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- 2022-06-16 12:42:50 发布
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■、-.■如-.\%:.V%-V/担,;y套?‘??、户4>■>心?V/.>/?-''、'、,坤V杂餐成s?‘*?-<*’、.???-、--、.^''?('-,.?;..//,>4V.、一户^.'->_分类号密级?^-■"-*,——UDC编号'-V沪''/\,f手f'-.-V中国农业科学院蜜蜂研究所啦}^^..\博±后研究工作报告:;.’.■.己辣V■'一.'--?.‘一-、由'^西方蜜蜂新亚种—西域黑蜂的W/巧.‘;.,:':.:^系统分类与适应性进化.^,追y‘每文''""I*?一'f'‘-■!’■-一户I-■,扛'?■V■一^-.一,-;,.V一'^、—-\考:的二心超\一'户*;一-妾V.V*碱'一20■^:>工作完成日期2013年12月16年6月.'、'节/沁'**■、-k夫/'与.一.,/-'#.一.’T’?.2016年6月■,报告提交日期一.一禾/為皆、.,.''**"--中国农业科学院蜜蜂研巧所(北京).-1i.t?..*、、..寺V?'編年6月亩,、.,'-:.,尽安V//^技:.—一'.,'户_\,!,/户■---■.'‘■'■--心.■-、■<-.%-—却/
分类号密级UDC编号中国农业科学院蜜蜂研究所博±后研究工作报告西方蜜蜂新亚种—西域黑蜂的系统分类与适应性进化陈超工作完成日期20一20化13年12月年6月报告提交日期2016年6月中国农业科学院蜜蜂研究所(北京)20化年6月
西方蜜蜂新亚种一西域黑蜂的系统分类与适应性进化Demorahichistorandtemerateadatationofthenewldiscoveredgpyppy'honeybeesubseciesme//ra《misjawwawn.ss.p诉yp博±后姓名陈超一级学科流动站()名称中国农业科学院畜牧学专业(二级学科)名称特种经济动物饲养研究工作起始时间2013年12月20日研究工作期满时间2016年6月3日中国农业科学院蜜蜂研究所(北京)2016年6月
独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人巧导师指导F进巧的巧巧X作及取得的研宛成梁。尽我所知,餘r文中特别加W擦注巧致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发装或撰码过的研究成梁,也不包含为获縛中關农业科学路或其它教宵机构的学位或证书而使用过的材料--同X作的同志对本研兜所做的任何贡献均己在论文中作7。均我明确的说明井表示了谢意。^年ioW±后签名;时间;《月回关于论文使用援权的声明本人宛全了解中圏农业科学院宵关保留、使用学位论文的规定,即;中圍农业科学院%較保窗送交论文的懲帮件和磯瘋,允许论文被盘阅和健阅,可W采用影印、缩印或妇據等變制手段條存、氾編学位论文。罔讓中閣农化科学焼可^式用不同巧式在不同媒体上发榮、传播学位论文的全部或部分内容。鱗±盾签洛:时间:心年若月200了合作导师签名;时阀;如^年多月乂)田
内容摘要选择压力和种群历史变化都会在基因组上留下痕迹,利用基因组范围内的DNA分子标记可对其进行研究。其中,研究气候条件驱动的进化在基因组上的印记有助于了解群体对本地环境的适应性W及气候变化对群体的潜在影响。西方蜜蜂(少bme//與ra)是研究气候驱动适应性进化的良好素材一。西方蜜蜂广泛分布在非洲、欧洲巧亚洲。般认为西方蜜蜂起源于热带/亚热带地区,随后扩散到温带地区。然而,目前我们对蜜蜂适应温带气候遗传基辄的了解十分有限。本研究中,我们在位于温带地区的新疆维吾尔自治区新源县发现了西方蜜蜂新的自然群体(西域黑蜂),并对其中10个个体进行了基因组重测序此外,也35个个体的重测序数据并;下载了来自其它群体的进行,了分析得到的主要结论是:1.西域黑蜂是西方蜜蜂在中国的自然种群,属于西方蜜蜂的M系分支,西方蜜蜂的分布范围向东延伸至中国新疆地区。’一?2>(口妃aM幻W,.西域黑蜂是西方蜜蜂的个新亚种47虹,/向w与欧洲黑蜂峭ferawe。//於ra)有较近的亲缘关系3.西域黑蜂的群体历史受到地球历史温度的影响,地球媪度升高时有效群体大小降低。,并可能随后导致了与其它群体的分化4.通过对比温带群体(西域黑蜂、欧洲黑蜂)与热带群体(东非蜜),发现蜜蜂对温带气候的适应过程中蜂,如iswe//於rascMte航!fa,脂肪体和Hippo信号通路可能起到了重要作用。通过本研究一,我们从基因组水平了解了西方蜜蜂新亚种西域黑蜂的群体历史。,W及该群体适应温带气候的遗传基础这些发现可为西方蜜蜂的抗寒育种提供有效信息。关键词:西域黑蜂,新亚种,中国,温带气候,群体历史,适应性3
乂bs化actnaturesof-Studyingtheeneticsiclimatedrivenselectioncanroduceggpinsightsintolocaladaptationandtheotentialimactsofclimatechaneonppgpopulations.Thehoneybee(却权we//於ra)isaninterestingspecies化studylocaladaptationbecauseitoriinatedintroical/subtroicalclimaticreionsgppgandsub化quentlyspreadintotemperateKgions.However,litleisknownabouttheeneticbasisofitsadatation化temerateclimates.gppHerewereseuencedthewholeenomesof10individualbeesfroma,qgnewlydiscoveredoulationintemerateChinaanddownloadedKseuencinpppqgdatafrom35individualsfromo化巧oulations.Wefound化atthenewppolat-ppuionisanundescribedsubspeciesintheMlineageofApismellifera地nal-mefera《如lsesofoulationhistorshowthaton(令巧/巧Ayppygt;ermlobaltemeraturehasstronlinfluenced化edemorahichistorofgpgygpy^17虹itsdirenceoheshe/andvegfromtrsubspecie.FurtranalysescomparingtemperateandtropicalpopulationsidentifiedseveralcandidateenesrelatedtofatbodyandtheHiosinalinathwathataregppggpyotentiallinvolvedinadatationtotemerateclimates.pyppOurKsultsrovideinsihtsinto也edemorahichistorofthenewlpggpyydiscovere泣Apismelliferasinisxinyuan,aswellasthegeneticbasisofadaptationofAwe//辦ra化temperateclimatesat化egenomiclevel.Thesefindn?inswillfac她tate化eselectivebreediofAm《幻化improve化egg巧向survivalofoverwinterincolonies.gKewords:bra《切紅jc沁幻内newsubseciestemerateclimatesy少與,p,p,populationhistory,adaptation
目录1绪胃12西域黑蜂分类地位32.1材料与方法32.1.1样品采集32丄2基因组重测序数据获取32.1.3序列处理与多态性位点检测分型32丄4主成分分析424.1.5群体结构分析2丄6进化树构建42丄7群体分化时间42丄8基因组相似度52.2结果与分析52.2.1测序及变异检测52.2.2群体结构与群体分化6’2.2.3西域黑蜂(却《meW於raS如沁anyMtmn.ssp.)82.3讨论93西域黑蜂群体历史113.1材料与方法113.2结果与分析113口.3讨论4西域黑蜂抗寒适应15415.1材料与方法4丄1群体基因注释154丄2选择消除分析15
4丄3富集分析154.2结果与分析164.2.1温带群体中呈现正向选择信号的基因164.2.2脂类胆存调控相关基因194.2.3飞行行为相关基因204.2.4神经系统相关的基因214.2.5Hippo信号通路214.3讨论235结论26纖27参考:^献28个人简历34博壬期间发表的学术论文、重要科研成果35博±后期间发表的学术论文、重要科研成果36永久通信地址37
中国农业科学院博±后出站报告绪言1绪言鉴别生物在不同气候因子下产生的适应性变异是进化生物学的一个焦点问题。气候因子可对群体间表型和基因型的变异产生影响,这种影响已经在多种生物中得到展示,其中包括拟南芥、果魄、绵羊、人等(Gonzdlez等2010Hancock等2011aHancock等201化Lv等2014)。;;;通过检测气候条件施加的选择压为在基因姐中留下的选择印记,不仅可了解生物适应本地环境的遗传基础,还可W了解气候变化对群体的潜在影响一(Balan抑等2009)。此外,识别适应性多态性位点有助于了解些重要的功能性变异(Nielsen等2007)。西方蜜蜂(4pbwe化/era)非常适合用来研巧气候驱动的适应性进化。西方蜜蜂广泛分布于非洲、亚洲西部和欧洲,包含了至少24个亚种。基于形态学和分子生物学数据可将西方蜜蜂亚种分成四个分支;位于非洲的A系、位于欧洲西部和北部的M系、位于欧洲东部的C系和位于中东和西亚的0系(Ruttner1988rnerias996;Whitfield;Gay等1992;Ar等1一等2006;Han等2012;WaUberg等2014)。般认为,西方蜜蜂起源于热带/亚热地区,并随后扩散到温带地区,对温带气候条件的适应是其进一化过程中的关键步骤(Rutner1988)。些与适应寒冷冬;Han等20口在季相关的性状上(Southwick等1987;Rutner巧88;Amdam等2005),温带地区和热带地区的蜜蜂群体在存在根本性差异(Winston巧87)。然而。,在分子水平上对西方蜜蜂如何适应温带气候的了解还非常有限目前,对西方蜜蜂适应温带气候的研究主要集中在欧洲地区的蜜蜂亚种,尤其是M系的欧洲黑蜂(乂/W.me巧/fera)上(Maurizio等1950;Fluri等1977;Seeley1985及参考文献;Southwick等巧87;Ruttner巧88;Amdam等2005;Meixner等2007;Seehuus等2013)。欧洲黑蜂分布在整个西方蜜蜂分布范围的西北部一步了,具有良好的越冬能为。然而,要进解蜜蜂对温带气候的适应,非常有必要对蜜蜂分布范围的东北部,即中国1
