【编者按】为贯彻国家创新驱动发展战略，充分展示学院在科技创新方面的进展，进一步提升学院科研团队产出重大科研成果的积极性，推动学院科技创新能力和整体水平进一步提升，学院自2021年起开展年度十大科研进展“致远奖”评选活动，经各课题组自主申报和学院学术委员会集中评审，评出2021年度十大科研进展“致远奖”十项，为展示宣传获奖成果，发挥“致远奖”的示范作用，营造创新文化氛围，现将十大科研进展逐一介绍。

昆虫进化基因组学实验室开展了迄今最大规模的蜜蜂基因组学研究，厘清了我国东方蜜蜂（“中蜂”）的亚种级别遗传资源结构，揭示了蜜蜂的离心式成种模型，证明了基于祖先遗传多态性的基因重复选择是蜜蜂适应新生境的重要机制，并首次发现决定蜜蜂糖敏感度及采集分工相关的关键基因白细胞激肽受体Lkr。相关成果发表在Science Advances上。

蜜蜂（Apidae）作为传粉昆虫最重要的类群，为全球超过100种重要的农业作物进行授粉。东方蜜蜂Apis cerana是我国本土分布的关键传粉蜜蜂，在农业授粉和蜂产业中发挥着关键作用。近百年来，东方蜜蜂的生存受到西蜂引种、农药、病害，以及栖息地破坏等导致的蜜粉源植物匮乏的多重影响，种群分布范围和数量均大幅减少。对东方蜜蜂的适应机制和生态功能的研究迫在眉睫。其中，东方蜜蜂的遗传资源的组成和分布是我国蜂业资源的重大问题，其生物多样性的演化和形成机制则是理解东方蜜蜂对生境适应及抗干扰潜力的关键问题。然而，相关领域的研究基础还较为薄弱。

课题组通过对中国及周边国家和地区的343个东方蜜蜂群体的全基因组重测序分析，发现：中国境内的东方蜜蜂可划分为7个显著分化的遗传单元，不同单元间的遗传分化程度达到了亚种级别；中国大部分地区分布的种群属于同一个广域分布的“中部种群”，而其它遗传单元均分布于中部种群的外缘地区；所有周边种群都来源于中部祖先种群，各周边种群经历了独立的分化和对新生境的平行适应过程。在该演化框架下，围绕基因功能的研究结果显示：在多次独立分化的东方蜜蜂亚种间，一小部分基因受到趋同的重复选择，很可能与蜜蜂反复适应新生境的关键压力有关。通过组织特异性表达、RNAi等分子生物学验证和行为学实验，证明受到重复选择的白细胞激肽受体Lkr基因直接决定工蜂对糖的敏感度，进而参与其后期的食物采集分工。

Ji et al. 2020. Gene reuse facilitates rapid radiation and independent adaptation to diverse habitats in the Asian honeybee. Science Advances. 6: eabd3590.

本研究对大陆东方蜜蜂的遗传结构和演化进行了较为全面的研究，对东方蜜蜂最年轻支系在近10-20万年以来的演化历史进行了重建。在科学方面：本研究首次揭示了蜜蜂的离心式成种模型，为东方蜜蜂的进化、生物功能、适应机制等研究创建了进化框架，是最终理解全球蜜蜂多样性形成机制的关键理论突破；本研究首次发现Lkr基因在蜜蜂觅食策略和采集分工上的功能，是社会生物学和行为生物学领域的创新发现。在产业方面：通过基因组学和进化学研究为厘清我国本土蜜蜂资源，特别是亚种的界定提供了关键证据和方法；同时，蜜蜂采集分工分子机制的研究突破，为理解如何有效地调整蜂群传粉生态功能和产蜜生产功能上的结构提供了重要依据，可能成为未来蜂学育种的突破口。研究结果被Science、Nature、《中国科学报》等进行报道。

“昆虫进化与基因组学实验室”的相关研究以演化生物学为框架，使用基因组学、宏基因组学方法理解生物多样性及生态网络的构成、互作及动态变化机制。重点研究对象包括蜜蜂的演化、传粉网络，以及以蜜蜂-肠道微生物为模式系统的宿主-肠道互作模型等。

团队长期从事昆虫的演化及基因组学研究，主要成员在基因组学、演化生物学、分子生物学、基因工程、蜂学等方面有较好的研究基础。近10年来在膜翅目的高级阶元演化、种下遗传结构与适应机制、分子分类学、传粉生态学、共生微生物等科学问题上取得了一系列原创性成果。发表SCI论文100余篇，其中团队成员以第一或通讯作者身份发表论文于Science、Cell、Science Advances、Nature Communications、Genome Biology、Nucleic Acids Research、Methods in Ecology and Evolution、Molecular Ecology等。团队成员还担任Science Advances、Insects、Ecological Entomology、《生物多样性》等期刊编委。

实习编辑：周梓怡