组学时代下植物—传粉者互作的研究

刘 逸, 林 瀚, 韩晓文, 兰思仁, 刘仲健, 罗毅波,2, 马晓开

(1.福建农林大学兰科植物保护与利用国家林业与草原局重点实验室/海峡联合研究院基因组与生物技术研究中心/园艺学院，福建 福州 350002；2.中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室/系统与进化植物学国家重点实验室,北京 100093；3.中国科学院大学,北京 100049)

Sprengel在1793年发表了他的重大发现——植物通过花蜜奖赏(reward)为其运输花粉的动物，并强调这种互作关系对植物种子和果实生产的重要性[1].自此，开启了人们对于植物—传粉者互作(plant-pollinator interactions)关系的研究.达尔文在完成《物种起源》的后期，专门以兰科植物的花与其传粉昆虫的互作为例来诠释关于自然选择的进化论思想[2].据统计，超过30万种的被子植物都依靠动物传粉实现有性繁殖[3]，同时一些学者认为传粉动物的多样性也超过30万种[4]，以被子植物为主的群落中几乎都可以发现开花植物与传粉者的互作.植物—传粉者的互作关系是进化和生态领域相关理论研究的理想模型，也是维持生态稳定和农业经济健康发展的要素；但由于其涉及面广、研究尺度和深度难以把握等问题，该领域的研究面临重重挑战.

随着高通量测序和高通量质谱技术的迅速发展，生命科学进入了多元数据的组学(the omics)时代.与传统技术相比，高通量技术使得核酸、蛋白质、代谢物的测序和分离所需的时间周期和成本大大降低，迅速成为推动并主导当今生命科学领域跨入大数据时代的强力引擎[5].其中，基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)和代谢组学(metabolomics)等多种组学分支正在推进生命科学各个领域的发展.

现阶段，组学方法在植物与传粉者互作研究中的应用尚处于早期，研究主要集中在花性状遗传基础与生殖隔离、传粉者化学感受、传粉者学习记忆、植物—传粉者化学交流、植物—传粉者系统发育及多样性等方面.整合多元组学数据及相关生物信息分析工具将为植物—传粉者互作提供前所未有的研究机遇和平台，帮助科研工作者从新的视角理解植物—传粉者互作方式、进化模式和传粉系统的动态变化.

1 组学的概念

分子生物学发展以来，学者们已通过标记(markers)和序列标签(sequence tags)等传统手段对庞大的基因组进行了20多年的探索.在20世纪90年代，全世界科学家通过人类基因组计划(human genome project,HGP)书写了“生命天书”，并利用蛋白组学解读了这部伟大的天书，随后转录组学、代谢组学、表观组学和降解组学等也相继得到蓬勃发展[5].大规模的生物大数据的分析成为组学时代到来的标志，其涵盖了特定的分子(转录本和多肽组)、修饰(降解物和甲基化)、表型(行为和生理)等全套的生物信息.

基因组学技术的应用不仅可获得该物种的全基因组序列和重要功能基因的信息，而且可通过多个基因组序列比较阐述该物种的进化史，了解该物种生长发育和适应环境的分子机制[6].在已知物种基因组的情况下，对种内群体中的不同个体进行基因组的重测序，可在全基因组水平上发现群体内个体之间的差异，大量的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNPs)、插入缺失(insertion-deletion，Indels)、结构变异(structure variations,SVs)等个体变异信息得到鉴定，从而表征生物群体的遗传特征，因此其在群体水平上研究物种的进化历史、环境适应性等方面具有重大意义[7].在已完成基因组测序的物种中，可将基因组DNA序列数据与RNA-seq结果进行对比分析，从而得到可变剪切、基因结构优化、基因表达、新基因等结果；而对于没有参考基因组的物种，可考虑进行denovo转录组测序研究，即对所得测序读长片段进行denovo组装，进而得到该物种的单一基因序列集(unigenes)数据，特别是对于具有庞大且复杂的基因组的物种，运用该方法可有效地进行新基因的鉴定和新分子标记的开发[7].

