ミツバチの攻撃的行動に影響を与えるゲノム領域は、コロニー対立遺伝子頻度によって定義されています

Genomic regions influencing aggressive behavior in honey bees are defined by colony allele frequencies.

• Arián Avalos
• Miaoquan Fang
• Hailin Pan
• Aixa Ramirez Lluch
• Alexander E Lipka
• Sihai Dave Zhao
• Tugrul Giray
• Gene E Robinson
• Guojie Zhang
• Matthew E Hudson

抄録

社会性動物では、集団メンバーの遺伝子型は社会環境に影響を与え、個人の行動にも間接的に影響を与えることが多い。我々は、ゲノムワイド関連研究（GWAS）を用いて、ミツバチにおける攻撃性に対する個体とグループの遺伝子型の影響を決定した。ミツバチの攻撃性は、主に非生産的な"兵士"ミツバチ、コロニーメンバーの協調行動から生じ、したがって、コロニーレベルでの進化的選択を経験しています。ここでは、個々の行動がコロニー環境の影響を受けていることを示しており、コロニー内の対立遺伝子の頻度によって形作られている。攻撃性の範囲の広い集団を用いて、個々の全ゲノムを配列決定し、共通の環境下にあるコロニー内での遺伝子型と行動の関連を調べた。個々の攻撃性と特定の対立遺伝子との間には有意な相関は見られなかった。対照的に、コロニーの数が少ないにもかかわらず、コロニーの攻撃性とコロニー内の特定の対立遺伝子の頻度との間に強い相関が見られた。コロニーレベルでの関連は非常に有意で、兵士と採食者の両方で非常に類似していたが、互いに共分散していた。また、強い関連性のピークは、連鎖群（7番染色体）上の感覚遺伝子のオルソログを含むもので、ミツバチ集団における優しさの進化の間に選択と混血の両方の強いシグナルを示していた。このようにして、コロニー遺伝学と集団行動の間に関連性があること、また、集団レベルの選択がコロニーレベルで作用していることを分子的に証明することを発見した。我々は、グループ遺伝学が刺すためにミツバチの致命的な決定を決定する上で個々の遺伝学を支配していると結論付けた。

For social animals, the genotypes of group members affect the social environment, and thus individual behavior, often indirectly. We used genome-wide association studies (GWAS) to determine the influence of individual vs. group genotypes on aggression in honey bees. Aggression in honey bees arises from the coordinated actions of colony members, primarily nonreproductive "soldier" bees, and thus, experiences evolutionary selection at the colony level. Here, we show that individual behavior is influenced by colony environment, which in turn, is shaped by allele frequency within colonies. Using a population with a range of aggression, we sequenced individual whole genomes and looked for genotype-behavior associations within colonies in a common environment. There were no significant correlations between individual aggression and specific alleles. By contrast, we found strong correlations between colony aggression and the frequencies of specific alleles within colonies, despite a small number of colonies. Associations at the colony level were highly significant and were very similar among both soldiers and foragers, but they covaried with one another. One strongly significant association peak, containing an ortholog of the sensory gene on linkage group (chromosome) 7, showed strong signals of both selection and admixture during the evolution of gentleness in a honey bee population. We thus found links between colony genetics and group behavior and also, molecular evidence for group-level selection, acting at the colony level. We conclude that group genetics dominates individual genetics in determining the fatal decision of honey bees to sting.