中国农业科学院博±后出站报告绪言一西北、南俄罗斯带的蜜蜂群体展开研巧。在中国西北部的新疆维吾尔自一—治区新源县,我们发现了个新的抗寒蜜蜂群体西域黑蜂。新源县地处高海拔和髙绅度地区,当地气候的显著特点是冬季较长、气温较低,每年霜期长达185至205天。目前,对西域黑蜂辭体的遗传多样性和进化历史尚没有研究。为系统深入的了解西域黒蜂的群体历史和在基因姐水平上对温带气候的适应,本研究对来自西域黑蜂的10个野生蜂群的10只蜜蜂进行了基因组重测序,并下载了东方蜜蜂(乂cerawfl)及西方蜜蜂4个系代表性群体的重测序数据.we//era)、卡尼鄂拉蜂(乂/W.,包括欧洲黑蜂(乂W矿C幻rwfca)、意大利蜂(乂W./皆"化a)、安纳托利亚蜂(乂/W.側〇化化JC口).scwte化Wa)。我们采用群体基因组学方法和东非蜜蜂(乂W,对上述群体间的进化关系进行研究,构建群体历史W了解西域黑蜂与其它群体的分化。,并且通过鉴定快速演化基因W阐明温带气候适应的遗传基础2
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂分类地位2西域黑蜂分类地位一对新发现的蜜蜂群体,需要明确其分类地位,W助于下步对其更深。本部分通过基因组学方法入的研究,对西域黑蜂群体的系统分类进行了研究。2.1材料与方法2.1.1样品采集西域黑蜂样品于2011年8月采集自新疆维吾尔自治区西北部的伊舉°i"°i"°"河谷内,采样点地理坐标为431739N和833523E、43187N和〇'"。1'°'"。'|i"。8348833948E、431751?和42屯、43185N和833959屯,海拔高度分别为1484米、1566米、1709米、1566米。本研究所用的10个群体均采集自野生群体(野外蜂巢或利用人造蜂巢从野外招引)。采集到的蜜蜂个体保存在一一90%酒精中,每个蜂群中随机挑选只工蜂用于下步测序分析。2丄2基因组重测序数据获取0个西域黑蜂群一只工蜂从1体中各随机挑选,提取DNA构建500b双末端测序文库,利用IlluminaHiSe2500平台进行测序。为研究西pq域黑蜂的进化地位,从公共数据库中下载了其它代表性群体的共35个个体的重测序数据(图2.1A)(WaUbe巧等2014)。2丄3序列处理与多态性位点检测分型使用自定义Perl脚本对序列进行过滤,仅保留低质量碱基(Q^5)数目占比不超过一条包含N的50%的序列。此外,如果双末端序列中的。数量超过10%过滤后共得到76.6Gb高质量序,则舍弃这对双末端序列列A-MEM软件将髙质量序列与西方蜜蜂参考基因姐。随后,利用BW""--(a-k32M-piMel4.5)进行比对,比对参数为tR,其余参数采用默认3
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂分类地位值(Li等2009),比对后得到的bam文件利用samtools软件包排序并去除重复(Li等2009),再用samtools软件包的mpileup功能进行变异检测inlenucleotideolmorhism,,获得约470万个单核昔酸多态性(sgpypSNP)位点。之后,遵照W下规则对SNP进行质量过滤;1)质量值不低于20;2)去除基因组测序间隙上下游5bp之内的位点;3)位点在所有群体中总测序深度应介于4至1000之间;4)去除有H个或更多等位基因的位点;5)变异型等位基因平均Phred碱基质量值不低于20;6)变异型等位基因频率不超过50%。经过过滤后,共获得约210万个高质量SNP位点用于下游分析。2丄4主成分分析使用EIGENSOFT3.0软件(Patern等2006)对45个个体进行主成-Widom检验计算分分析,各组分的显著性程度通过Tracy。2丄5群体结构分析利用ftappe软件包(Tang等2005)最大似然法对群体结构进行分析,分别计算2至5个亚群前提下的群体结构,计算中迭代次数设定为10000次。2.1.6进化树构建利用个体间遗传距离,采用邻接法,通过TreeBest软件包(https://gi化ub.com/lh3/tre沈est)构建系统进化树,其中东方蜜蜂为外群,自展(bootstrap)值设定为1000。2丄7群体分化时间利用PAML4.5软件包中的MCMCtree工具估计群体间的分化时间(Yang2007)。其中,时间单位设定为百万年,替换模型设定为HKY85,4
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂分类地位clock参数设定为2,bumin参数设定为50000,sampfreq参数设定为50,并使用了3个校准点.060.09(Arias:东方蜜蜂与西方蜜蜂的共同祖先【0,】等1996)、西方蜜蜂各系间【0.0015,化0035】化及卡尼鄂拉蜂与意大利蜂间【0.0002,0.00035】(Wal化erg等2014)。2.1.8基因组相似度基因组相似度通过计算个体间两两比较的相似度指数(IS)来测量(Rubin等2010AiSNP位点的Ds;等2015)。首先计算各个值,对给定位点/的Ds值计算公式为:(000/,Ds=111(式2.1)i/,.0/1,0.5随后通过计算20化窗曰内所有SNP的累积分数得到IS值,其计算公式为:—D雄|si广Ds2il)=1(115(式2.2)N其中N为窗口中SNP的个数。2.2结果与分析2.2.1测序及变异检测共对来自7个群体45只蜜蜂进行了分析,其中包括西域黑蜂10只、欧洲黑蜂10只、卡尼鄂拉蜂5只、意大利蜂5只、安纳托利亚蜂5只、东非蜜蜂5只及东方蜜蜂5只(图2.1A)。西域黑蜂重测序共获得1.79化条长度为100bp的双末端测序序列(17.9Gb总数据量)。序列比对结果显示,重测序平均覆盖度为8.08X,覆盖了西方蜜蜂参考基因组的89.86%(TheHonebeeGenomeSeuencinConsortium2006)。经过严格的过滤yqg后,SNP和988217个小片段插入缺失共鉴别出2123243个高质量(50b)。p下5
中屬农业科学院博±后出站报告两域黑蜂分类地位A綱徽…西域黑巧〇m-xmm巧销巧巧亚蜂东方織f。L卡度巧微A?患大利巧东方蜜巧、':〇紳.东賴機—..fi圧。’,--'安钟托巧動—CD誦国圍?东方《巧|仁2?晒域黑巧画占?巧纳巧利亚巧0-4??*’‘*?'‘’1|,*-f分々.辛.卡尼巧拉&-V?.|贵?.,和苗S酌异S.^:I0;巧气3lI-■""■.思煽?:;=:。■卡k3;:J.?3?,,?、欧洲黑拷;-;IV^〇*、1.东非蜜终?.。、-'。.‘v-s;-WVfiV?-画I下'零誦K.?.;....?.以隊'—蛛’?<矿和II雲iII道頻出兴S包出I图2.1群体遗传学Fi.21Plttcg.opuaioneneisg(A)硏究群体的地理位置;(B)邻接法构建的系统进化树,比例尺代表群体间遗传距离;(C)S维PCA图;(D)蜜蜂群体的遗传结构,图中分别展示了预设为25个群体的结构一至。每列代表个个体个体中不同颜色片段长度代表基因组来,源于不同祖先的比例。2.2.2群体结构与群体分化利用全基因组一SNP构建的进化树显示西域黑蜂与欧洲黑蜂同属个一一分支,起源于同个祖先(图2.1B)。主成分分析和群体结构分析进步一验证了上述结果-。主成分分析中,第主成分(解释16.90%的变异,Tracy-6=xWidom戶1.12l〇)可将外群东方蜜蜂与西方蜜蜂各群体分开,第二主6
中国农业科学院博±后化站巧巧两域黑蜂分类地位-=14(T-P1X成分解释14.89%的变見racyWidom9.510)可将西域黑蜂、欧洲黑蜂与其它亚种分开(图2.1C)。群体结构分析中,当K值小于5时,一西域黑蜂与欧洲黑蜂可归到同群簇中,当K值等于5时,西域黑蜂与一D欧洲黑蜂进步分开成两个群簇(图2.1)。这些结果表明西域黑蜂属于)西方蜜蜂的M系分支(与欧洲黑蜂同分支,该结果与形态学和线粒体序一Ch列的分析结果是致的(en等2016)。东非蜜蜂安纳托利亚蜂304化5卡尼鄂拉蜂意大利蜂28欧洲黑蜂13.2西域黑蜂I!I1(1I带位:万年30巧2015105022图.群体分化时间Fig.2.2.Timeofdivergence每个节点处的数字代表群体间分化的时间:万年)。(单位使用PAML4.5(Yang2007)计算群体间分化时间发现西域黑蜂与欧。洲黑蜂间的分化发生于距今约13.2万年前(图2.2)相比之下,C系的两个亚种卡尼鄂拉蜂和意大利蜂的分化时间仅为约3万年。此外,卡尼鄂拉蜂与意大利蜂间的基因组相似度也高于西域黑蜂与欧洲黑蜂间的基。因沮相似度(图2.3)因此,西域黑蜂与欧洲黑蜂之间的分化程度是在亚一lli种水平上的,西域黑蜂是西方蜜蜂的个新亚种Apismefercisinisxinyuann.ss.p1
中国农业科学院博壬后出站报宙西域黑蜂分类地位----■1'Wpg1顆,簿0.96安納化利亚蜂村臣鄂拉蜂I,0.96I|■誦蜂iii.L2N%北一i暇!;|、誦’’'》、。W創巧-欧排I,!絲:)‘%誦1fI"^*‘■';r>.filL,-?0.96?、■096?.(图2.3西方蜜蜂个体两两比较的基因组相似度F23Thecotliiriig..simUaritysreofhei打dividuasnairwsecomasonspp热图中颜色代表两个体间的相似程度颜色越深相似度越高一。同,群体内的个体之间的基因组相似度高于不同群体间个体的基因组相似度;卡尼鄂拉蜡与意大利峰间的基因组相似度高于西域黑蜡与欧洲黑蜂间的基因组相似度。?2.2.3西域黑蜂we//r幻W乃k:d?yMa?n.ss.)於_p°'"。中国新疆维吾尔自治区新源县1751,全模标本:工蜂,北绅43°'"东经834248,海拔1709米。中国农业科学院蜜蜂研究所,样品编号-09990096。。副模标本:多只工蜂,相关信息同全模标本’’s一拉了学名语源:拉了学名wmjdwwm指代该群体的发现地中国新源县。分布:该亚种分布于中国新疆伊舉河谷地区。8
