基于基因组重测序的青藏高原东方蜜蜂系统发育与种群历史动态

The honeybee (Apis cerana) is almost the most important economic insect in China. It is adapted to the diversified ecological environments during its long evolutionary history, thus featured by some unique biological characteristics. Therefore, it has become a valuable indigenous resource in our country. The unique alpine valley in the eastern and southern Qinghai Tibet Plateau is the marginal zone where Apis cerana distributed, and the gene flow between outside the canyon is very few. Therefore, it is an ideal place to study honeybee phylogeny and demographic history. Based on the whole genome resequencing of Asian bees from the Qinghai Tibet Plateau and the surrounding areas, a large number of SNP variation information will be examined. This research aims: to study Tibetan Plateau Asian bee population genetic differentiation status, furthermore, the effects of ecological and geographical factors on the differentiation; to constructed the honeybee phylogeny among populations dwelling in and between valleys; to analysis the historical events effect on the dynamic of population size and migration routes; and to estimate the distinct habitat selective pressure on honeybee population divergence. Through studying on population genetics of Apis cerana in specific environment, the fundamental rules of life genetic differentiation, phylogeny, molecular evolution, population history and expansions routes will be explored. It will provide a theoretical basis for protecting honeybee resources and promote the development of apiculture industry in our country.

东方蜜蜂是我国特有的重要经济昆虫，长期与各地的生态环境适应，具有独特的生物学特性，是我国珍贵的本土资源。青藏高原东部和南部独特的高原峡谷是东方蜜蜂分布区的边缘地带，与峡谷外的蜜蜂基因流极少，是研究蜜蜂系统发育和种群历史动态的理想场所。本研究拟通过对青藏高原及周边地区的东方蜜蜂进行全基因组重测序分析，根据大量的SNP变异信息分析来研究青藏高原的东方蜜蜂种群遗传分化现状、影响分化的生态、地理因素；各高原峡谷内及峡谷间分化单元的系统发育；历史事件对蜜蜂种群数量历史动态和扩散路线的影响；以及不同生境对蜜蜂种群选择压力的分析。通过对东方蜜蜂特定环境下种群遗传学的研究，揭示生命遗传分化、系统发育、分子进化、种群数量历史动态和扩散路线等基本规律。为保护我国东方蜜蜂遗传资源和促进蜜蜂产业发展奠定理论基础。

东方蜜蜂是我国重要经济昆虫，长期与各地的生态环境适应，具有独特的生物学特性，是我国珍贵的本土资源。本项目通过对东方蜜蜂在高海拔的特定生境下的种群遗传分析，研究了我国东方蜜蜂的种群遗传分化，分化机制，进化，扩散等基础理论。主要从以下几个方面开展研究工作：（1）对青藏高原东方蜜蜂系统全面的研究了不同种群的遗传变异水平和遗传分化水平。（2）根据高原峡谷间和峡谷内各种群间的遗传分化水平，并结合地理信息，判断地理隔离或生态隔离的遗传分化机制。（3）通过构建东方蜜蜂种群间的进化树，进而推论青藏高原中国东方蜜蜂不同遗传单元的系统发育关系、分化时间、扩散路径，追溯青藏高原东方蜜蜂的起源历史。（4）通过基因变异的历史推断分析，估计各种群的有效种群大小在进化过程中的变化情况。结果显示：我国青藏高原峡谷的地貌环境，检测到四川巴塘、得荣、雅江、九龙、稻城、以及西藏波密共6个东方蜜蜂种群的遗传分化。雅江种群与其他种群遗传分化系数FST为0.15，发生高度分化；波密种群、九龙、巴塘、得荣、稻城与其余样本的遗传分化系数FST在0.07-0.12，均发生了明显的中度分化。在线粒体单倍型组成和Network网络结构关系上相对独立，说明以上种群可能是独立进化形成的，并均来源于西部种群。其中西藏波密种群是该地最早发生分化的东方蜜蜂种群。高原峡谷两侧的高原草甸环境不适合东方蜜蜂营巢，导致东方蜜蜂只能分布于狭长的高原峡谷环境中，基因流的不畅和阻断造成了高原峡谷的东方蜜蜂形成独立的种群。根据线粒体 DNA 序列，构建系统发育树，进行亲缘关系和祖先分析。研究结果为中国东方蜜蜂遗传资源的保护和遗传资源的开发利用，促进蜜蜂产业发展奠定理论基础。

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