Forskare vid United States Department of Agriculture (USDA) Agricultural Research Service (ARS) och universitetsforskningspartners har utvecklat ett genom på nära kromosomnivå för Mojave-vallmobiet, en specialistpollinator av bevarandeproblem, enligt en nyligen publicerad artikel i Journal of Heredity .
Att sätta samman Mojave-vallmobiets genom är en del av Beenome100-projektet, ett första i sitt slag för att skapa ett bibliotek med högkvalitativa, mycket detaljerade genomkartor över 100 eller fler olika biarter som finns i USA.
Beenome100 är ett samarbetsföretag som leds av ARS och University of Illinois, med samarbete mellan forskare från ARS och universitet i USA och Kanada. Förväntningen är att dessa genom kommer att hjälpa forskare att svara på de stora frågorna om bin, som vilka genetiska skillnader som gör en biart mer sårbar för klimatförändringar eller om en biart sannolikt är mer mottaglig för ett bekämpningsmedel.
Mojavevallmo (Perdita meconis) är begränsat till den östra Mojaveöknen och är ett ensamt gruvbi av familjen Andrenidae som specialiserat sig på att pollinera Las Vegas björnvallmo (Arctomecon californica) och dvärgbjörnvallmo (Arctomecon som skyddas) – den senare enligt U.S. Endangered Species Act från 1979. Vallmorna finns främst i gipsjordavlagringar, som är sällsynta och utspridda över hela regionen.
Mojave-vallmo och björnvallmo från Las Vegas övervägs också för notering enligt lagen om utrotningshotade arter. Båda arterna kommer att utvärderas med avseende på potentiellt minskande populationer och sårbarhet för utrotning på grund av klimatförändringar och förlust av livsmiljöer från stadsutveckling och gruvdrift i deras hemtrakter.
Forskare har sammanställt genomet eller den genetiska kartan som kommer att hjälpa ytterligare att förstå Mojave-vallmobiets biologiska egenskaper.
"Genomet, med ytterligare genetisk provtagning av individer, kommer också potentiellt att ge oss insikter i den genetiska grunden för värdväxtspecialisering, känslighet för bekämpningsmedel och känslighet för torka och klimattolerans", säger Rena Schweizer, en forskningsentomolog vid ARS Pollinerande insektsbiologi, förvaltning, systematikforskningsenheten i Logan, Utah.
I synnerhet kan Mojave-vallmobiet klara av torka år genom att stanna kvar i marken i stasis - ett fenomen som kallas diapause. Egenskapen är inte väl förstådd av forskare och genom att få dess genom sekvenserat kan de kanske lära sig om generna och regulatoriska vägar som gör anpassningen möjlig.
De kommer också att använda arvsmassan för att bedöma artens genetiska hälsa, hitta insikter om hur bin kan vara specialister eller generalister, och se vilka avvägningar som är när det gäller ett bins långsiktiga kondition.
"Det kan också leda till att vi hittar genetiska signaturer på nedgång", sa Schweizer. "Genom att studera detta bins genom kan vi kanske hjälpa till att bevara biet bättre och identifiera andra arter som är på tillbakagång med hjälp av genetisk information."
För att utveckla arvsmassan hos det lilla och mäktiga biet isolerade forskare DNA från ett enda, litet manligt exemplar.
Denna genomsammansättning, enligt Schweizer, är imponerande med tanke på att biet är litet (ett manligt bi är i genomsnitt 5 till 7 millimeter långt). Forskare samlade in provet på fältet på en avlägsen plats i vildmarken.
"Det som också är anmärkningsvärt med den här forskningen är att provet som används för genomet samlades in i icke-ideala konserveringsmetoder", säger Schweizer. "Vi fick fortfarande högkvalitativt DNA från ett fältinsamlat exemplar på grund av tekniska framsteg inom sekvenseringsteknik och lärde oss mer om detta unika bi. Vi hoppas att vår forskning kommer att lägga grunden för att utveckla genom från andra biarter."
Den detaljerade, högupplösta kartan över referensgenomet finns tillgänglig i National Center for Biotechnology Informations databas.
Mer information: Rena M Schweizer et al, Referensgenom för Mojave-vallmobiet (Perdita meconis), en specialistpollinator av naturvårdsfrågor, Journal of Heredity (2023). DOI:10.1093/jhered/esad076
Journalinformation: Journal of Heredity
Tillhandahålls av Agricultural Research Service
