《Scientific Reports》:An intraspecific origin of B chromosomes in Tetragonisca fiebrigi (Apidae: Meliponini) inferred from cytogenetic and nuclear genome size data
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推荐:为解决“Jataí”蜜蜂(Tetragonisca angustula与T. fiebrigi)之间是否存在B染色体相关基因组差异的问题,研究人员开展了针对两种蜜蜂的核型及基因组大小(1 C DNA含量)比较研究。结果发现,仅T. fiebrigi携带B染色体(雌性1B-7B,雄性0B-5B),但两物种基因组大小无显著差异,这支持了T. fiebrigi中B染色体为种内起源的推论。
在丰富多彩的蜜蜂世界里,有两类长相相似、常被统称为“jataí”的无刺蜂——窄舌无刺蜂(Tetragonisca angustula)和费氏无刺蜂(Tetragonisca fiebrigi)。尽管外表相近,但科学家们发现它们在微观的染色体世界里却藏着一个有趣的秘密:细胞遗传学数据显示,只有费氏无刺蜂体内存在一种被称为“B染色体”的额外染色体,而窄舌无刺蜂则没有。B染色体是独立于常规染色体组(A染色体组)之外的“编外成员”,它们从何而来一直是个谜。一种假设认为它们可能起源于不同物种间的杂交,而另一种则认为它们可能来自同一物种内部的染色体“改装”。为了揭开这个谜底,特别是探究B染色体的存在是否会增加物种的DNA总量,以及其可能的起源,一组研究人员对这两种蜜蜂展开了深入的对比研究。
为了解答这些问题,研究人员从不同地理区域采集了10个窄舌无刺蜂蜂群和16个费氏无刺蜂蜂群,通过常规细胞遗传学分析手段来观察其染色体特征,并利用流式细胞术精确测量了单倍体基因组的DNA含量(即1 C值)。
常规细胞遗传学分析(Conventional cytogenetic analyses)
研究人员通过常规细胞遗传学分析发现,窄舌无刺蜂和费氏无刺蜂均具有相同的二倍体染色体数目,即2n=34,并且它们的核型(染色体形态)非常相似,均由具有两条臂的染色体组成,每条染色体包含一个常染色质臂和一个异染色质臂。然而,一个关键区别在于,B染色体仅在费氏无刺蜂个体中被检测到。这些额外染色体的数量在雌性个体中从1条到7条不等(1B-7B),而在雄性个体中则从0条到5条不等(0B-5B)。这为两种蜜蜂提供了一个明确的细胞分类学(cytotaxonomic)鉴别特征。
流式细胞术测量基因组大小(Flow cytometry)
为了探究B染色体的存在是否导致了基因组DNA总量的增加,研究人员使用流式细胞术测量了45个窄舌无刺蜂个体和53个费氏无刺蜂个体的单倍体基因组DNA含量(1 C值)。结果显示,窄舌无刺蜂的平均1 C值为0.95 ± 0.079皮克(pg),而费氏无刺蜂的平均1 C值为0.93 ± 0.048皮克(pg)。统计分析(ANOVA)表明,这两个物种之间的1 C值没有统计学上的显著差异。
综合以上研究结果可以得出结论:窄舌无刺蜂与费氏无刺蜂在常规染色体组(核型与数目)上高度一致。然而,费氏无刺蜂独特地携带数量不等的B染色体。最关键的是,尽管费氏无刺蜂个体中存在着这些额外的染色体,但其物种整体的基因组大小(1 C DNA含量)与不含B染色体的窄舌无刺蜂相比并未表现出显著增加。这一发现有力地支持了费氏无刺蜂中的B染色体更可能起源于物种内部(即种内起源),而非通过与其他物种杂交所获得。因为如果是通过杂交从外部引入大量遗传物质,通常会导致基因组大小的可测量增加。这项研究不仅增进了我们对蜜蜂遗传多样性和染色体进化的理解,也为探讨B染色体的起源和演化机制提供了一个重要的案例。相关研究成果已发表在《Scientific Reports》期刊上。