了蜜蜂在演化过程中社会性行为的多次独立起源。
- 2.
替代剪接、调控RNA与社会性演化的分子基础
研究表明替代剪接在蜜蜂社会性演化中发挥着重要作用。在意大利蜜蜂(Apis mellifera)中，工蜂表型比蜂王产生更多的转录本异构体，这种等级特异的剪接模式可能在社会性演化中起到关键作用。同时，研究发现长链非编码RNA(lncRNA)如kakusei与蜜蜂的觅食行为、学习和记忆等社会行为相关。microRNA(miRNA)通过RNA诱导沉默复合体(RISC)精确调控基因表达，影响等级分化和行为可塑性。环状RNA(circRNA)如ame_circ_0001780与工蜂从护育蜂向觅食蜂的转变相关，表明其在行为可塑性中的作用。
- 3.
比较基因组学研究揭示演化特征
通过比较不同社会性水平的蜜蜂物种，研究人员发现社会性行为与基因调控能力的增强相关。在从社会性向独居性逆转的谱系中，分类限制性基因和基因调控元件的选择压力出现松弛，表明向社会性行为的转变需要基因表达调控的增强。
- 4.
生态学研究
博物馆基因组学研究表明，与50年前的标本相比，现代蜜蜂种群遗传多样性降低，有效种群规模减小。花粉宏条形码技术揭示了蜜蜂与开花植物之间的复杂相互作用，发现蜜蜂可能访问比预期更多样化的非开花植物。
研究结论表明，组学技术的应用极大地促进了我们对蜜蜂演化和社会性行为的理解。替代剪接、非编码RNA等转录后调控机制在社会性演化中发挥着重要作用，提供了表型可塑性的分子基础。比较基因组学研究揭示了社会性演化与基因调控网络复杂性之间的关联。环境组学技术为研究蜜蜂与环境的相互作用提供了新视角。这些发现不仅深化了对社会性昆虫演化的认识，也为蜜蜂保护和管理提供了科学依据。
该研究的重要意义在于整合了多种组学技术，从系统发育、分子机制到生态互作等多个层面揭示了蜜蜂社会性演化的复杂性。这些发现为理解社会性行为的演化提供了新见解，对传粉昆虫保护和农业可持续发展具有重要价值。未来研究将继续扩大基因组数据的覆盖范围，特别是在代表性不足的谱系中，以更全面地揭示蜜蜂的演化历史和社会性演化的分子基础。
