研究人员报告了一个Hox基因 一个调节蜜蜂节段上结构身份的主要发育基因

来源:cnBeta | 2022-01-05 15:04:27 |

虽然美国的大多数人可能认为大黄蜂是标准的黄色和黑色品种,但实际上在那里存在有多达260种蜜蜂,以大约400种不同的颜色图案形态存在。许多人将大黄蜂与不同的颜色联系在一起的原因之一是,进化可以影响多个蜜蜂物种在特定的地理区域分享类似的颜色模式。

当多个物种相互“模仿”对方的图案时,它们会提醒某个地区的潜在捕食者:当它们看到这些颜色时,可能会遭遇痛苦的刺痛。在世界其他地方,蜜蜂使用黑色、橙色、红色、黄色和白色的调色板来创造这种共同的警告信号。

现在,研究人员正在发现更多关于进化遗传学在塑造独特的色彩模式方面所起的作用,这些色彩模式使不同的蜜蜂物种具有区域性的亮点。

在一项研究中,研究人员报告了一个Hox基因,一个调节蜜蜂节段上结构身份的主要发育基因,如何开启一组复杂的下游基因,最终驱动蜜蜂色素的节段性变化。

"在以前的一篇论文中,我们无法解释的是名为Abdominal-B的Hox基因的变化如何导致这些蜜蜂的色素变化,"生物学和昆虫学副教授Heather Hines说。"研究过程中我们试图填补这一空白,并了解这第一个基因所针对的是什么基因,以及最终导致这些模仿性颜色差异的一连串事件是什么。"

研究人员在最近一期《基因组生物学与进化》杂志上报告了他们的研究结果,他们发现,一个主要发育基因的基因组靶向允许几个黑色素基因,而不仅仅是一个特定的酶被改变以加强这些颜色特征。这项研究还增加了有关参与生产一种叫做"茴香素"的色素的基因的知识。众所周知,这种色素参与了脊椎动物的红色染色,但最近才发现在昆虫中也有。

研究人员在研究进化遗传学时倾向于使用某些生物体--或模型生物体--因为它们方便且易于研究。这是为数不多的在这些被充分研究的生物体之外研究着色基因的研究之一,或称非模型。研究非模型系统使研究人员能够了解自然界一些最特殊的形式多样化的进化,如这种昆虫的颜色形态在区域内的辐射式存在。

非模型、进化遗传学研究是一个不断增长的领域,而且这个领域也在扩大,以进行更多的比较,研究人员将有机会研究基因和基因途径是如何在更广泛的物种多样性中进化的。研究人员依靠计算和数据科学研究所的Roar超级计算机为蜜蜂的基因表达研究提供计算能力,高性能计算能力的使用使这种类型的研究更容易管理和重现。


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