中国农业科学院博±后出站报告两域黑蜂分类地位西域黑蜂塚短,蜂王头、胸部黑灰色,腹部主要为黑色,部分蜂王腹、。节相接处带暗褐色环;王蜂雄蜂通体黑灰色,被灰褐色绒毛西域黑蜂产卵力强,,早春开产温度低,虫龄整齐育虫节律调节能力强,容易维持一强群。抗逆性、抗峨力强,仅需要提前预防。越冬性好般不会发生瞒害,一般在冬季寒冷天气下可tu在室外安全越冬,越冬饲料节约。早春温度较。低情况下即开始采集花粉回巢在大流蜜期,即使温度较低仍可W出巢采一。47集西域黑蜂工蜂寿命较长,般春季最长寿命天,采蜜季节最长33天,越冬期最长可达到204天。蜂蜜巢房封盖为中间型。西域黑蜂蜂群畏光,蜂群检查时不安静,性情暴躁,爱蜜人。外界缺芝蜜源时,有盗性。2.3讨论西域黑蜂’(乂W.sm柄anywaw)的发现将西方蜜蜂分布范围向东延伸至中国西部地区一一。西域黑蜂也是M系中唯个分布在欧洲W外地区的一亚种M系的另—,分歧时间计算结果显示西域黑蜂与外个亚种欧洲黑。蜂在13.2万年前发生了分化在本研究之前,利用西方蜜蜂各亚种构建一致的系统进化树的树形基本与亚种间地理分布关系,表现为同系内的aUbe"i2014)。各个亚种呈现连续的地理分布(Wg等其中,M系亚种分布于欧洲的北部和西部地区(Rutner1988)。然而,在亚洲发现的西域黑蜂打破了这种连续分布的规律,因而西方蜜蜂各个亚种间的进化关系可能比原先预计的更加复杂一。此外,蜜蜂属中两个亲缘关系较近的物种西方蜜蜂和东方蜜蜂呈现异域分布,而东、西方蜜蜂分布范围的间隔区内的蜜蜂资源没有得到很好的探索(Sheppard等2003),导致了送两个物种异一直没有得到很好的解释域分布的原因。在新疆地区发现的西域黑蜂进一步缩小了两个物种分布范围的间隔区一,对该区域的进步探索可能为研究东。、西方蜜蜂的进化提供更多线索西域黑蜂的发现对西方蜜蜂M系的起源和群体历史带来了新的启示。Garnery等(1992)提出M系起源于亚洲中部并向北迁移,结合西域黑蜂9
中国农业科学院博±后出站报吿西域黑蜂分类地位和欧洲黑蜂的分布范围,推测位于天山地区东部的西域黑蜂可能是M系一一一迁移过程中的向东的个分支。,而欧洲黑蜂是向西的个分支另种可能性是,天山地区本身就是M系的起源地,而欧洲黑蜂是其向西迁移的一0系的M系类似的情Shea个分支。西方蜜蜂起源也存在与况。pprd等(2003)在天山西部发现0系的新亚种乂/W.口时也指出,天山山脉也可能是0系的起源,而〇系的其它亚种是向西的分支;或者乂W.航一[是向东的,而0系其它亚种是向西的分支。因此个分支,对天山山脉和新疆地区蜜蜂资源的进一步探索可能为西方蜜蜂的起源和进化历史提供重要信息。01
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂群体历史3西域黑蜂群体巧史西域黑蜂作为我国发现的首个西方蜜蜂新亚种,目前对其形成原因、群体历史变化等缺乏了解。利用群体基因组学方法对西域黑蜂群体进行分析一,有助于进步了解该亚种的群体历史。3.1材料与方法利用成对连续马尔科夫聚并(PairwiseSeuentiallMarkovianqyCoalesc畑ce,PSMC)模型(Li等2011)来估算西域黑蜂祖先的有效群体大小。利用序列比对结果的bam文件和samtools软件(Li等2009)获得一个体基因型,之后屏蔽掉覆盖度过低的碱基(低于平均覆盖度H分之)和覆盖度过髙的碱基(高于平均覆盖度二倍)。利用PSMC软件自带函数"f2smcfa将二倍体共识序列转化为软件所需的输入格式-qp,相关参数为-*"一9-X--N30tl5r5P452。世代间隔设定为年,每世代变异率为5.310(Wamje巧等2014)。3.2结果与分析PSMC模型计算结果显示西域黑蜂的有效群体大小随着地球气候的。变化而波动(图3.1),当气候较冷时,有效群体大小较大有效群体大小一次下降发生在最近的一个主要间冰期最显著的,即距今8到13万年前的海洋同位素时期5(MarineIsotopeStage5,MIS5)(Lisiecki等2005;Jouzel等2007)。在海洋同位素时期5之后,有效群体大小开始上升并在距今2至2.6万年前的末次间冰期(LastGlacialMaximum,LGM^Clark等2009)达到峰值。末次间冰期后,地球媪度逐步上升,而有效群体大小再次下降。地球历史温度和有效群体大小的变化显示了全球温度对西域黑蜂有效群体大小有较强的影响。值得注意的是,西域黑蜂与欧洲黑蜂的分化(13.2万年前)发生在西域黑蜂有效群体大小下降的初期,表明西域黑蜂与欧洲黑蜂共同祖先群体大小下降可能是造成两个群体地理隔离11
中国农业科学院稱d:后出站报告巧域黑蜂群体历史的原因。雨域黒蜂与软洲黑巧分化I^^。°-■r湿跑巧平值末次媒冰巧海洋岡位巧5|达到巧值时期下降i巧_■r2〇_AXNyr后一'i-o-甲IIIIIIIIIIIII1II1!I5?41〇1〇10距今时间(年)图3.1西域黑蜂(^w/we//^ras/w/*m>?yw^2?)有效群体大小'Fig.3.1Demographichistoryof/W.別巧!彷/内jvw口W灰色实线代表50次自展化ootstrap)计算出的有效群体大小,红色曲线为平均有效群8体大小(变异率0.53x1化)。阴影区域分别代表末次盛冰期(左)和海洋同位素时期5(右)。3.3讨论一西域黑蜂的群体基因组学研究进步揭示了该群体的历史。根据西域黑蜂的历史有效群体大小、西域黑蜂与欧洲黑蜂的分化时间(图2.2,。图3.1),我们认为地球历史温度在西域黑蜂的群体历史中起到重要作用(1)在海洋同位素时期5之前,西域黑蜂与欧洲黑蜂尚未发生群体分化,二者的共同祖先广泛分布在欧亚大陆(图3.2A)。(2)在海洋同位素时期5,较高的全球温度使得该共同祖先的分布范围缩小,进而形成了两个在地理上分离的群体:位于亚洲的西域黑蜂祖先和位于欧洲的欧洲黑蜂祖),先(图3.1,图3.2B。(3)在海洋同位素时期5之后西域黑蜂(祖先)的群体随着温度的降低而增大.1,,在末次盛冰期达到了峰值(图3图一3.2C)。(4)在末次盛冰期之后,方面地球温度的升高使得适宜西域黑12
中国农业科学院博±后出站报巧两域黑蜂掛体历史一蜂生存的地区范围缩小,另方面,周边天山山脉、沙漠和青藏高原的阻隔使得西域黑蜂无法迁移至新的栖息地,因此,西域黑蜂有效群体大小再。次下降(图3.2D)海巧同位窮时巧里迎续分巧。海巧同泣察日’5。5之的,西域课玲巧欧洲课掉共同沮化t期两域黑時与欧拥谋择发生分化4■?巧效辭体乂小=22X1〇=49X!〇1.相效群化大小.Drcr'-,.。。4末次滿妹期之后体下降末次溢冰期群体上巧絶棘兴w护,,巧^^武。'4.*'*^==;^4.7X1〇8.0X恤睽簇鄉、、勞^村效辭体大小扣效群在大小图3.2西域黑蜂群体变化巧史ihulatnamicsof./*ltioFg.3.2Geograpyandoss化leoiondAWsmsx/只oua打inpppypphistory(A)西域黑峰与欧洲黑蜂的共同祖先广泛分布在亚洲及欧洲。(B)西域黑蜂与欧洲黑嗔发生分化。(C)在末次盛冰期期间西域黑蜂群体大小上升。(D)末次盛冰期么后,群体大小下降。西域黑蜂有效群体大小在地球温度较暖时期呈下降趋势,使得在全球气候变暖的大环境下。西域黑蜂目前,对西域黑蜂的保护变得非常紧迫。分布范围较小,仅在伊舉河谷有限的区域内此前,由于气候和交通不便等原因。但是,全球气候变暖、人类活动(包,该区域受人类活动影响较小括转地放蜂)在该区域的日益增多。此,西域黑蜂群体遭受了不小的威胁一夕K位于天山山脉的另个西方蜜蜂亚种,0系的乂W.13
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂群体历史(Sheppard等2003),也可能对西域黑蜂的遗传完整性造成影响。因此,应当及时采取有力措施对西域黑蜂进行有效保护。14
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂抗寒适应4西域黑蜂抗寒适应尽管目前对西方蜜蜂的起源还存在多种不同假说(Han等2012),但一己有假说都致认为西方蜜蜂起源于热带/亚热带地区,并随后扩散到温带地区。在从热带/亚热带地区到温带地区的迂移过程中,对季节变化,尤其是寒冷的冬季的适应。然,成为群体能够向温带地区迁移的重要因素而,目前对蜜蜂适应温带气候的遗传基础了解较少,本部分利用基因富集分析对西域黑蜂适应温带气候的相关基因和分子通路进行了研究。4.1材料与方法4丄1群体基因注释将西方蜜蜂基因编码区序列利用BLAST软件与果蜡(DmsopA航rwe/ama別er)蛋白序列(从Ensembl数据库下载release74)进行比对,巧;""---比对参数为-b-plastxm8ele5FF,从而获得西方蜜蜂基因在果蜡中直系同源基因。进而从BioMart中获得果蜡基因的基因本体论(GeneOntology,GO)信息,并用来注释西方蜜蜂中同源基因的功能类别。4丄2选择消除分析利用多态性位点的基因型频率信息,我们进行了两组选择消除分析,分别比较了温带群体(西域黑蜂、欧洲黑蜂)和热带群体(东非蜜蜂)、西域黑蜂和欧洲黑蜂。每个分析中,首先采用滑动窗口的方式计算了固定系数Fst和核昔酸多态性免,其中滑动窗口大小设定为2万碱基,步长为1万碱基。随后对Fst值进行了Z变换,并计算了成比值的对数值。将Fst值与成比值的对数值均位于前5%的DNA区域作为潜在的受选择区域进行分析。4.1.3富集分析使用DAVID(Huang等2008)对受选择基因进行富集分析,其中15
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂抗寒适应背景基因为所有有注释信息的西方蜜蜂基因列表。4.2结果与分析4.2.1温带群体中呈现正向选择信号的基因西域黑蜂与欧洲黑蜂都对温带气候条件具有良好的适应性,而热带一些特性的东非蜜蜂则不具有适应温带地区生活的(Terada等1975;Southwick等1987)。为了解温带适应性的潜在机制,我们将西域黑蜂和欧洲黑蜂与热带的东非蜜蜂进行了对比。筛选出基因组中呈现正向选择信号的基因,并依照其在果蜡中同源基因的KEGG(Kanehisa等2000)和GO(Ashbumer等2000)功能类别对基因进行归类。通过筛选具有较商Fst值和成比值的基因组区域,共鉴定出基因组中6.16Mb受到自然选择的片段.1),,其中包含了454个基因(图4并从中鉴定出几个髙度富-5=x集的功能类别,包括神经膜去极化(4个基因,戶9.64l〇)、多己胺代-3-3=x=x谢(4个基因,P1.13l〇)、脂类贬存调控(5个基因,戶1.98l〇)、-3=x(5个基因2.02l〇)(.1)化及Hio代谢通路(5个飞行行为,P表4pp-2=x基因4.0010)(表4.2)。,戶16
