Science Advances | 吉挺/牛庆生团队揭示驯化对蜜蜂进化的重要影响

动植物驯化是人类改造自然界的形式之一，促进了由游猎社会向农业定居社会的变革，在人类社会早期的重要性与火的使用、工具的制造及语言的产生相并列。蜂蜜作为史前人类最主要的甜味物质来源，早在石器时代便有猎取的记载。尽管西方蜜蜂Apis mellifera在全球广泛商业化饲养，但由于难以实现完全可控的交配（蜂王和雄蜂在高空飞行交尾导致野生群和饲养群之间持续的基因交流），学界长期认为其未被完全驯化。虽则如此，若人为将蜂群迁出其自然分布区，便可摆脱野生群体这一干扰因素；尤其是在一种致命的体外寄生虫（狄斯瓦螨Varroa destructor）于上世纪后半叶扩张至全球大部分地区之后，西方蜜蜂野生种群已然踪迹难寻。因此，在进行起源与进化相关的群体遗传学分析时，如若将经过高度人工干预的物种样本视为野生群体，势必会导致结果出现偏差，这可能是近年间不断有新的西方蜜蜂系（lineage）和亚种被报道的重要原因。

2023年5月4日，扬州大学吉挺团队与吉林省养蜂科学研究所牛庆生团队等在Science Advances发表论文“Effects of local domestication warrant attention in honey bee population genetics”，以我国独特地方资源东北黑蜂（Dongbei bee）为研究对象，系统阐释了人工驯养对物种进化的巨大影响，并在全球首次提出蜜蜂品种的概念。研究被作为Featured Article在官网主页重点推介。期刊副总编辑（Deputy Editor）、美国哥伦比亚大学地球环境可持续研究中心主任Shahid Naeem教授评价称：“该研究利用现代基因组工具记录驯化，是一项值得关注的研究方式，我真的非常喜欢。”

当前的蜜蜂属物种分类均是基于将其视为野生群体的生物学分类法，主要包括种、系、亚种和生态型。西方蜜蜂原始分布于非洲（A系）、东欧（C系）、西北欧（M系）和西亚（O系和Y系），1918年从乌苏里江东岸（俄罗斯）引入我国黑龙江的黑色蜂种成为“东北黑蜂”之源。研究团队通过获取东北黑蜂基因组信息，与数据库中其他国家和地区14个亚种的220群西方蜜蜂基因组数据进行系统性比较，确定了东北黑蜂起源于C系卡尼鄂拉蜂，且与祖先群体发生的遗传分化已超出亚种层面并达到系的水平；该群体低连锁不平衡衰减率、高连锁不平衡值以及遗传多样性下降揭示了遗传分化很可能是引种诱发的奠基者效应及随之的地方驯化遭遇遗传瓶颈而导致的强烈遗传漂变效应所造成。

贝叶斯节点定年法分异时间分析错误显示了东北黑蜂与其C系起源亚种的祖先群在约250万年前发生分化，而另一方面说明东北黑蜂在我国100年的地方驯化相当于自然选择250万年的进化速率，强调了人为压力对生物进化的巨大影响。因此，在起源与进化相关的群体遗传学研究中，应尽可能排除人为因素对分析结果的潜在干扰。

蜜蜂群体遗传多样性与分化（图源：Lin et al. 2023 Sci Adv）

该研究指出了加拿大约克大学基因组学研究主席Amro Zayed团队2021年在Science Advances新报道的西方蜜蜂U系欠妥，另讨论了生物信息学研究中，数据集、参数设置（如次等位基因频率MAF）、算法等因素对结果输出的影响。联系到人类已成为当代生物进化的主要驱动力，该研究首次提出，被驯养蜂群应明确畜牧学品种和地方品种的概念，并给出了初步定义。对蜜蜂品种和地方品种的恰当评估将有助于更好地认知其进化和驯化进程，从而有望避免更多潜在的“人造”系或亚种将来被错误报道。

扬州大学蔺哲广、吉林省养蜂科学研究所庄明亮等为论文共同第一作者，该研究得到国家自然科学基金、国家蜂产业技术体系等项目的资助。

文章信息:

Lin Z, Zhu Z, Zhuang M, Wang Z, Zhang Y, Gao F, Niu Q, Ji T, 2023. Effects of local domestication warrant attention in honey bee population genetics. Science Advances. 9(18): eade7917.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade7917

转自：“iNature”微信公众号

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