Forskere udvikler genom til Mojave valmuebien på næsten kromosomniveau

Forskere ved United States Department of Agriculture (USDA)'s Agricultural Research Service (ARS) og universitetsforskningspartnere har udviklet et genom på næsten kromosomniveau til Mojave valmuebien, en specialistbestøver af bevaringsproblemer, ifølge et nyligt offentliggjort papir. i Journal of Heredity .

Sammensætningen af ​​Mojave valmuebiens genom er en del af Beenome100-projektet, en første af sin slags indsats for at skabe et bibliotek af højkvalitets, meget detaljerede genomkort over 100 eller flere forskellige biarter fundet i USA.

Beenome100 er et samarbejdsforetagende ledet af ARS og University of Illinois, med samarbejde mellem forskere på tværs af ARS og universiteter i USA og Canada. Forventningen er, at disse genomer vil hjælpe forskerne med at besvare de store spørgsmål om bier, såsom hvilke genetiske forskelle der gør en biart mere sårbar over for klimaændringer, eller om en biart sandsynligvis er mere modtagelig over for et pesticid.

Begrænset til den østlige Mojave-ørken, Mojave-valmuebien (Perdita meconis) er en solitær, minedriftsbi af Andrenidae-familien, der har specialiseret sig i at bestøve Las Vegas-bjørnevalmuen (Arctomecon californica) og dværgbjørnevalmuen (Arctomecon bliver beskyttet) – sidstnævnte under U.S. Endangered Species Act fra 1979. Valmuerne findes primært i gipsjordaflejringer, som er sjældne og spredt over hele regionen.

Mojave-valmuen og bjørnevalmuen fra Las Vegas overvejes også til opførelse under loven om truede arter. Begge arter vil blive evalueret for potentielle faldende bestande og sårbarhed over for udryddelse som følge af klimaændringer og tab af levesteder fra byudvikling og minedrift i deres hjemlige region.

Forskere samlede genomet eller det genetiske kort, som vil hjælpe yderligere med at forstå Mojave-valmuens biologiske egenskaber.

"Genomet, med yderligere genetisk prøveudtagning af individer, vil også potentielt give os indsigt i det genetiske grundlag for værtsplantespecialisering, modtagelighed for pesticider og modtagelighed over for tørke og klimatolerance," siger Rena Schweizer, en forskningsentomolog ved ARS. Pollinerende insektbiologi, ledelse, systematikforskningsenhed i Logan, Utah.

Især Mojave-valmuebien er i stand til at klare tørkeår ved at forblive i jorden i stasis - et fænomen kaldet diapause. Egenskaben er ikke godt forstået af forskerne, og ved at få dets genom sekventeret, kan de muligvis lære om de gener og regulatoriske veje, der gør tilpasningen mulig.

De vil også bruge genomet til at vurdere artens genetiske sundhed, finde indsigt i, hvordan bier kan være specialister eller generalister, og se, hvad afvejningen er i forhold til en bis langsigtede fitness.

"Det kan også føre til, at vi finder genetiske signaturer på tilbagegang," sagde Schweizer. "Ved at studere denne enes genom kan vi muligvis hjælpe med at bevare bien bedre og identificere andre arter, der er i tilbagegang ved hjælp af genetisk information."

For at udvikle genomet af den lille og mægtige bi isolerede forskere DNA fra et enkelt lille han-eksemplar.

Denne genomsamling er ifølge Schweizer imponerende i betragtning af, at bien er lillebitte (en hanbi er i gennemsnit 5 til 7 millimeter lang). Forskere indsamlede prøven i marken på et fjerntliggende sted i vildmarken.

"Det, der også er bemærkelsesværdigt ved denne forskning, er, at prøven, der blev brugt til genomet, blev indsamlet i ikke-ideelle konserveringsmetoder," sagde Schweizer. "Vi har stadig opnået højkvalitets-DNA fra en feltindsamlet prøve på grund af teknologiske fremskridt inden for sekventeringsteknologi og lært mere om denne unikke bi. Vi håber, at vores forskning vil danne grundlaget for udvikling af genomer fra andre biarter."

Det detaljerede, højopløselige kort over referencegenomet er tilgængeligt i National Center for Biotechnology Informations database.

Flere oplysninger: Rena M Schweizer et al., Referencegenom for Mojave-valmuebien (Perdita meconis), en specialistbestøver af naturbevarelse, Journal of Heredity (2023). DOI:10.1093/jhered/esad076

Journaloplysninger: Journal of Heredity

Leveret af Agricultural Research Service