中国农业科学院博±后出站报笛西域黑蜂抗寒适应鬟".槪.。—一…‘?…^i:::??*??????:..'、-'?.---':'..气.:.>V..?-.?I.■???.?*I??{教.?.?.IV:狂苗魏系弦松.I。-一奪,的若婪.I、.軒..占養.靈ife..。-查,參,禱V.'斯^腳:'.-....’.1.v?.???..!IIH巧选择孩巧巧巧巧黑巧(西读巧?H)?"'IIr!1IIIIII—-21012340.00..1江20.30.4051〇解/9(东非審蜂跑域黑蜂和欧洲黑蜂)频度2(%)图4.1西域黑蜂和欧洲黑蜂中呈现较强选挥消隙的区域?Fi41enomreionswithstro打selectivesweesinA.内/献/打.g..GicggpW57JW口內andA/Wmellifera使用大小为20化,步长为10化的滑动窗口方法计算Fst(纵轴)和化比值的对数值(横轴)。在竖虚线右侧(对应把位于前5%的窗口)及横虚线上方(对应Fst位于前5%的窗口)的窗曰为西域黑蜂和欧洲黑睡的受选择区域(纪色)。17
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂抗寒适应表4.1西域黑峰和欧洲黑蜂受选择基因的GO富集类别(前10)Table4.1GOenrichmentoftheselectivesweepgenesinW.打公W.melliferacomaredtoA,m,scutellata(Top10)pGO编录号播述类型戶值基因数5membraneeoarza-GO:001899dplitionBP9.64E05400:0042417dopaminemetabolicrocessBP0.0011314p00:0017150tRNAdihydroiiridmesynthaseactivityMF0.001251300:0010883reulationoflipidstoraeBP0.0019815gg00:0007629flihtbehaviorBP0.0020205g00:0007626locomotorybehaviorBP0.00359413G0;0003254regulationofmembranedepolarizationBP0.0(B615200:0010644cellcommunicationbyelectricalcoulinBP0.0036152pg00:0016264aunctionassemblyBP0.0036152gpjG0:000巧55lucoseransmembranetransorteractivityMF0.0038262gtp18
中国农业科学瞭博±后巧站报芭西域黑蜂抗寒适应42KEGG表.西域黑蜂和欧洲黑蜂受选择基因的富集通路类别(前10)Table4.2KEGGenrichmentoftheselectivesweepenesinw.sinisxinyuan&A.m,gmelliferarelativeto^.m,scutellataTo10(p)KEGG编号类别P值基因数ame00230Purineetabolism0.0005665413mame03013RNAtransort0.0006797513pameOOSllOtherlcanderadation0.002428784gygameOllOOMetabolicathways0.002巧97143pame03050Proteasome0.016342065ame00520Aminosugarandnucleotidesugarmetabolism0.016342065ame04145Phagosome0.021802896ame00900Tepenoidbackbonebiosynthesis0.03462巧13ame03015mRNAsurveillanceathway0.038176946pame04391os-Hippignalingathwafl0.039952895pyy4.2.2脂类贬存调控相关基因受选择基因在脂类代谢中富集表明脂肪体在西方蜜蜂适应温带气候’中起到重要作用。受选择基因中包括编码脂类的协同转运蛋白的仇命(Imnotdeadet)基因y,该基因在脂肪体中有很高的表达量,并与成年蜜蜂寿一命有关(民oina等2000Seehuus等2013)。另个受选择基因是仍g;(forkheadboxO)基因(图4.2),该基因编码膀岛素信号转导通路中的一V个转录因子,可调控细胞数量及脂类代谢(Jtinger等2003;ihervaara等2008)。在蜜蜂中,Foxo可通过调控糖脂蛋白vitellogenin在脂肪体19
中国农业科学院博王后出站报告西域黑蜂抗寒适应(Corona中的含量,在蜂王和越冬蜜蜂的寿命调控中起关键作用等2007;乂加〇14等2013)。其它受选择基因还包括<5〔0户和死。戶基因,二者编码的蛋白质均是囊泡介导的外壳蛋白复合体1(CoatProteinComlexI,COPI)p的组成部分,而COPI可调控体内脂类平衡(Belief等2008)。因此,这些受选择基因体现了脂肪体在越冬蜜蜂中的重要作用。,*???:WMAfHmCA.' ̄"-———4|y,,i1j3i-弦誤巧。朽!!雜嫁。。’骗巧区11iiiIII。*悲》|幽11111|1iii|基因an■!iMMHMMBMIliHHnHHi眉函篇■麵〇曲《況》l—.*———?I-111\Q〇〇〇7U4化0坦lU0坦0?CD050^NWOOT37aK)1{Mb)NW.O0?78O4S1(Mb>NW.0M3。"。"Wf讲BFilFoxoEbony---%藻巧合子C问黄巧&坦組)驟嵌合子緣浊合子(¥巧型)42图.西域黑蜂和欧洲黑峰中具有较强选择信号的基因示例Fiiinali.n>4.4.2Examplesofeneswithstrongselectvesweessn^.msiisxinuanand.gpgygm.mellifera.’(A)Z变换Ft值、imasD值PXlO化大小滑动窗口作图。阴s成比值对数值和巧,影部分为具有较强选择信号的基因组区域。基因注释位于图的下方,其中黑色条带表示编码区,紫色条带代表基因区,巧//、仍XO和凤wny基因区段用檔色表示。(B)巧//Foxo〇;、和筑巧在西域黑蜂、欧洲黑峰和东非蜜蜡群体的基因树。(C)西域黑蜂/Fo;、欧洲黑蜂和东非蜜峰的巧/、co和巧基因受选择区域内SNP基因型。4.2.3飞行行为相关基因在显著富集的基因类别中,飞行行为和神经膜去极化均与飞行肌相关。巧7/(flihtlessI)基因在温带群体呈现明显的正向选择信号(图4.2),g20
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂抗寒适应该基因与间接飞行肌的组织结构有关(deCouet等1995),而发热蜂正是利用间接飞行肌的抖动来产热的(Tautz2008)。细胞膜去极化类别的5个基因中有4个都受到了正向选择。细胞膜去极化是肌纤维中产生动作电势的重要步骤,而动作电势控制着肌肉收缩。在蜜蜂中,低温会降低动作电势产生的频率(Bastian等巧70),因此受正向选择的神经膜去极化基因可能能够增强温带蜜蜂在低温条件下的飞行能力或高效产热的能力。4.2.4神经系统相关的基因。其中在选择分析中,多个与神经系统相关的基因都收到正向选择,一多巴胺代谢过程这类别中有四个受选择基因(扔《、卸〇W、Maw/和一-心献6)1^5献2<疏。多巴胺是蜜蜂中的种主要的神经递质,对蜜蜂的行为具有很大的影响(Scheiner等2002Be等2007Bes等2009;g巧;gg;一--N-Aarwal2011)。TanEbon(.2)是对g等和y图4N0丙氨醜多己胺( ̄ ̄-aNBAD水解酶和NBAD合成lanldoamine,NBAD)代谢有关的酶Pyp内多己胺的水平(Borcz等2002P紅ez醜这两个酶共同作用调节细胞y;等2010,2011)。此外,在飞行行为类别中的3个受选择基因(扔W,巧>&一和Tav)也与神经递质有关,其中巧A基因编码个酪胺餐化酶,其作用是将酪胺转化为章鱼胺(Livingstone等巧83),/av(inactive)基因与章鱼胺的生物合成有关。蜜蜂与其它昆虫的重要区别是其巧会性行为,而化会性行为又与神经系统密切相关(Scheiner等2002;Zayed等2012)。与神经系统相关的受选择基因可能参与调节蜜蜂在不同季节环境下的行为。4.2.5Hio信号通路pp温带群体对比热带帶体所得到的受选择基因在Hippo信号通路中得到了富集,有趣的是,西域黑蜂对比欧洲黑蜂所得到的受选择基因也在该-2=x信号通路得到了富集(3个基因3.82l〇,.3)。,P表4然而这两组仅有i1个共同的基因(图4.3)。Hppo信号通路商度保守,受选择基因在该通一路中的富集显示该通路在蜜蜂演化过程中起到了重要作用。其中个受21
中国农业科学院博±后出站报告西域黑蜂抗寒适应选择基因一,Os(Dachsous)基因(图4.3),是Hippo信号通路的个上游调控因子(〇1〇等2004llecke等2008)。同样,该信号通路的下游也;Wi有H个受选择基因,分别是厮(Yorkie)基因、(Scalloped)基因和一基因。Yki是个转录激活因子,在调控细胞调亡和增殖中起到关键作用(Huang等2005);Sd可W与Yki形成复合体,与DNA相结合Goulev200814-3-3Yk)i的抑制因子并调控鞭基因的活性(等;是,通过与Yki结合而阻止其进入细胞核,从而阻止Yki激活下游觀基因的表达en2010)Yk--(R等。i、Sd和1433共同调节Hippo信号通路下游效应基i因的表达活性(图4.3)。Hppo信号通路通过调控细胞增殖和细胞调亡来(HalderandJohnsoii2011Zhao等2011)在蜜蜂控制组织器官的体积;,中。,越冬蜜蜂比起普通蜜蜂有更多的脂肪体,可能与该通路有关表4.3西域黑蜂受选择基因的KEGG富集通路类别Table4.3KEGGemichmentoftheselectivesweepenesinA,m.sinisxinyuangKEGG编号类别P值基因数ame00983Drutabo-melismotherenzymes0.0251612game04130SNAREinteractionsinvesiculartransport0.03069921Hosnalingathwa-fl0ame0439ippig.0382403pyyame03008Ribosomebiogenesisineukaryotes0.0651883ame00740Riboflavinmetabolism0.0806051ame03030DNAreplication0.092758222
