최근 유전 저널(Journal of Heredity)에 발표된 논문에 따르면, 미국 농무부 농업 연구국의 과학자들과 대학 연구 파트너들이 보존 문제가 있는 전문 수분매개자인 모하비 양귀비벌에 대한 염색체 수준의 유전체를 최근 개발했다고 합니다.
양봉 꿀벌을 위해 개발된 게놈
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꿀벌을 위해 개발된 게놈
모하비 양귀비 유전체를 모으는 것은 Beenome100 프로젝트의 일부로, 미국에서 발견되는 100종 이상의 다양한 벌 종에 대한 고품질의 매우 자세한 유전체 지도 라이브러리를 만드는 최초의 노력입니다. Beenome100은 USDA 농업 연구 서비스와 일리노이 대학이 주도하는 협력 사업으로, USDA 농업 연구 서비스와 미국 및 캐나다의 대학 연구자들이 협력합니다. 유전체를 통해 연구자들이 벌에 대한 큰 의문, 예를 들어 벌 종이 기후 변화에 더 취약하게 만드는 유전적 차이점이나 벌 종이 살충제에 더 취약할 가능성이 있는지에 대한 의문에 답할 수 있을 것으로 기대합니다.
모하비 사막 동부에 서식하는 모하비 양귀비 -- Perdita meconis -- 는 라스베이거스 곰양귀비 -- Arctomecon californica -- 와 난쟁이 곰양귀비 -- Arctomecon humilis 를 수분하는 데 특화된 Andrenidae 계통의 독거 채광 벌입니다 . 후자는 1979년 현재 미국 멸종 위기 종법에 따라 보호받고 있습니다. 양귀비는 주로 석고 토양 퇴적물에서 발견되며, 이는 희귀하고 이 지역 전체에 흩어져 있습니다.
모하비 양귀비와 라스베이거스 곰양귀비도 멸종위기종법에 따라 등록을 고려하고 있습니다. 두 종 모두 기후 변화와 원래 지역의 도시 개발 및 채굴로 인한 서식지 손실로 인한 잠재적인 개체수 감소와 멸종 취약성에 대해 평가됩니다.
연구자들은 모하비 양귀비벌의 생물학적 특성을 더욱 잘 이해하는 데 도움이 될 유전체 또는 유전 지도를 조립했습니다.
유타주 로건에 있는 USDA 농업 연구 서비스 수분곤충 생물학, 관리, 체계학 연구 단위의 연구 곤충학자인 레나 슈바이처는 "개체의 추가 유전적 샘플링을 통한 유전체는 또한 기주 식물 특수화, 살충제에 대한 민감성, 가뭄 및 기후 내성에 대한 민감성의 유전적 기초에 대한 통찰력을 제공할 가능성이 있습니다."라고 말했습니다.
특히, 모하비 양귀비벌은 땅 속에 정지 상태로 머물러 가뭄 해를 견뎌낼 수 있습니다. 이를 휴면이라고 합니다. 이 특성은 연구자들에게 잘 이해되지 않고 있으며, 유전체 시퀀싱을 통해 적응을 가능하게 하는 유전자와 조절 경로에 대해 배울 수 있을 것입니다.
그들은 또한 유전체를 이용해 종의 유전적 건강을 평가하고, 꿀벌이 전문가 또는 일반인이 될 수 있는 이유에 대한 통찰력을 얻고, 꿀벌의 장기적 적합성 측면에서 어떤 상충 관계가 있는지 살펴볼 것입니다.
"또한 쇠퇴의 유전적 특징을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 슈바이처는 말했습니다. "이 벌의 유전체를 연구함으로써 우리는 벌을 더 잘 보존하고 유전 정보를 사용하여 쇠퇴하는 다른 종을 식별할 수 있을 것입니다."
연구자들은 작지만 강력한 벌의 유전체를 개발하기 위해 단일 작은 수컷 표본에서 DNA를 분리했습니다.
슈바이처에 따르면, 그 게놈 조립은 벌이 아주 작다는 점을 감안하면 인상적이다. 수컷 벌은 평균 길이가 5~7mm이다. 연구자들은 외딴 황무지의 현장에서 표본을 수집했다.
"이 연구에서 주목할 점은 게놈에 사용된 표본이 이상적이지 않은 보존 방법으로 수집되었다는 것입니다."라고 슈바이처는 말했습니다. "우리는 시퀀싱 기술의 기술적 발전으로 인해 현장에서 수집한 표본에서 여전히 고품질 DNA를 얻었고 이 독특한 벌에 대해 더 많이 알게 되었습니다. 우리의 연구가 다른 벌 종의 게놈을 개발하는 토대를 마련하기를 바랍니다."
참조 유전체의 자세한 고해상도 지도는 국립 생명공학 정보 센터의 데이터베이스에서 확인할 수 있습니다.
이 연구는 몬태나 대학, 유타주립 대학, 하와이 힐로에 있는 USDA ARS 열대 해충 유전학 및 분자생물학 연구소와 협력하여 진행되었습니다.
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