近日，白菜网大全论坛农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室许金山、周泽扬等在国际进化生物学领域权威学术期刊《Molecular Biology and Evolution》（IF=11，生物学一区TOP期刊）发表了最新成果“Comprehensive genomic analysis reveals novel transposable element-derived miRNA regulating caste differentiation in honeybees”。该研究首次揭示了转座元件介导的表观遗传调控在蜜蜂种姓分化上起到了重要作用，为理解社会性昆虫表观遗传机制提供了新见解。

蜜蜂作为典型的社会性昆虫，其蜂王和工蜂尽管共享相同的基因组，却展现出显著不同的形态、生理和行为特征。特别是在第三龄幼虫期（L3），幼虫的发育命运会经历关键转折点，决定其将发育为蜂王还是工蜂。然而，这一分化过程的精细调控机制仍有诸多未解之谜。

在该项研究中，团队成员通过全基因组分析，鉴定出一种西方蜜蜂（Apis mellifera）基因组中特有的转座子ApMETm15及其衍生的miRNA（ame-mir-3721-3p）。通过时空表达分析、靶基因预测和荧光素酶报告基因实验等多种方法，研究人员确认ame-mir-3721-3p能特异性结合并抑制DNA甲基化酶基因DNMT3的表达，该基因编码一种关键的表观遗传调控酶，负责催化DNA胞嘧啶第5位碳原子的甲基化修饰，进而影响染色质结构和基因表达，并调控下游保幼激素和蜕皮激素信号通路相关基因表达。研究发现，ame-mir-3721-3p的过表达显著抑制DNMT3表达，并显著上调卵黄蛋白前体基因(Vg)的表达，同时抑制保幼激素酸甲基转移酶基因(JHAMT)和两个蜕皮激素受体基因(EcrA/B)的表达，构建了一个完整的表观遗传调控网络，进而驱动蜜蜂的种姓分化。研究人员进一步合成了miRNA模拟物，通过表型观测与分子鉴定，验证了其蜜蜂幼虫L3期即种姓分化关键窗口期发挥作用，调节了出房蜂的卵巢发育。

转座子重复序列由于组成及其研究方法的复杂性，往往被研究者们忽视，该研究揭示了转座元件介导的表观遗传调控在社会性昆虫发育中的关键作用。转座元件衍生的miRNA影响蜜蜂种姓分化的表观遗传调控网络发现，为蜜蜂种姓命运定向干预提供了精准靶点。未来基于该靶标的干预策略，有望实现蜂王卵巢发育的精准调控，在蜜蜂遗传改良方面具有重要的应用前景。

研究生姜衍为论文的第一作者，许金山教授为通讯作者，白菜网大全论坛为唯一完成单位。该研究获得国家自然科学基金、国家蜂产业技术体系专项和重庆市自然科学基金等项目资助。

论文链接：

https://academic.oup.com/mbe/advance-article-abstract/doi/10.1093/molbev/msaf074/8098707?utm_source=advanceaccess&utm_campaign=mbe&utm_medium=email

拟  稿：许金山

一审一校：朱波

二审二校：乐涛

三审三校：付长波