《Molecular Ecology》：Museum Genomics of an Important Swedish Pollinator Reveals Population Stability Across Time
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人为活动在过去几十年中驱动了野生传粉者种群的快速下降。理解这些下降的基因组后果及其长期影响，需要建立种群多样性的历史基线。为此，研究人员对一种广泛分布且重要的传粉者——普通卡德蜂（Bombus pascuorum）进行了时间基因组分析。研究人员对过去150年间
人为活动在过去几十年中驱动了野生传粉者种群的快速下降。理解这些下降的基因组后果及其长期影响，需要建立种群多样性的历史基线。为此，研究人员对一种广泛分布且重要的传粉者——普通卡德蜂（Bombus pascuorum）进行了时间基因组分析。研究人员对过去150年间在瑞典各地采集的102个历史干制针插博物馆标本进行了测序，并将其与59个现代个体一起分析。尽管历史样本表现出随年龄增加而升高的片段化水平（范围41.8–89 bp），但其内源DNA（endogenous DNA）总体水平较高（中位数86.9%）。分析揭示，虽然哥特兰岛（Gotland）和北极山区的地理隔离种群表现出局部基因组分化和较低的多样性，但整体大陆种群结构较低。研究人员发现，在过去150年中，瑞典的种群结构保持稳定，基因组多样性有所增加。这些结果挑战了衰退的假设，表明B. pascuorum即使在被报道的相对丰度下降情况下，仍抵抗了基因组侵蚀。该研究验证了干制针插博物馆昆虫作为大规模保护基因组学研究的有力资源，尽管存在DNA降解，仍提供了有用的时间视角。
昆虫传粉者种群正经历快速下降，评估其基因组后果并制定保护措施需要建立历史基线。然而长期观测记录匮乏，博物馆标本中的历史DNA（historical DNA）为重建种群历史提供了重要途径。尽管瑞典常见的传粉者——普通卡德蜂（Bombus pascuorum）被报道存在相对丰度下降，但这种相对变化是否能反映真实的种群衰退仍不清楚。研究人员对瑞典B. pascuorum开展了大规模时间基因组分析，将过去150年间的历史博物馆标本与现代样本进行比较，以检验其种群结构和基因组多样性是否受到人为活动的影响。
研究人员组装了瑞典B. pascuorum的高质量参考基因组，并对102个来自瑞典自然历史博物馆（NHRS）的干制针插历史标本、2020年采集的6个现代个体以及先前发表的53个2021年基因组（PRJNA890771）进行了测序和分析，共纳入161个样本。研究结果表明，全球大陆种群结构较低，哥特兰岛与北极山区的隔离种群表现出局部遗传分化和降低的多样性，但瑞典整体种群结构在过去150年中保持稳定，基因组多样性甚至有所增加。这一发现挑战了种群衰退的假设，表明B. pascuorum在相对丰度下降的报道下并未发生基因组侵蚀，同时验证了干制针插博物馆昆虫在大规模保护基因组学研究中的巨大价值。
研究人员采用的主要技术方法包括：基于Nanopore长读段和Illumina短读段构建de novo参考基因组；对历史样本使用USER酶处理去除损伤，并利用AMBER优化最小读长截断（28 bp）以最大程度保留可靠数据；对所有样本进行（pseudo）haploid变异检测，通过PCA和ADMIXTURE分析种群结构，利用隔离-距离（IBD/IBT）和FST评估时空分化，采用pixy估计核苷酸多样性π，使用mlRho估计雌性个体杂合度θ，并通过杂合度进行遗传性别鉴定。
3.1 基因组组装：通过长读段测序和短读段校正，获得长度为256.6 Mb、包含128个contig、N50为8.7 Mb的高质量参考基因组；BUSCO评估显示96.5%的单拷贝基因完整，证明组装高度完整。
3.2 历史DNA数据特征：历史标本内源DNA含量较高（中位数86.9%），但片段化严重，平均合并读长仅58.3 bp（范围41.8–89 bp）；片段化速率在标本采集后前几十年较快（约1.03 bp/年降至1977年前），之后明显减缓。经USER处理后，损伤水平较低；将最小读长截断从常规的30 bp优化至28 bp，使部分样本额外保留了平均1.5%的可用读数。
3.3 种群结构：PCA显示哥特兰岛样本沿第一主成分分离，北极山区样本沿第二主成分分离，厄兰岛（?land）样本沿第三主成分分离；ADMIXTURE（K=3）显示与PCA一致的分离模式。大陆内部四个亚种（B. p. gotlandicus、B. p. smithianus、B. p. pallidofacies、B. p. sparreanus）仅存在浅层分化，尤其在南部至北部广泛分布的两个大陆亚种之间无明显亚结构。
3.4 种群分化：空间距离解释了少量遗传距离（Mantel r=0.1739），时间距离解释更少（r=0.0755）；FST分析显示哥特兰岛与其他群体的遗传分化最高（0.133–0.157），北极山区次之（0.011–0.031），厄兰岛与大陆之间较低（0.008–0.012），大陆内部极低（0.001–0.004）；按十年分组的时间FST为0–0.007，表明种群分化在时间尺度上保持稳定。
3.5 基因组多样性：核苷酸多样性π在哥特兰岛最低（约0.179），厄兰岛次低（约0.230），其他区域较相似（约0.242–0.247）；时间分析显示，排除隔离种群后，π随时间每十年增加约0.0012；雌性个体全基因组杂合度θ也显著增加，约每25年增加0.06个杂合位点/kbp。这些结果表明基因组多样性在过去150年中未下降，反而上升。
讨论部分指出，参考基因组的生成有助于捕获当地遗传变异，而干制针插昆虫虽高度片段化，但内源DNA含量高，结合优化的读长截断策略，可有效用于保护基因组学研究。种群结构低且稳定可能与熊蜂高扩散能力有关；哥特兰岛和北极山区的分化可能由海洋屏障和局部适应导致。未检测到基因组多样性下降，可能归因于种群规模较大、衰退时间过近、相对丰度变化未反映真实种群下降，或瑞典种群实际处于扩张状态。研究结论强调：历史基因组数据对于检测和评估传粉者种群衰退至关重要，长期基因组监测有助于在不可逆的遗传后果出现前识别风险；对哥特兰岛和北极山区等遗传多样性较低且可能存在局部适应的重要区域，应优先实施栖息地保护和恢复，以防瑞典B. pascuorum未来发生丰度下降并产生遗传后果。
