蜜蜂觅食与巢穴防御的行为基因组学

蜜蜂一直是研究社会行为最重要的昆虫物种。近期发布的蜜蜂基因组草图序列将加速蜜蜂行为遗传学的研究。尽管我们缺乏足以轻松操纵该基因组的工具，但已鉴定出影响行为自然变异的数量性状位点（QTLs），并测试了它们对相关行为性状的影响。我们综述了关于蜜蜂两种行为性状——觅食特化（采集花粉对比采集花蜜）和防御行为——的遗传学与生理学已知研究，并提供了证据表明在蜜蜂中进行基于图位的基因克隆比在其他后生动物中更具可行性。我们还展示了 QTL confidence intervals (CIs) 内候选基因的生物信息学分析。蜜蜂的高重组率使得将每个 QTL 的搜索范围缩小至仅包含 17-61 个预测肽的区域成为可能，尽管 CIs 覆盖了较大的遗传距离。相关行为性状的知识、比较生物信息学和表达分析促进了候选基因的评估。花粉觅食 QTL 区域内参与卵巢发育和胰岛素样信号传导成分的基因过度富集表明，在觅食特化的演变过程中，一个祖先生殖基因网络被借用。影响防御/攻击行为的主要 QTL 包含参与中枢神经系统活性和神经发生的基因直系同源物。另外两个防御行为 QTL 的候选基因包括感觉信号传导的调节因子（Am5HT(7) serotonin receptor、AmArr4 arrestin 和 GABA-B-R1 receptor）。这些研究是将蜜蜂社会行为的自然变异与潜在基因鉴定联系起来的第一步。