中国农业科学院博±后出站报告两域黑蜂抗寒适应八旁啟v‘__?_____r"—"?—"—寻/rFtTnengenI ̄ ̄————…一…‘^‘…____^ ̄__—— ̄-…_…f、F-acdnI.-——a?YMtr^YkrEx一H!kliDPOk ̄..hS—促增殖細S1d1IMeri一巧酸化依赖的细胞接化巧制!/Ykl^K也巧4-3-3.1细胞质滞留I器官大小控制巧巧巧巧试巧》巧巧掛滚&区读四试巧巧贵注择区读1的)受这巧之—目东非蜜蜂〇0欧洲黑蜂'?欧^今瓣:。麵城巧含子(向g卒往因沮)氣台子V化含子(变鼻埋)4.3H图ippo信号通路Fi43Hiosnalg.ppigina化wagpy(A)Hippo信号通路中的受选择基因。温带群体对比热带群体的受选择基因用盛色框表示,西域黑蜂对比欧洲黑蜂受选择基因用糧色框表示。注释、缩写及连接均遵照KEGG标准,kX实线和虚线分别代表直接和间接关系。(B)西域黑峰、欧洲黑蜂和东非蜜峰基因受选择区域内SNP基因型及基因树。4.3讨论温带地区群体西域黑蜂和欧洲黑蜂的基因组遗传变异表现在对寒冷季节的适应。多个受选择基因都与脂肪体和脂类代谢相关,而脂类代谢在多个物种中被发现与高讳度/高海拔的适应密切相关(Swanson等2006;Cheviron等2012;Qiu等20口;Qu等2013;Liu等2014)。此外,与脂。较多的脂肪体肪体相关的多个受选择基因也与蜜蜂寿命相关、较长的寿命是越冬蜜蜂的两个特点,而越冬蜜蜂是温带群体所特有的(Winston1980;Winston等1981)。拥有较多脂肪体的越冬工蜂可存活6至8个月,相比之下,非越冬工蜂仅可存活25至35天时间(Maurizio等1950;23
中国农业科学院博±后出站报告两域黑蜂抗寒适应Free等1959)。有研究表明脂肪体中的主要成分vitelloenin蛋白与蜜蜂g寿命存在关联(Amdam等2005)。因此,脂肪体可能在增加越冬蜜蜂寿命中起到关键作用。Hio信号通路中富集了受选择基因,蜜蜂脂肪体的发育可能也受到ppHio。H个方面的证据可支持这。pp信号通路的影响有个假设首先,在哺孰动物中,Hippo信号通路对肝脏体积有强烈影响(Haider等2011;Hong等2015),而脂肪体之于蜜蜂相当于肝脏之于哺乳动物,二者都是解毒、能量贬存和利用的关键器官(Liu等2009;Arrese等2010)。其次,H--ippo信号通路中的调控蛋白1433的丰度受到膀岛素信号通路的控制(Chan等2011),而膜岛素通路对脂肪体有很强的影响(Corona等2007;N化en等2011;比le等2014)。第H,研究发现Hippo信号通路和族岛素信号通路也是相互交流的(Gotoh等2015)。一越冬蜂群的另个重要特点是在冬天仍能维持巢内温度稳定。与其它很多昆虫不同,蜜蜂并不是通过休眠的方式来越冬(Salt1969;Sinclair一2014),相反,蜜蜂通过个体间的社会合作来维持冬季巢内温度在个较一高水平:蜜蜂个体通过抱团的方式形成个紧密的越冬簇W减少热量散°,C。失,在越冬簇内部发热蜂通过发热的方式维持约20的温度发热蜂通过分离飞行肌和翅之间的联系,使其可在翅不动的情况下振动飞行肌,此产生热量。此外,采集蜂在清晨也是利用飞行肌的运动来抖动身(Ttz20。体,从而提高体温au08)温带群体中与飞行相关的受选择基因可。能与热量的产生有关例如,巧//基因可W影响间接飞行肌的结构(deCouet等1W5)FW基因的选择可能,对导致温带群体蜜蜂的肌肉结构更适合快速或高效的产生热量。与飞行相关的受选择基因也可能影响蜜蜂在低温条件下的飞行能力。温度过低时,飞行肌不能够产生足够的振翅频率导致蜜蜂无法飞行(Josephson1981),而造成这种现象可能的原因是低温条件下神经膜去极化的频率较低(Bastian等1970)。去极化是产生动作电势的必要条件,因此与神经膜去极化相关的受选择基因可能增强了24
中国农业科学院巧±后出站报告西域黑巧抗寒适应蜜蜂在低温条件下的飞行能为。近年来,饲养蜂群越冬死亡率在很多地区居高不下,越冬死亡成为蜂一e农饲养蜂群损失的个重要原因(vanEnglsdorp等2012;vanderZee等2012Sleen2013;Pirk2014;Steinhauer2014vanderZee;p等等等;等20一14Lee等2015)。本系列与蜜蜂抗寒相关的候选基因,;研究鉴定出了今后对这些基因进行进一步验证和挖掘,了解其作用机理,找到基因中重要的变异位点尤其是功能性变异位点,可1^为抗寒蜜蜂的分子标记辅助育种、分子育种等提供重要的理论基础,培育抗寒蜂种对降低饲养蜂群的越冬损失有重要意义。25
中国农业科学院博壬后出站报告结论5结论本研究利用我国新疆地区新发现的西域黑蜂群体,在基因组水平上对西方蜜蜂适应温带环境的历史及遗传基础进行了研巧。发现西域黑蜂一是西方蜜蜂的个新亚种/(如wzwe/辦对群体历史的研究发现地球温度对西域黑蜂群体动态有强烈的影响,对受选择基因的分析初步揭示了西方蜜蜂适应温带气候的机制。此外,本研究的结果可用于抗寒蜜蜂的育种,降低越冬损失对蜜蜂蜂群数量的影响。26
中国农业科学院博±后出站报告^致谢我于2013年12月进入中国农业科学院畜牧学博古后流动站,有幸成为在蜜蜂研究所从事博±后工作的第1人。入站到现在已经2年有余,恰逢研究所经历诸多变化的时期,在此期间极大的丰富了自己,获得了很多有益的人生经历。首先诚攀的感谢我的合作导师吴杰研究员,感谢他这两年来给予我的指导,。、关也和照顾为我的研究提供了良好的环境吴杰老师渊博的知识、丰富的积累、勇于创新的精神和求真务实的态度,是我学习和实践的楷模!,值此出站之际,向他表示衷也的感谢感谢蜜蜂所的王加启所长、谢双红书记和蜜蜂所其他领导和老师的辛勤培育!一刘之光一感谢团队的其他同事、郭海坤、陈晓、王慧华等对我的帮助。,与你们的交流让我受益匪浅最后感谢我的父母和亲人一,特别是我的妻子栗娟,与我起分享生活的苦乐。,支持和鼓励我不断进步--2015-IAR)本研究由中国农业科学院创新工程项目(CAASASTIP、—--KXJ1)资助现代农业产业技术体系蜂产业技术体系(CARDS45。27
中国农业科学院博±后出站报宵参考文献参考文献MzminM-MatosDeVAarwalGuMGoralesClalle访犯RAAbranisonCIGirayT.2011.Doamineandgj,,,,poctoan血leinfluenceavoidancelearninofhoneybe的inalacereferenceassa.PloSOne6:啟371.pgppyAiH,Fang义YangB,HuangZ,ChenH,Mao心ZhangF,Zhang1^,Cui!>,HeW,etal.2015.Ads脚ationandwho-ossibleancientinterseciesintroressioninisidentifiedbleenomeseuencin.NatGenetppgpgygqg47-:217225.AmdamGV,Noiberg氏OmholtSW,Kiyger巧LourenfoAP,BitondiMMG,SimSesZLP.2005.Highervitellogeninconcentrationsinhoneybeewoik^smaybeanadatationtolifeinternerateclimates.ppIns-ectes5Sociaux2:316319.AriasMC,SheppardWS.1996.Molecularphylogeneticsofho凸eybee加bsecies虹巧讼/feraL.inferredp巧)uenceMolPh-fromEv5:557566mitochondrialDNAseq.ylogenetol..ArreseEL,SoukgesL.2010.Ins说tfetbody:energy,metaboUsm^andregulatio打.AnmiRevEntomol.55:207.AshbumerM,BallCA,BlakeJA,BotsteinD,BuflerH,ChenyJM,DavisAP,DolinskiK,DwightSS,Eppig-Tlni252529Jettl:tolfrtheuifitbil.NtG.a.2000.GeeOnooooncaonofooaenet:,gygyAuroriCM,ButstedtA,DezniireanDS,Maighita§LA,MoritzRF,ErlerS.2013.Whatisthemaindriverofaen-iloivinhbeexidanzmesinnteimmimitorvtelloenin?JGerontolgiginnledwterones:antioteny,ay,ggyABiolSciMedSci.ltl34.gBl.raan^iBhristGSerraL2.ThechromosomallmoismofDrosohilasubobscura:J,Hue,GilcW,009pophyyypR-amicToevolutionaron.H10yweatomonitorlobalchaneeredity3:364367.pggBarrettJC,FryB,MailerJ,DalyMJ.2005.Haloview:anal^isandvisualizationofLDandhaplotyperoaps.p)B1263-265ioinformatics2:.BPh.astianJEschH1Thrtlthiiretflihtmusleofthehonebee.ZVlil.970.enevousconroofendccsso,gygy67-:307324.BeggsKT,GlendiningKA,MarechalNM,VergozV,NakamuraI,SlessorKN,MercerAR.2007.Queenr-heromonemodulatesbaindopaminefimctionwePrNtl1pinorkerhoneybes.ocaAcadSci.04:24602464.2009D*BBesKTMercerAK.oamine货cetoractivatio凸bhonebeequeenpheromone.Cuniol.gg,ppyy206-2巧:11做.BellerM,SztalrydC,SouthallN,B姐M,JackieH)AuldDS,OliverB.2008.COPIcoirplexisaregulatorofliidaPLBi.292phomeostsis.oSol6:e.B.iroryczJBoczJALiMMintlA2002.tanandebonenesreulateanovelaflwayfo,r,ouban,eerzhagenyyggpmorecerrmJ-ttotoNrc:5491ransmittermetabolis化flyphpteinals.euosi.22100557.ChanQW,MuttiNS,FosterU,Koch^SD,AmdamGV,WolschinE2011.Theworkerhoneybeefetbody28