蛋白质组学本质上是在大规模水平上探究蛋白质的特征，其包含一个细胞乃至一个集体的基因组所表达的全部蛋白质，通过定量、动态和整体等角度去揭示基因的功能，为后基因组计划的一个重要环节[8].相较于基因组学，蛋白质组学能在细胞和生命的整体水平上解密生物的本质特征和活动规律(表达、修饰、功能、相互作用等).

代谢组学则是对某一组织或细胞在特定生理时期内所有低分子量代谢产物进行定性及定量的分析，其通过代谢物反映基因和蛋白表达的微小变化，省去了全基因组测序与建立大量表达序列标签(expressed sequence tag,EST)数据库的环节[9].其所测定的代谢物通常在不同生物体中都是类似的，所以代谢组学采用的研究技术具有普适性，基于代谢组学的研究既可以发现生物体被各种环境因素影响后的不同应答，又能区分同一物种不同个体之间表型的差异.

随着研究对象和层次的深入，多种组学工具应运而生.例如，表观遗传组学(epigenomics)的应用使得在基因组水平上大规模解读除DNA序列变化外引起细胞表型和基因表达的可遗传改变的机制成为可能[10].其中，DNA甲基化、组蛋白修饰是表观基因组学的重要研究内容.MicroRNA (miRNA)是一类在真核生物中参与基因表达调控的单链小分子RNA.在传统研究中,miRNA靶基因的寻找主要依靠生物信息学预测、AGO蛋白免疫共沉淀、miRNA过表达和荧光素酶法等,但这些方法都存在一定的局限性.降解组测序(degradome sequencing)结合了高通量测序、生物信息学分析和RACE(rapid-amplification of cDNA ends)验证等多种优势，是一种有效鉴定大量miRNA的方法，已成功应用于拟南芥(Arabidopsisthaliana)等模式生物miRNA靶基因的检测[11].

随着面向组学大数据的生物信息学体系和工具日趋完善，整合多组学数据及相关分析技术将发挥越来越重要的作用；但基于组学方法对植物—传粉者间互作的研究仍然处于初期阶段.在植物方面，起初的大多数资源集中用于测序自花传粉的模式物种(如基因组较小的拟南芥)和具有重要经济价值的作物的基因组；同时，已经完成测序的昆虫基因组大多是针对携带病原作用的昆虫物种，并非传粉昆虫.因此，有关植物—传粉者互作关系的研究还缺少大量可用的组学数据.近年来，5 000个昆虫基因组计划(i5k)[12]和1 000株植物转录组项目(The 1KP Project)[13]等使得大规模研究和分析非模式生物成为可能，将有助于人们更好地理解植物—传粉者互作的进化关系.这些项目包括世界范围内生物学家感兴趣的大多数模式和非模式物种，其中涵盖了一半以上的被子植物科及主要昆虫目(约30个)的代表物种.

2 组学在植物—传粉者互作研究中的应用

2.1 花性状遗传基础与生殖隔离

传粉者介导的选择作用被认为是有花植物物种形成和花性状多样化的最主要驱动力之一[14].自然界中最明显的证据就是许多亲缘关系较远的植物的花具有相同的传粉综合征(pollination syndromes)，即特定组合的花性状表型能够吸引和利用特定类群的动物作为传粉者，这些性状包括花的大小、颜色、气味、质地、形状、朝向及奖赏等[15].鉴定导致花性状表型差异的基因及其突变，对于理解亲缘关系较近的物种间花性状的分化、传粉者介导的生殖隔离及植物的物种形成至关重要.20世纪90年代初，已有学者通过数量性状位点(quantitative trait locus,QTLs)的方法研究沟酸浆属(Mimulus)[16]、矮牵牛属(Ipomoea)[17]、耧斗菜属(Aquilegia)[18]和鸢尾属(Iris)[19]等物种的花性状与传粉者的偏好，结果表明与传粉者相关的一些花性状受到相对较少位点但效应较强的基因控制.然而，这些研究都是基于低通量分子标记[如限制性内切酶片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism，RFLPs)和简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs)]所构建的遗传图谱，这些图谱大多因分子标记密度较低而不能提供准确和完全的控制性状的QTLs的数目和座位信息.此外，人工实验室条件下进行的定位分析，虽然具有容易处理的优势，但其脱离了自然环境背景，可能造成定位结果在生态功能上的偏差.新一代测序技术的应用使得基因组序列数据大幅增长，为更有效地进行基因作图和全基因组范围分析基因分型策略提供了机遇，并可在此基础上构建超高密度的遗传图谱.目前，组学的应用使在全基因范围内检测变异亦相对容易，全基因组扫描已经成为筛选与生态适应分化和物种形成相关的候选基因组区域的常规方法.

