近日，江西农业大学蜜蜂研究团队在昆虫学领域Top期刊《Insect Biochemistry and Molecular Biology》在线发表研究论文，论文题目为“The diverging epigenomic landscapes of honeybee queens and workers revealed by multiomic sequencing”研究论文。江西农业大学特种经济动物饲养学科博士研究生张永以及青年教师何旭江副研究员为论文共同第一作者，曾志将教授为论文唯一通讯作者。
环境刺激引起表型变化，在动物和植物中广泛存在。传统观点认为：环境诱导引起的表观遗传变化（如DNA甲基化、组蛋白乙酰化等）来调控基因表达，进而决定表型。蜂王和工蜂都自于遗传物质完成相同的受精卵，但因幼虫期食物营养水平不同而出现了级型分化，这是典型表观遗传学现象。该研究以蜜蜂为模型，利用Hi-C，ATAT-seq，ChIP-seq和RNA-seq四组学技术，比较分析了蜂王和工蜂在发育早期（2日龄幼虫）和发育关键期（4日龄幼虫）的表观遗传调控分子机制。结果发现：2日龄蜂王幼虫和工蜂幼虫染色体Hi-C (染色体内Cis和染色体间Trans) 互作无显著差异，而4日龄蜂王幼虫在染色体内互作更强，工蜂幼虫则在染色体间互作更强。Hi-C、ATAC-seq、ChIP-seq结果都与RNA-seq结果呈正相关，且4日龄蜂王幼虫比2日龄幼虫有更多的差异基因，这些基因主要与级型分化相关。蜜蜂级型分化是通过复杂的多组学互作来调控，在幼虫发育早期，表观遗传修饰较少，且较低程度地参与调控基因表达，因此2日龄幼虫发育具可塑性；但到幼虫发育关键期，表观遗传修饰变化加剧，且多种表观遗传修饰通过协同互作，特别是与级型分化关键基因受到表观修饰多重调控，因此4日龄幼虫发育则不可逆。首次提出表观遗传修饰能根据生物体发育状态，自动启动自身的表观遗传调控程序，进而调控生物体发育。研究结果解释了表观遗传修饰调控蜜蜂表型可塑性分子机理。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0965174823000231