中国农业科学院博±后出站报告参考文献xenvereceor-soroteomePLisetsilremodeledpdingamalifehitrtransition.oSOne6:e24794.pyyjChenC;,LiuZ,PanQ,ChenX,WangH,GuoH,LiuS,LuH,TianS,Li氏ShiW.2016.GenomicAnal於esRevealDemographicHistoryandTenq)erateAdaptationoftheNewlyDiscoveredHoneyBeeSubspecieswEv313-4we//r。J加把cZiwan*ss.MolBiolol.3:371348.?妃於巧pChevironZA,BachmanGC,ConnatyAD,McClellandGB,StorzJF.2012.Reulatorychanescontributetogg-hthrmiitihih^titdeeri.PtldSi.theadaptiveenancementofeogenccapacyngudemcerocNaAcac1098635-8640.:ne---ChoEIrviKD.2004.Actionoffetfourointed,dachsousanddachsindistaltoroximalwinsinalin.,,jpgggD4489-4500evelopment131:.ClarkPU,AS,ShakunJD,CarlsonAE,CladcJ,WohlfarthB,MitrovicaJX,HostetlerSW,McCabeAM.-2009.25714.ThelastlacialmaximumScience3:710.gConsortitunHGS.2006.InsightsintosocialinsectsfromthegenomeofthehoneybeeApismellifera.Nature443:931.rM-uHuCoonaMRemolinahKAiilliVelardeRASoranLaterAWanYesRobnsonGE.2007.Vteoenn,,,,g,,^ggr-uvenileilininalinandueenhonebeelonitProcNa社AcadSi11287133.jhomonensus.c.04^,gg,qygevy化CouetHG,FongKS,WeedsAG,McLaughlin巧,MiklosGL.1995.Molecularandmutationalanalysisof-amasaelsolinfilymemberencodedbytheflihtlessIeneofDrosophilamelanogter.Geneticsggg1411049-1059:.FluriP,WilleH,GerigL,LiischerM.1977.Juvenilehormone,viteUogeninaiidhaemocytecompositioninorkeriieraEx124-121winterhonebeesAsmell.erientia33:04.wy{pf)p-妃巧feraRFreerBonevitwhbee.PEntomolSJBSpenceoothY巧巧.Theloforkeroneysrococ,gy)Le4-nd3A:141150.-MGarnerLComuetJSolinacM.1992.EvolutionarhistoiofthehoneybeeAismellierainferredfromy,,pgyyf114-54^is.mitochondrialDNAanal>.MolEcol.:51onzdzrasMr-mGleJKaovTLessePWPetrovDA.2010.Genomewideaternsofadatatioritoteerate,,,ppp5environmentsitithtrbleelementsmDrosophila.PLoSGenet6:el00090.assocaedwansposaGotohH,MustJA,MiuraT,NiimiT,EmlenDJ,LavineLC.2015.TheFat/Hipposignalingpathwaylinks--withindiscmorhoenatternintowholeanimalsinalsdurinhenoticalllasticrowthininsects.pgypgggpyppg-DevD244:10391045yn..GoulevY,FaunyJD,Ganzalez-MartiB,FlagielloD,SilberJ,ZiderA.2008.SCALLOPEDinteractswithYORKIEtroft-ressorrosoiao1-he:4nucleaeffectorhehiotumorsuathwamDhl,CurrBil.835,ppppppy441.H-aiderRL2011o122GJohnson..Hisinalin:roAVthcontrolandbeond.Develoment38:9.,ppgggypHancockAMjBrachiB,FameN,HortonMW,JarymowyczLB,SperoneFG,ToomajianC,Roux巧Beigelson29
中国农业科学院博±后出站报告参考文献J2幻-0"ath议is/佩e.ence.*Adaptation化climateaero巧e巧讯/的GenomSci334巧386.W-HaacockAMitonskDBAlkoitaAranburuGBeallCM,GebremedhinASukemikR,UtermannG,y,,,,Ama-PritchardJKCooGDzo.21sociRien01b.Ad^tationtlitemediatedselectivein,p,pressuresHumans.PLx)SGenet7:el001375.HanF,WallbergA,WebsterMT.2012.FromwheredidtheWesternhoneybee地zwe/巧fera)originate?EcolEvo1-1l.2:949957.Hong!>,CaiY,JiangM,ZhouD,ChenL.2015.TheHipposignalingpa化way虹liverregenerationandmori-tuenesisABioB:52g.ctachimiophysSin.4746.HuanJ,WnS,BarreraJ,MatthewsK,PanD.2005.TheHipposignalinathwacoordinatelyreulatescellggpygonnacva-proliferatiand£tosisbyititinYoridetiieDrosohilaHomoloofYAP.Cell122:421434.,p^pggKEB-IhleNAmdGV4InlinliktidttritilitihbrrsakerAam.201.sueeeresonseonuonanunoneyeewoke.,,ppppJI-nsectPhysiol.傲:4955.Josq)hsonRK.1981.Tenq^eratureandIhemechanicalperfonnanceofinsectmuscle.In:HeinrichB,editors."InsectThermoregulation.NewYoik:JohnWiky皮Sons.p.1944.JoJMa-DanDHnN-uzelBssonelmotteVCttai0refbsGFalourdSofinaimGMisterouetJBamolaJ,,,y,,,,,2007.AntMChjjellazJ.Orbitalandmillennialtarcticclitnatevariabilitoverheast800000ears.,^pyp,y1-Science:37793796.JtogerMA,RintelenF,StockerH,WassermanJD,M,RadimerskiT,GreenbergME,HafenE.2003.TheDrosophilafoikheadtranscriptionfectorFOXOmediatesthereductionincellnumberassociatedinsuliialBilwithreducednsgning.Jo.2:20.HuangDW,ShermanBT,Len^jickiRA.2008.SystematicandintegrativeanalysisoflargegenelistsusingDAVIDrmatis-Prl4bioinfocresources.Natotocos.4:4巧.—2000KE.NucleicR28KanehisaMGtoS..GGktlediaofenesandsAcidse.。730.,o:yooenccopenomesyggLeeKV,SteinhauerN,RennichK,WilsonME,TarpyDR,CaronDM,RoseR,DelsqjlaneKS,BaylisK,LrihE15-engecJ.Atildhonb20132014llli.20naonasurveofmanaeeyeeannuacoonossesntheygyUSA463-.Apidologie92305.LiHDi-ub..accuratereadalinmenihBurrowinR2009FastndashotrtwtsWheelertransfomi.,gBio1 ̄informatics巧:7541760.LHDrndv-R1.Inrhistifromalwholeencesiubin*201feenceofhumanopulationoiiiduenomeseu.,pygq47549-Nature:3496.LiH,HandsakerB,WysokerA,FennellT,RuanJ,HomerN,MarthG,AbecasisG,DurbinR.2009.TheBma52078-seuencealinment/mapfonnatandSAMtools.ioinfortics2:2079.qg-LiL.2005.APliPleitstackof巧lllditribbenthicS180ds.isieckE,RaymoMEocenesoceneobasutedrecorgyPaleoceanorah20.gpy30