对于同域分布的2种猴面花Mimuluslewisii和Mimuluscardinalis，97%的生殖隔离为传粉者所介导[20]； QTL结果显示，影响传粉者行为的性状(颜色、气味)与影响传粉者效率和花粉活力的性状(花蕊与花柱的长度)有共同的基因定位.Fishman et al[21]在此基础上发现,这些能够导致2种猴面花种群间生殖隔离的位点所在的区域是基因组中被认为重组受到抑制的区域.目前尚不清楚在该系统中是否由于基因组的进化推动了生殖隔离的发生，但重组受抑制显然有助于同域分布的物种保持生殖隔离的性状.此外，同域分布的矮牵牛属Petuniaexserta与Petuniaaxillaris由于蜂鸟的传粉也会发生杂交[22].前人已在该属物种中鉴定出控制气味[23]、花青素[24]、紫外光谱吸收[25]、花冠面积和管长[26]及雌雄蕊长度[27]的基因位点，这些位点能够影响传粉者的行为和效率，其中至少3个性状的相关基因在这2个物种基因组重组受抑制的区域中紧密连锁[27].这进一步表明基因组进化在这2个物种生殖隔离方面的作用，但该系统中驱动基因组进化的因素和过程仍然未知.

猴面花Mimulusaurantiacus分布区域内存在不同花色的2个亚种，在其交界区域受到传粉者介导的生殖隔离，处于物种形成的初期阶段[28-29].有研究确定是单个转录因子MaMyb2驱动了这种分化[30]；在基因及整个基因组水平上分析得到的等位基因差异和渐变趋势表明MaMyb2受到正选择作用[31].全基因组的差异分析对异域分布经过二次接触导致物种形成这一观点提出挑战，支持了领域成种假说，且暗示变异可能仅发生在基因组内表现适应性的局部区域.对于这个问题，Stankowski et al[32]在完成基因组组装的基础上对这2个亚种进行了全基因组扫描和地理渐变群分析，采用简化基因组测序(restriction-site associated DNA sequence，RAD-seq)和FCT分析发掘到58 872个SNPs，130个位点具有渐变趋势，可能反映了性状在空间水平的分化，表明这些位点可能位于或接近由传粉者介导的生殖隔离基因组区域.这与单独的基因组区域隔离假说所认为的，在2个亚种的杂交区，异常值位点跨越整个基因组区域而存在显然不符.

