NC：多国研究团队合作揭秘“群居寄生蚁”的分子演化过程 | CNGBdb支撑发表科研成果解读

2021年5月，来自哥本哈根大学、德国明斯特大学、深圳华大生命科学研究院等多国科研团队共同在《Nature Communications》上发表了其最新科研成果，通过分析三种罕见“群居寄生蚁”的基因组及其与各自宿主物种之间的差异，发现疏松选择是群居寄生蚁基因组侵蚀的基础，这一研究为蚁群中群居寄生现象的分子演化过程提供了详细的见解。

此项研究中的测序及组装数据已存储于国家基因库生命大数据平台（CNGBdb），项目编号分别为：CNP0000530和CNP0000905。

主要研究结果

为了探索寄生蚁的进化变化动态，研究团队获得并分析了三种Acromyrmex inquilines及其各自宿主物种的全基因组序列。分析结果证实在全基因组和特定性状的遗传侵蚀方面，遗传谱系积累了趋同进化的特征。 特别是，研究团队发现 (1) 寄生蚁的自然选择总体上是疏松的，很可能是因为许多祖先的社会特征已经变得多余，并且因为 Ne 预计在社会昆虫中本身较低，在社会寄生群体中进一步减少，（2）基因组丢失和减少影响了“群居寄生蚁”的嗅觉受体，（3）基因组变化在高度特化的群居寄生中最为极端，并且（4）基因组水平的损失/减少是通过固定不同种类的基因组重排而出现的。

为了在蚂蚁基因组中证明基因组侵蚀效应，研究团队调查了整个基因组结构，以及可能受该基因组衰变影响的单个基因。首先发现了基因组重排和倒置的广泛证据，这是不稳定和衰变的标志；其次，在基因网络中，研究小组鉴定了 233 个基因，这些基因在至少一个“寄生蚁”分支中表现出疏松选择（relaxed selection）的迹象，另有 102 个基因表现出强化选择（intensified selection）的迹象。

通过功能富集分析确定了在“群居寄生蚁”中基因损失率高的基因家族。其中，基因组丢失和减少对“寄生蚁”的嗅觉和味觉影响最大。

研究意义

此项研究的结果不仅对了解蚂蚁非常重要，还为基因组“功能失去”（loss-of-function）研究系统在其他寄生物种中的作用提供了参考，并在表型和基因组层面上识别了合作群居种群生活的特征。

研究人员表示接下来，他们计划对这些群居寄生蚁进行更深入的基因组学研究，以获得令人兴奋的深入见解，特别是借助长读测序技术（long-read sequencing technologies），可以进行更为详细的分析。

参考文献
Schrader, L., Pan, H., Bollazzi, M. et al. Relaxed selection underlies genome erosion in socially parasitic ant species. Nat Commun 12, 2918 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23178-w
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