Naukowcy z Agricultural Research Service (ARS) Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) i partnerzy badań uniwersyteckich opracowali genom zbliżony do poziomu chromosomowego dla pszczoły makowej z Mojave, specjalistycznego zapylacza, który jest przedmiotem troski o ochronę, zgodnie z niedawnym badaniem Czasopismo dziedziczności papier.

Ułożenie genomu pszczoły makowej Mojave jest częścią projektu Beenome100, pierwszego w swoim rodzaju wysiłku mającego na celu stworzenie biblioteki wysokiej jakości, bardzo szczegółowych map genomu 100 lub więcej różnych gatunków pszczół występujących w Stanach Zjednoczonych. Beenome100 to wspólne przedsięwzięcie kierowane przez ARS i University of Illinois, we współpracy badaczy z ARS i uniwersytetów w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie. Oczekuje się, że te genomy pomogą badaczom odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące pszczół, takie jak to, jakie różnice genetyczne sprawiają, że gatunek pszczół jest bardziej podatny na zmiany klimatu lub czy gatunek pszczół jest bardziej podatny na pestycydy.

Ograniczone do wschodniej części pustyni Mojave, Perdita meconisznana jako pszczoła makowa Mojave, jest samotną pszczołą górniczą z rodziny Andrenidae, specjalizującą się w zapylaniu maku niedźwiedziego Las Vegas (Arctomecon kalifornijski) i karłowaty mak niedźwiedzi (Arctomecon humilis) — ten ostatni jest objęty ochroną na mocy amerykańskiej Ustawy o gatunkach zagrożonych od 1979 r. Mak występuje głównie w złożach gleby gipsowej, które są rzadkie i rozproszone w całym regionie.

Mojave poppy bee i Las Vegas bearpoppy są również brane pod uwagę pod kątem wpisu na listę Endangered Species Act. Oba gatunki zostaną ocenione pod kątem potencjalnego spadku populacji i podatności na wyginięcie z powodu zmiany klimatu i utraty siedlisk z powodu rozwoju miast i górnictwa w ich rodzimym regionie.

Naukowcy stworzyli genom, czyli mapę genetyczną, która pomoże lepiej zrozumieć cechy biologiczne pszczoły makowej z Mojave.

„Genom, wraz z dodatkowymi próbkami genetycznymi poszczególnych osobników, potencjalnie pozwoli nam również uzyskać wgląd w podstawy genetyczne specjalizacji roślin żywicielskich, podatności na pestycydy oraz podatności na suszę i tolerancję na klimat” – mówi Rena Schweizer, entomolog badawczy w jednostce badawczej ARS Pollinating Insect-Biology, Management, Systematics Research Unit w Logan w stanie Utah.

W szczególności pszczoła makowa z Mojave jest w stanie przetrwać lata suszy, pozostając w ziemi w stanie stazy — zjawisko to nazywa się diapauzą. Ta cecha nie jest dobrze rozumiana przez naukowców, a dzięki sekwencjonowaniu jej genomu mogą oni dowiedzieć się więcej o genach i ścieżkach regulacyjnych, które umożliwiają adaptację.

Naukowcy wykorzystają również genom do oceny zdrowia genetycznego gatunku, dowiedzą się, w jaki sposób pszczoły mogą być specjalistami lub generalistami, a także przyjrzą się kompromisom, jakie zachodzą w kontekście długoterminowej kondycji pszczół.

„Może to również doprowadzić do znalezienia przez nas genetycznych sygnatur spadku” — mówi Schweizer. „Badając genom tej jednej pszczoły, możemy pomóc lepiej chronić pszczołę i zidentyfikować inne gatunki, które są w spadku, korzystając z informacji genetycznych”.

Aby poznać genom małej i potężnej pszczoły, naukowcy wyizolowali DNA z pojedynczego, małego osobnika płci męskiej.

Ten zbiór genomu, według Schweizera, jest imponujący, biorąc pod uwagę, że pszczoła jest maleńka (średnia długość samca pszczoły wynosi pięć do siedmiu milimetrów). Naukowcy zebrali okaz w terenie, w odległym, dzikim miejscu.

„Również niezwykłe w tych badaniach jest to, że okaz użyty do genomu został zebrany w nieidealnych metodach konserwacji” — mówi Schweizer. „Wciąż uzyskaliśmy wysokiej jakości DNA z okazu zebranego w terenie dzięki postępowi technologicznemu w technologii sekwencjonowania i dowiedzieliśmy się więcej o tej wyjątkowej pszczole. Mamy nadzieję, że nasze badania położą podwaliny pod rozwój genomów innych gatunków pszczół”.

Szczegółowa mapa genomu referencyjnego o wysokiej rozdzielczości jest dostępna w bazie danych Narodowego Centrum Informacji Biotechnologicznej.

Badania przeprowadzono we współpracy z Uniwersytetem Montany, Uniwersytetem Stanowym Utah oraz jednostką badawczą ARS Tropical Pest Genetics and Molecular Biology Research Unit w Hilo na Hawajach.

Adaptacja komunikatu prasowego opublikowanego przez Służbę Badań Rolniczych Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych za pośrednictwem EurekAlert, 1 lipca 2024 r.

Powiązany