兰科植物的花结构复杂，传粉机制精密，从达尔文时期至今一直是研究进化的植物模型.约1/3的兰科植物通过欺骗性传粉(deceptive pollination)实现其成功繁殖的目的[33-34].植物利用视觉、嗅觉和触觉等信号欺骗传粉者访花并为其传粉，花拟态在其中起着十分关键的作用.眉兰属(Ophrys)的花形似雌性昆虫，它们主要依靠寻找配偶的雄性胡蜂传粉，因而眉兰属植物间传粉者具有特异性，这种传粉者特异性也是造成生殖隔离的主要驱动力[35-36].在眉兰属植物表型性状中，吸引特定传粉者最重要的物质就是花表面模仿雌性昆虫性激素的碳氢化合物，传粉者随着性激素烯烃双键位置的不同而与对应植物形成特异性的互作关系，而这是由该系统中几种硬脂酰酰基载体蛋白去饱和酶(stearoyl-ACP desaturase，SAD)的表达差异所造成[37-38].研究者基于这种完整的功能验证以及对不同碳氢化合物表型的适应性效应的评估，通过SAD功能的变化，可进行多种进化轨迹的建模.另外，利用转录组和蛋白质组学技术对花的其他表型的候选基因进行鉴定[38]，并结合全基因组的研究发现，眉兰属植物的物种分化信号较弱，异常值扫描中仅有非常小的一部分基因组与物种分化相关，这其中就包括生物合成烃功能的候选基因[39].这表明在这个系统中是基因而不是基因组在物种形成中起重要作用[40-41].此外，Cai et al[42]利用生活周期短的芸苔属Brassicarapa作为模型，模拟自然界的传粉者，对其产生的气味进行人工选择，通过转录组测序发现对单个花性状的选择可导致完全不同的基因改变，这解释了控制花挥发物的基因在生物合成网络中的多效性.被子植物家族中多个科的花进化出局部斑点的性状，对传粉者的吸引和定位起着重要作用.Zhang et al[43]通过转录组对芍药属Paeoniasuffruticosa进行研究，揭示了花瓣斑点形成的分子基础，为从分子层面揭示花色模式吸引传粉者的机制提供了可能.Zhang et al[44]通过对拟兰(Apostasia)的全基因组测序和兰科的比较基因组学分析，揭示了兰科为适应昆虫传粉而特化的左右对称花的起源和演化路径，及其花器官发育的分子基础，开启了研究兰科植物和传粉者互作进化的分子遗传基础的先河.在组学背景下，花性状的分子机制正随着更多植物基因组的测序被逐渐破译，传粉者介导的植物花性状分化的遗传基础及其在植物生殖隔离与物种形成中的作用将被更全面地解释.

2.2 传粉者化学感受

化学感受是生物对外界环境中化学成分的感知作用，对动物的生存及进化至关重要，同时可能导致生殖隔离和物种形成.昆虫的化学感受通常与其基本的行为相关，如觅食、交配和产卵.昆虫主要具有3类化学感受体：嗅觉受体(olfactory receptors,OR),味觉受体(gustatory receptors,GR),离子型受体(ionotropic receptors,IR).这些受体基因决定了感觉神经的反应，感觉神经元调节昆虫的主要行为和生态适应能力.结合组学分析可以更好地揭示传粉者感受植物化学信号的相关受体的功能基因和适应关系.

