《Environmental Pollution》：Integration of publicly available datasets reveals pesticide-associated genetic variation in a wild non-target animal
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•数据再利用使得农药暴露与种群遗传变异之间的关联成为可能•农药浓度与非目标物种的遗传变异之间存在相关性•许多受影响的基因与神经系统功能相关引言化学污染是导致生物多样性丧失的三大因素之一（Jaureguiberry等人，2022年；Keck等人，2025年），其影响程度超过了气候变
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数据再利用使得农药暴露与种群遗传变异之间的关联成为可能
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农药浓度与非目标物种的遗传变异之间存在相关性
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许多受影响的基因与神经系统功能相关
引言
化学污染是导致生物多样性丧失的三大因素之一（Jaureguiberry等人，2022年；Keck等人，2025年），其影响程度超过了气候变化和入侵物种。尽管后两种因素在生态学和保护遗传学领域已被广泛认为是重要的压力源，但化学污染往往被忽视（Sigmund等人，2023年）。这一知识空白令人担忧，因为研究表明农药会对非目标生物的重要适应性状（例如生长和繁殖能力）产生负面影响（Wan等人，2025年）。通过干扰这些生理过程，农药还可能影响自然选择，并进而影响野生非目标种群的遗传多样性和基因组成。
农药暴露直接引起的毒性效应和强烈的选择压力预计会通过减少个体数量（通过提高死亡率、降低繁殖力和移动能力）以及消除易感等位基因来降低个体和种群的遗传多样性。一些研究证实了这一模式，例如，Siddique、Shahid和Liess（2024年）发现，在农药浓度较高的溪流中，宏无脊椎动物种群间及内部?遗传多样性有所下降。相反，也有一些研究表明农药暴露与中性（Gouin等人，2019年）或正向（Whitehead等人，2003年）的关联。然而，这些结果很大程度上可以由同时发生的生物地理学和进化过程来解释（Whitehead等人，2003年），这表明农药暴露在野外的遗传效应并非孤立发生。
农药抗性的存在是一个众所周知的现象，因为对抗目标害虫的抗性是农业领域的主要关注点之一（Mallet，1989年）。然而，农药不可避免地会被释放到环境中，从而影响到更多的物种（Wan等人，2025年），这使得农药暴露后发生的基因变化在野生动物中非常普遍。令人惊讶的是，关于环境污染物对除目标物种之外的野生动物遗传影响的研究相对较少，尤其是在陆地环境中。现有研究数量较少的一个可能原因是这项工作需要大量时间和资金投入。作为替代方法，人们提出了可以利用已发布的大量数据的计算方法（Kosnik、Schuwirth和Rico，2024年）。
我们本研究的目标有两个。首先，我们希望探讨农药浓度与遗传多样性（通过基于个体的和基于种群的杂合度值估算）及遗传组成（通过多种单核苷酸多态性（SNPs）等位基因频率的变化）之间的关联，以评估易感等位基因的潜在丢失情况，并检测对农药的潜在适应性进化反应。其次，我们希望展示重新利用现有数据集的研究价值，并推动计算方法的发展，从而加快生成关于化学物质对生物多样性影响的新知识的速度和潜力（Bickham，2011年及以后）。具体来说，我们采用了一种基于景观遗传学概念的数据驱动方法，将一种大型陆地哺乳动物（野猪；Sus scrofa）的遗传变异数据（SNP数据，用于种群遗传学研究（Iacolina等人，2016年、2018年；de Jong等人，2023年）与环境中的空间化农药浓度数据（Pistocchi等人，2023年）结合起来。这个整合的数据集使我们能够测试环境农药浓度（作为暴露的代理指标）与野生非目标生物体中受影响基因功能之间的关联。
章节片段
数据采集
野猪的SNP数据（个体数量 n = 306；SNP数量 n = 47,158；参考文献：Iacolina等人，2016年、2018年；de Jong等人，2023年）以及148种农药的浓度数据（Pistocchi等人，2023年）均来源于已发表的研究。这些数据包括2003年至2010年（约30%的个体）和2008年至2018年（约70%的个体）来自欧洲大陆多个国家的野猪样本，用于研究野猪的种群结构
结果
讨论
通过利用现有的公开数据集，本研究表明，欧洲大陆上较高的农药浓度与野猪体内基因间和基因内SNP等位基因频率的变化有关（在暴露于农药更多的种群中，易感等位基因的频率降低）。所有鉴定出的基因内SNP都被映射到278个基因上，根据基因本体论和通路分析，这些基因与神经系统功能相关。
CRediT作者贡献声明
Daniel Guignard：撰写 – 审稿与编辑，形式分析。Marissa B. Kosnik：撰写 – 审稿与编辑，可视化，监督，资金获取，形式分析，概念构思。Tiffany Scholier：撰写 – 审稿与编辑，原始草稿撰写，可视化，方法学研究，形式分析，概念构思
Batista等人，2021年；Hijman等人，2026年；Huang等人，2009年；Kosnik等人，2024年；Kosnik等人，2024年；Lawrence等人，2009年；Oksanen等人，2024年；Siddique等人，2024年；Slowikowski等人；Ulgen等人，2019年。
数据可用性声明
输入数据来源于参考文献（Iacolina等人，2016年、2018年；de Jong等人，2023年；Pistocchi等人，2023年）。结果表格作为补充材料提供。
代码可用性声明
为了便于审稿，我们将代码作为额外的补充文件（压缩文件夹）提供。的手稿被接受后，代码将存储在GitHub上。
利益冲突
手稿准备过程中使用生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了基于人工智能的工具（OpenAI、GPT）来辅助文本结构、清晰度和语言优化，以及代码重构。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审阅和编辑，并对发表文章的内容负责。
? 作者声明他们没有已知的、可能影响本文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
这项工作得到了瑞士教育、研究与创新联邦秘书处（SERI）的资助。该研究是Horizon Europe TerraChem项目的一部分，并得到了欧盟的资助（项目编号：101135483）。
Tiffany Scholier|Daniel Guignard|Marissa B. Kosnik