中国农业科学院博±后出站报告参考文献LFumMLiBrisKnZZhLKlixiiTlMiuSLorenzenEDagalliHarXio,ouomessetSSomeBabbittC,,,,,g,,,,约al.2014.Poulationenomicsrevealrecentseciationandraidevolutionaiad£ationinolarbears.pgppy^tpCe7刀85-794ll^.-LiuWan.HrmYLiuHLiuSSianRJLiS2009.oonalandnutritionalreulationofinsectfetbod,,,g,Jg,gyrcInse-deveBchemlopmentandfimction.AhctioPhysiol.71:1630.LiitoMSTlntheZ)myvnsneBL.1983.G出ctionofmonoaminerotransmiteiin?/k7化g,empeeneticsseneursyss巧-Nature:7030367.Lv--HMFHAhaKantColliStuiSKiJWJstSLiMPA.2014.AdttSanenJck,as,oo,,arsanaationso,g,,jp-264climate.mediatedselectiveressuresinShee.MolBiolEvoLmsupprzoAHFED.TfllfdinrreanthehoflifMauiiodes.1950heinfluenceooeneeandboodrinlenteand,gpggogphysiologicalconditionoftheho打eybeepreliminaryreport.BeeWorld31'DW—ixnerikeFuSKoenierN.2007.AismellimlliinternEuroeMeMorobMWMJchs,eraeeraeas,,,gpffphomera1-7morptricvariationanddetemriiiationofitsngelimits.Apidologie38:9119.NielsenR,HellmaimI,HubiszM,BustamanteC,ClarkAG.2007.Recentaadongoingselectioninthehumanenomenet-:868g.NatRevGe8857.N--ilsenKAIhleKEFrederickKFondrkMKSmedalBHartfelderKAmdamGV.2011.&isulinlike,,,,,,)tihbeefatbodresonddiferentltomanilatisoilbehavioralhsiolopqideenesnoneyypypuonofcapygy.gJ-ExBiol1417p.2:488149.PatersonN,PriceAL,ReichD.2006.Populationstructureandeigenanalysis.PLoSGenet2:el90.MMA-ASabioGBadaraccouesadallu6LA.2011.Constitutiveexressionandenzmaticactivity,,,Qpynd-ofTanroteiinbraineidiCeratiscaitaandoiDrosophilamelanogaserildtdnaermsoftitatwanpppypeI-tanBMmutants.nsectiochemolBioL41:化36巧.P紅--ezMMSchachterBJnzNBADhaldirslJemiuesadaAUu6LA.2010.Theestseasveeroes,,,QymeynpyrJ-durinP:1gIhelifeccleof/weiaro复aste.Insecthsiol.5683.yyPiricCW,HumanH,CreweRM,vanEngelsdoipD.2014.AsurveofmanagedhoneybeecolonylossesintheyRe—2009"ubR42plicofSouthAfricato2011.JApices.53:35.Qhi,ZhanG,MaT,ianW,WangJ,YeZ,CaoC,加,KimJ,LaikinDM^et址2012.TheakenomeQgQQygand-adaptatio打tolifeathighaltitude.NatGenet44:946949.QuY,ZhaoH,HanN,ZhouG,SongG,GaoB,TianS,ZhangJ,Zhang氏Men义2013.Groundtitenomeggt*N7lsvidattiontolivinathih泌itudesinheTibetanltetC4:201.reveaaanapaggaauaommuapZJJnareYrzationv-RenFhangLian.2010.Hiosilinulatesoride白uclealocaliandactiitthrouh14,,gygppggg3-3m303-deendmtandindeendentmechaniss.DevBiol.337:312.ppaRneLE-aeRoinBeenanRANilseSPHlfendS.2000.xtendedlifenconfrredbcotransortereneg,,,^ypgrosohila-mutationsmDp,Science290:21372140.31
中国农业科学院巧±后出站报舍参考文献RoshimNV,PasyukovaEG.2007.GenesregulatingthedevelopmentandfimctioningofthenervoussystemtermJ4275-280deinelifesaniDmsoAi/GRussGenet3.pnp:R-ZMubJrwLInrTinCJodMCErikssoneadowsJRSSheoodEWebsterMTJianmanMShaeKa,y,,,,,,,g,gp-nS约al.2010illiureik.Wholeenomereseuencnreveasocndeslectiodurinchcendomestication.,gqggNa-ture464:587591.Ruto-erF.1988.Bioeorahyandtaxonomofhonebees.Berlin:SrinerVerla.ggpyypgglt—SattmRW.1969.Thesurvivalofinsectsatlowen^)emures.SypSocExiol.巧:331350.pBScheinerR,PltckhahnS,OneyB,BlenauW,ErberJ.2002.Behaviouralpharmacologyofoctopamine,n-ramBBRtyineanddopamineinhonebees.ehavraies.136:54555义y-AmanSeehuusRrSCTalorSPetersenKamodtM.2013.Somaticitenanceresourcesinthehonebeeworke,y,,yfamo-tbcxlyaredistributedtowithstandthestlifethreateninchallenesateachlifestae.PLoSONEggg8:e69870.SeeleyTD.1985.Honeybeeecology:astudyofadulationinsociallife.Princetoii,NewJersey:PrincetonUniversityPress.SheppardWS,MeixnerMD.2003.Apismelliferapomonella,anewhoneybeesubspeciesfromCentralAsia.A-pidologie34:367376.SinclairBJ.2014.LinkinenereticsandoverwinterinintememtQinsects.JThermBiol,inress.gggp[p]htp://www.sciencedirectxom/science/article/pii/S03064%51400"20SouHrexn-thwickEEeldmaierG.1987.Temeratuc)trolinhonebeecolonies.BioScience37:395399.,pySpleenAM,LengerichEJ,RennichCaronD,RoseRjPettis化HensonM,WlkesJT,WilsonM,StitzingerJ2013一.A2t.nationalsurveyofedhonebee20。