來自中國肇慶華大基因研究院以及美、德等國的研究人員日前聯(lián)合完成了首個白蟻基因組測序和分析工作。該成果在揭示白蟻復雜社會性的分子基礎方面獲得新發(fā)現(xiàn),并于5月20日在《自然—通訊》雜志上在線發(fā)表。
肇慶白蟻防治公司說,與螞蟻和蜜蜂一樣,白蟻也是社會性昆蟲的一員。在白蟻的社會等級和生殖分工中,僅有少數(shù)的個體(稱作蟻后和蟻王)擁有生殖能力,其它個體(工蟻和兵蟻)則從事覓食、保育或者防御等非生殖類的工作。社會性的群體生活使得白蟻更好地適應環(huán)境并成為了生態(tài)系統(tǒng)中的重要物種。作為主要的腐生生物,白蟻在維護生態(tài)多樣性方面發(fā)揮了舉足輕重的作用,尤其是在熱帶棲息地。另一方面,白蟻也是破壞人類建筑物的主要害蟲,每年在全球范圍內因白蟻危害造成的損失及用于預防的費用高達400億美元。雖然白蟻與螞蟻、蜜蜂具有很多相似的地方,但螞蟻和蜜蜂屬于膜翅目,并且擁有獨特的單倍二倍性的性別決定機制,而白蟻屬于跟膜翅目親緣關系很遠的等翅目。相比于膜翅目社會性昆蟲,白蟻表現(xiàn)出一些不同的社會性特征。例如,白蟻的蟻王具有長久的生殖能力,并且和蟻后擁有同等的特殊地位,而在膜翅目社會性昆蟲中沒有蟻王。因此,白蟻在研究社會性進化方面具有重要價值。
據(jù)了解,此次研究的主要成果之一是發(fā)現(xiàn)白蟻基因組中4個與精子形成相關的基因家族發(fā)生顯著擴增。轉錄組數(shù)據(jù)分析也表明,這些基因在可育的雄性生殖蟻中是上調表達的。該成果為從分子層面解釋白蟻和膜翅目社會性昆蟲的生殖差異提供了思路。
通過與其他社會性昆蟲基因組進行比較分析,研究人員還發(fā)現(xiàn),一些在膜翅目社會性昆蟲中參與等級分化和生殖分工的基因家族(如卵黃蛋白原基因家族、細胞色素P450基因家族、昆蟲存儲蛋白基因),在白蟻中也表現(xiàn)出相似的特性。這表明一些調控機制在兩類社會性昆蟲中發(fā)生了趨同進化。