膜翅目蜜蜂(Apismellifera)作为重要的传粉昆虫和模式生物，是继黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)、冈比亚按蚊(Anophelesgambiae)之后第3种全基因组被破译的昆虫[45].基因组分析发现，其嗅觉受体以及与利用花蜜、花粉相关的基因高于预期数量，编码嗅觉受体的基因约有170个，是黑腹果蝇和冈比亚按蚊的2倍.OR基因家族的明显扩张在进化上一直被认为是昆虫对陆生环境的适应表现.被子植物大爆发(the angiosperm radiation)后该基因家族经历了多次分化，从基因层面上反映了植物—传粉者的协同进化.此外，对鳞翅目多个物种基因组的化学感受基因家族在分子进化水平上的分析发现，该家族曾多次发生基因获得事件，极少有基因丢失，极有可能是鳞翅目物种因适应不同植物而导致的变异[46].榕树—榕小蜂互作一直是植物—传粉者协同进化的经典模型，其严格的互利共生关系要求雌蜂必须精确定位其唯一的寄主植物才能繁衍后代.Xiao et al[47]通过对一种典型的榕小蜂(Ceratosolensolmsi)进行全基因组测序，发现其化学感受基因明显减少，仅有46个ORs和5个GRs，Ka/Ks值表明这些基因受到宽松的选择，这可能与特化传粉系统(specialized pollination)的形成过程相关;这类基因的减少可以排除环境中其他化学成分对榕小蜂的干扰.具有欺骗性传粉系统的不少植物通过释放昆虫偏好的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)吸引其访问并传粉.Stökl et al[48]报道了海芋属植物Arumpalaestinum通过拟态酵母的气味吸引果蝇为其传粉，基于基因组数据分析和功能成像的结果发现尽管访花的不同果蝇种间分化时间已超过4 000万年，但该植物散发的挥发物仍能够刺激果蝇属中一类最保守的嗅觉受体基因所编码的受体.除昆虫外，嗅觉受体对蝙蝠这类夜间传粉动物也起着重要作用，通过基因家族间的对比，其嗅觉受体功能基因与其他陆生哺乳动物存在显著差异[49]，这可能与其更依赖强大的回声定位能力有关.Baldwin et al[50]对包括蜂鸟在内的10种鸟类全基因组序列进行比较分析和功能基因验证，发现虽然蜂鸟的祖先在进化过程中丢失了感受甜味的味觉受体基因，但是蜂鸟的T1R1-T1R3经过对植物花蜜的适应后能重新获得对甜味的感知能力，使其以采食花蜜为生.该发现将受体与行为联系在一起，揭示了蜂鸟在进化过程中产生一种新的行为以适应独特的生态位，为从分子水平上揭示蜂鸟传粉的适应性进化过程提供了有力的证据.

2.3 传粉者学习记忆

动物普遍具有学习记忆的能力，这种能力对其选择植物存在潜在的影响，且可能在物种之间的相互适应或协同进化中发挥重要作用.传粉者与植物之间的互利关系有利于传粉者更容易地学习和记忆花性状[51].对花性状的学习可增加传粉者对该植物物种的访问频率，从而提高花粉转移效率和植物结实率.对传粉者学习记忆机制的研究可能揭示该能力在植物进化过程中所扮演的角色，进而为农业发展提供指导意见.

目前，有关传粉者学习记忆的大部分研究是以蜜蜂作为模式物种.作为泛化传粉者，蜜蜂为了最大限度通过植物觅食，学习与记忆特定物种的花性状是其生活史中必不可少的重要环节.其中，花气味的学习与记忆最为突出.蜜蜂能够区分出气味间微妙的差异，如同一物种的2种基因型个体开花期的气味[52].当蜜蜂将特定气味与奖赏建立关联后，其行为偏好可发生改变，这是一类典型的嗅觉学习模型[53].Wang et al[54]采用喙展反应试验让蜜蜂将草莓气味与奖赏联系起来，然后取受过训练和未受过训练的蜜蜂头部组织，通过转录组测序建库技术和数字基因表达谱(digital gene expression,DGE)信息分析发现，共259个基因具有表达差异，在受过训练的蜜蜂中有30个基因表达上调，229个基因表达下调，暗示在经历过嗅觉学习后更多基因受到抑制而不是激活.视觉学习方面，Qin et al[55]采用基于迷宫的视觉学习训练蜜蜂，通过降解组miRNA测序分析，共找到40个已知的表达有差异的miRNAs，这些miRNAs在训练组中表达上调;另外,通过DGE测序分析检测到训练组与对照组蜜蜂存在388个差异表达基因，其中45个在训练组中表达上调，其余均为下调基因.Cristino et al[56]在此基础上通过对脑部组织的转录组及其表达进行分析,证明miR-932表达上调可能控制神经的可塑性并影响记忆的形成.Guo et al[57]对嗅觉学习过程中的蜜蜂左、右脑进行了基因表达量分析，大约6%的蛋白质编码基因在2个脑区之间的表达水平有2倍以上的变化，而在右脑中有更多差异表达基因表达上调，反映出左、右脑区功能的不对称性，据此推测左脑可能与长时程记忆有关，右脑则与短时程记忆更相关.Biergans et al[58]选择嗅觉学习训练后的蜜蜂作为研究材料，通过转录组和表观组甲基化分析发现,DNA转甲基化蛋白(如DNA methyltransferases,Dnmts)和DNA去甲基化蛋白(如ten-eleven translocation methylcytosine dioxygenase,Tet)上调，与记忆相关的基因甲基化水平也发生了明显上调或下调.

