两种亚洲大黄蜂的染色体级基因组装配与注释

这些蜜蜂为何关乎我们的食物

大黄蜂是大自然中最勤勉的“农场工人”之一。它们为山地草甸的野花授粉，并帮助温室作物如番茄和辣椒结果。该研究聚焦于两种在农业上尤其有前景的亚洲大黄蜂物种。通过以前所未有的细致程度解读它们的DNA，科学家正构建可用于保障未来传粉、支持蜜蜂驯化并在野生传粉者面临日益严峻的环境压力时指导保护工作的工具。

两种鲜为人知但潜力巨大的传粉者

研究以东方原生的两种大黄蜂——帕塔吉大黄蜂（Bombus patagiatus）和兰氏大黄蜂（Bombus lantschouensis）为中心。两种均可在人工条件下繁育：超过70%的王蜂能成功建立巢群，每个巢群可产出200只以上的工蜂。这使它们成为像已被驯化的欧洲大黄蜂（Bombus terrestris）那样的商业化传粉候选者。然而，直到现在，科学家们还缺乏这些亚洲物种的高质量参考基因组，这限制了对其生物学、适应性及对农业重要性状的了解。

从头到尾读取整套蜜蜂基因组

为弥补这一空白，研究团队结合了多种先进的DNA技术。他们采集了来自中国北方的野生雄蜂，谨慎地确认物种身份，然后从选定的体组织中提取高度纯净的DNA以避免污染。研究使用了长读长测序（读取较长的DNA片段）、短读长测序（对单个碱基进行高精度校验）以及一种称为Hi‑C的技术（捕捉细胞内DNA折叠时片段之间的空间联系）。将这些数据源交织在一起，研究者构建了“染色体级”图谱，把大部分基因组序列组织成18条大型染色体——携带遗传信息的主要单元。

最终的蜜蜂蓝图长什么样

B. patagiatus的最终基因组约为2.40亿个碱基对，B. lantschouensis约为2.41亿个碱基对——这是大黄蜂常见的基因组大小。大约94%的序列被可靠地安置到18条染色体上，表明组装具有高度的完整性和条理性。随后使用计算工具扫描这些序列以识别基因——即包含构建蛋白质说明的DNA片段。研究者在B. patagiatus中鉴定出17,351个蛋白编码基因，在B. lantschouensis中鉴定出16,023个。通过与其他昆虫的基因目录比对，大多数基因可归属已知功能，从而将序列与代谢、免疫和行为等生物过程建立联系。

被隐藏的重复序列与质量检测

并非所有DNA都编码基因。每个基因组中约有五分之一由重复DNA构成，包括有时被称为“跳跃基因”的可移动遗传元素。研究团队对这些重复序列进行了编目，揭示了两种物种间的相似性与差异。为确保组装可靠，他们进行了严格的质量检测。几乎所有预期的核心昆虫基因都存在且完好，且几乎所有原始测序数据都能回映到组装基因组。这些基准表明，新发布的遗传蓝图在完整性和准确性方面都达到了很高水平。

这对蜜蜂、农场与保护意味着什么

对非专业读者而言，结论是我们现在拥有了两种有前途的亚洲大黄蜂的详尽说明书。有了这些基因组，研究者可以开始定位帮助蜜蜂抵御寒冷、疾病、农药或新食物来源的基因，以及那些使其更易于在温室中饲养的基因。这些数据还将有助于追踪野生种群、识别值得保护的独特谱系，并将这些蜜蜂与全球亲缘种进行比较。简言之，这项工作并不会立即解决传粉者危机，但它提供了强大的新工具来理解并支持那些帮助我们餐桌上有食物的蜜蜂。

引用: Cui, J., Xu, Y., Liu, J. et al. Chromosome-level genome assembly and annotation of two Asian bumble bees. Sci Data 13, 248 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06568-x

关键词: 大黄蜂基因组学, 传粉者保护, 农作物传粉, 蜜蜂驯化, 昆虫基因组