近期，一項(xiàng)由河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳兵教授團(tuán)隊(duì)牽頭開(kāi)展的聯(lián)合研究揭開(kāi)了這一演化謎題的重要一角。研究團(tuán)隊(duì)以廣泛分布于中國(guó)的火紅熊蜂（Bombus pyrosoma）為模型，綜合運(yùn)用基因組學(xué)、生理學(xué)和行為學(xué)手段，發(fā)現(xiàn)染色體倒位這種特殊的基因組結(jié)構(gòu)變異，在熊蜂適應(yīng)不同海拔環(huán)境并成功向外擴(kuò)散的過(guò)程中，扮演了至關(guān)重要的“引擎”角色，而且這一基因組變異規(guī)律在另外22個(gè)熊蜂中普遍存在。該成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS），由生科院博士生姜春艷與講師岳雷為共同第一作者、陳兵教授與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所黃家興研究員為共同通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)119個(gè)高質(zhì)量火紅熊蜂的基因組展開(kāi)深入分析，明確了其起源與演化歷史，并揭示了海拔驅(qū)動(dòng)其種內(nèi)遺傳分化。證實(shí)海拔梯度是驅(qū)動(dòng)該物種種內(nèi)遺傳分化的關(guān)鍵因素。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，染色體倒位在高原熊蜂中普遍存在，且對(duì)其快速適應(yīng)海拔環(huán)境起到?jīng)Q定性作用。通過(guò)表型驗(yàn)證與功能實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證實(shí)，火紅熊蜂種內(nèi)存在“冷暖環(huán)境特化”的顯著表型差異；其中脂肪酸延長(zhǎng)酶elovl6基因的高表達(dá)及對(duì)應(yīng)代謝產(chǎn)物的積累，有效促進(jìn)了高海拔種群對(duì)低溫環(huán)境下飛行的代謝適應(yīng)，為其應(yīng)對(duì)高原寒冷脅迫提供了重要分子支撐。這項(xiàng)研究不僅首次系統(tǒng)闡明了染色體倒位在熊蜂“走出青藏高原”過(guò)程中的核心作用，揭示了從基因組結(jié)構(gòu)變異到生理行為適應(yīng)的完整鏈條，也為理解全球高山生物多樣性的形成提供了寶貴的新見(jiàn)解。隨著氣候變化，高山物種的生存面臨挑戰(zhàn)，而理解它們適應(yīng)環(huán)境的遺傳“工具箱”，對(duì)于未來(lái)的生物多樣性保護(hù)至關(guān)重要。

染色體倒位促進(jìn)火紅熊蜂的海拔適應(yīng)及走出青藏高原

論文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2513080122

（生命科學(xué)學(xué)院、科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院 供稿）