1intercolonlosses虹heUnitedStatesmanayw:gyresuom-ltsfrtheBeeInformedPartnership.JApicRes.52:4453.SteinhauerNA,Rennich&WilsonME,CaronDM,LengerichEJ,PetisJfS,Rose氏SkimierJAjTarpyDR^WlkT20A-A\estnarhbeellithJ.14.naiolsuveofmanaedone20122013annuacolonossesneUS:ygyynBoe-resuR5ltsfixutheeeMomdPartnership.JApices.3:118.SwansonAraeanarmoDLLiknesET.2006.con^ativlsisoftheoeniccaacitandcldtoleranceinsmall,ygpyb-irdsi.JExpol.209:466474.BTangH,PengJ,WangP,RischNJ.2005.Estimationofindividualadmixture:analyticalandstudydesign-considerations..Genetidemiol.28289301:邸Ta胞J.2008.Thebuzzaboutbees:bioloofa凯胤〇抑1巧庄Berlin:SrinerScience及BusinessMedia>gy{巧pgerada-TY,Garo拉loCASakaamiSR1975.Aesurvivalcurvesforworkersoftwoeusocialbeesb,gg恤巧於/巧^幻and戶/色6知0试仍y历la)in泣加btropicalclimate,withnotesonwoikerolethisminP.droranapyy-JR1117Apices.14:60.vanEngelsdorpD,CaronD,HayesJ,UnderwoodR,HensonM,RennichK,SpleenA,AndreeM,SnyderR,32
中国农业科学院博±后出站报告参考文献-nLee12.A1rtheres区20nationalsurveyofmanaedhonebee200。wintecolo打ylossesiUSA:ultsgyfrthInformedPartniAicRes-omeBeeersh.51:"5124.p.JprvarTP08nMol-Wieaa.FOXOreranscaDrosoase.Bi3ui0.20dulatestriptioofhilaacidliJol.76:1215,gpgp1223.WallbeigA,HanF,WellhaenG,DahleB,KawataM,HaddadN,SimSesZLP,AUsoMH,KandemirIDegpp,R2liditnitlauaP.014.AwordwesurveofenomeseuencevaraionrovidesisihtntoheevolutionaryypgqghistoN-ryofthehoneybeemellifera,atGenet46:10811088.WhitfieldCW,BehuraSK,BerlocherSH,ClarkAG,JohnstonJS,SheppardWS,SmithDR,SuarezAV,DerDTtiN.200.ThitAfrinitandrtithhbApiWeav,susu6rceouofca:acenecenexansonsofeoneyeesp,-weW幻42645.賊?Science3M:6WiUekhi-HceFSrdaTCidrG.BriMHamarato,ansoresGaoo,ae2008.oundaesofDachsousCadherin,gkactivitymodulatetheHipposignalingpathwaytoinducecellproliferation.ProcNadAcadSci.0-15:14897149胆.\WnstonML.1980.SeasonalpatternsofbroodrearinandwoikerlonevitincoloniesoftheafiicanizedggyAAm—honebeeHraKEntomolo.:11.ymenopte:pidaeinSoutherica.JansSc535765(y)W^istonML.1987.Thebioloofthehonebee.CambrideMA:HarvardUniversitPress.gyygyn-MLKatz1LrerrsApiseieraEWinstoSJ.981.onevitofcrossfostedhoneybeewokemllofuroeanand,gy{f)pAfii-canJZl.9111575.izedraces.Canoo5:57YZ007maxM-anPoumlikelhE591.2.AML*phylgeneticanalysisbyimioodolBiolvoL24:15861.gZayedA,RobinsonGE.2012.Understandingtherelationshipbetweenbraingeneexpressionandsocial-behaviorlessonsRe:1.fromthehoneybee.AmuvGenet4659615v-anderZeeBrodschneiderBmsbardisCharridreJD,ChleboCofeMFDahleBDrazicMM氏乂氏y,,jKaukoL,KretaviciusJ.2014.Resultsofinternationalstandardisedbeekeepersurveysofcolonylossesrnr—winmodenwfote201:lerlossdmixedersrrwi22013anaysisoftratesanfectslligofriskfectofointe-lR.519oss.JApices3:34.rnov-MFvandeZeeRPisaLAndoSBrodschneiderRCharri&eJDChleboRCoffeCrailsheimK,,,,,,y,,DahleB,GajdaA.2012.ManagedhoneybeecolonylossesinCanada,Qiina,Europe,IsraelandTurkey,for--AR-thewintersof20089and200910■Jpices.51:100U4.n-ZhaoTVunanenKL.211.TithinoraentrotsueretiBK,Gua0heHwaynsizcoliseneraonandstem,gppopag,g-re-cellselfnewal.NatCellBiol.。:8778巧.33
中国农业科学院博±后出站报告个人简历个人简巧基本信息姓名.1籍贯:山东;陈超性别:男出生年月:1984学历;博±专业:动物科学,辅修分子细胞生物学教育背景2008.9至2013.9俄勒冈州立大学博±研巧生,专业动物科学,辅修分子细施生物学,指导教授:MarkCamara博antitativeandmoleculareneticsoflarvalsuscetibilitdr论文题目:Qugpy记VibriotidbiashiiinPad垃cOstersCmssostreaias.y(gg)2006.9至2008.7中国海洋大学硕±研巧生,专业遗传学,指导教授:包振民2002.9至2006.7中国海洋大学本科毕业,专业生物科学工作经历2013.12至今中国农业科学院蜜蜂研究所,博古后,主要研究内容为;蜜蜂种质资源与进化发表文章详见博±、博±后期间科研成果清单34
中国农业科学院博±后出站报苗博±期间发表的学术论文、重要科研成果博±期间发表的学术论文、重要科硏成果1.ZhangkChen。ChengJ,WangS,Hu式吐1J,BaoZ.2008.InitialanalsisoftandemlreetitiveseuencesintheenomeofZhikonscalloyypqggp-C7?/幻ws/reWJonesetPreston.DNASeence.193205.(y知:lW)qu()2.CamaraMElstonRXuSChenC.uantitativetraitlociforreroductive,,,Qpinvestmentametedevelomentandviabilitintheacificoster,gp,ypytlCrassosreagias.104thAnnuaMeetingNationalShellfisheries{g)-Assoc-iation266266Groton2012.3.252012.3.29.,,,35
中国农业科学院博±后出站报告博±后巧间发表的学术论文、重要科研成果博±后期间发表的学术论文、重要科研成果发表论文;1.Chen。LiuZ,PanQ,ChenX,WangH,GuoH,LiuS,LuH,TlanS,LiR,ShiW.2016.GenomicAnalysesRevealDemographicHistoryandTemerateAdatationoftheNewlDiscoveredHoneBeeSubseciesAisppyyppwe-//與ra口wn.ss.MolecularBioloandEvolution.33:1337pgy1348.2.LiuZChenCNiuWYuanCSuSLiuSZhanZhan化T,,Q,巧,,,,g乂g式,Dai民,ZhangZ,WangS,GaoF,GuoH,LvLDingG,ShiW.2016.Survey*?na-iesultsofhonebee虹we//向口colonlos化sinChi20102013.y()y()JournalofAiculturalResearch.55acceted.p,p获得软件著作权:1.软件著作权《蜜蜂全基因组测序深度分析软件》,软著登字第1178860号;2.软件著作权《蜜蜂蜂群消减数据分析与评估系统》,软著登字第1179087号;3.软件著作权《蜜蜂资源数据标准化系统》,软著登字第1179473号。其它成果;1.石巍,吕丽萍,王顺海,张映化腾跃中,祁文忠,,下極跨,刘之光刘世东,刘进祖,王彪,陈晓,郭海坤,陈超,王慧华,李念周,郭一号蜜蜂配套系.成俊,师鹏珍,陈宝新,中蜜,201536
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