摘要
蚂蚁作为社会性昆虫，表现出复杂的社会组织和分工合作，但目前对其个体和群体的行为决策机制还知之甚少。入侵物种红火蚁具有单蚁后巢穴和多蚁后巢穴两种社会组织表型。红火蚁的社会组织表型与社群染色体（分别为SB和Sb）完全连锁。单蚁后巢穴包含SB/SB纯合体工蚁和一只SB/SB蚁后；而多蚁后巢穴同时包含SB/SB和SB/Sb工蚁和多只SB/Sb蚁后。研究表明，单蚁后巢穴的SB/SB工蚁排斥一切外来蚁后；而多蚁后巢穴的工蚁则比较“包容”，它们会杀死SB/SB蚁后，但会接纳其他巢穴的SB/Sb蚁后。 生物胺在红火蚁的行为调节中扮演着重要角色，但其相关分子机制尚未完全清楚。通过基因组注释分析发现，生物胺受体基因显著富集于社群染色体。为探究影响红火蚁社会组织表型的调控机制，本研究选取社群染色体上的生物胺受体基因作为候选基因。通过生物信息学分析、体外过表达细胞实验和药理学行为实验表明： 1）不同社群染色体上的章胺受体、酪胺受体和多巴胺受体之间存在多个单碱基变异和结构变异。且经体外过表达实验表明，Sb上的章胺受体与其配体的亲和力显著低于SB单倍型；而多巴胺受体1上一段718bp的序列缺失对其表达产生了显著影响。 2）多巴胺受体1受到显著正选择效应，且RNA表达水平差异分析表明，不同社群染色体上的多巴胺受体1在不同等级、不同组织中均呈现显著差异表达。 3）多巴胺受体对红火蚁工蚁的社会行为有显著影响。药理学行为实验结果显示，施加多巴胺受体拮抗剂的单蚁后工蚁对多蚁后增加了接纳行为，减少了威胁、蛰咬、攻击等排斥行为，而施加多巴胺受体激动剂的单蚁后工蚁则会增加攻击、蛰咬等排斥行为。 综上所述，生物胺受体在红火蚁的社群染色体上显著富集，其中Sb单倍型上的章胺受体经体外实验证明与其配体的结合亲和力显著低于SB单倍型；而多巴胺受体1在Sb单倍型中的表达水平显著降低，且在工蚁对蚁后的接纳和排斥行为中被证明发挥着重要作用。本文的研究结果为深入理解社会性昆虫的行为机理和遗传机制提供了基础，同时为防控这一入侵害虫提供了理论支持。
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