2.4 植物—传粉者化学交流

无论在细胞内还是整个生态系统，化学交流都是维持生命活动必不可少的部分.植物与传粉者的交流中，花通过气味和奖赏中的化学成分影响传粉者的行为.然而，将这些化学成分作为花功能性状的研究一直进展缓慢，主要原因是目前已知的植物代谢产物多达20万种[59]，模式植物拟南芥被预测能产生5 000多种初级和次生代谢产物，多于微生物和动物类群所能产生的代谢物[60-62].代谢组学的兴起为全面地研究生物的复杂代谢过程及其产物，进而分析次生代谢网络结构、限速步骤、细胞活动过程，以及寻找物种间的亲缘关系等提供了可能.

兰科植物的某些类群可以利用性信息素以性欺骗的手段引诱特定传粉者.Bohman et al[63]采用气相33色谱质谱联用仪(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS)对澳大利亚通过性欺骗传粉的兰花Drakaeaglyptodon及其吸引的一种雄性黄蜂Zaspilothynnustrilobatus的挥发物进行了测定，并通过气相色谱—触角电位联用(gas chromatography-electroantennagram detection,GC-EAD)验证了吸引黄蜂的有效成分；随后，对世界范围内已报道的性欺骗传粉系统的兰科植物的挥发物进行调查统计，结果显示其均存在类似功能的其他化学成分，暗示该类化学生态系统在性欺骗传粉进化过程中是新产生的，对预适应(pre-adaptation)的进化假说提出挑战.该研究在某种程度上解答了为什么植物具有如此多次生代谢产物的关键问题.有机体间相互作用驱动的物种形成过程也促成了自然界化学物质的多样性.在性欺骗传粉的案例中，植物在物种间的军备竞赛中获得了更多利益.此外，被子植物某些类群的花还会拟态腐烂动植物的气味，吸引一些寻找产卵地的昆虫为其传粉.Jürgens et al[64]整合了已有研究中拟态产卵地信号的植物及其挥发物数据，开展了系统发育水平上的大尺度分析，发现番荔枝科、夹竹桃科、天南星科、兰科和大花草科五大家族独立演化出了以寡硫化物为主要组成，拟态腐败气味的挥发性混合物,且其主要传粉昆虫为食腐蝇类和甲虫.Junker et al[65]对动、植物中化学交流的表型性状(chemical communication displays,CCDs)数据进行Meta分析，鉴定出CCDs的变异特征，为今后通过CCDs结构特性预测植物—传粉者进化轨迹的研究奠定了基础.在花蜜次生代谢产物方面，Wright et al[66]通过液相色谱质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)对柑橘属和咖啡属物种的花蜜成分进行分析，发现其中咖啡因的含量与糖分含量不存在相关性，且花蜜次生代谢物在低浓度时可能为中性或具有吸引作用，咖啡因可强化传粉者关于奖赏的记忆，从而保证了传粉者对植物的忠实性.此外，黄蜂[67]、鸟类[68]对含高浓度尼古丁植物花蜜的采食量较低，蜜蜂的花蜜储存量随花蜜中烟碱的浓度而变化[69].对于植物来说，这是通过操纵传粉者行为实现更高的异交率[70].

2.5 植物—传粉者系统发育及多样性

只有清楚了解物种相互作用的原理才能更好地实现物种多样性的保护，探索构建这些相互作用机制的模式对于理解生态系统的时间—空间变化和预测其对扰动的承受程度至关重要.Savard et al[71]在完成蜜蜂全基因组测序的基础上，结合当时已完成测序的昆虫基因组，利用185个核基因重建系统发育树，发现膜翅目与其他完全变态昆虫(甲虫、蛾和蝇)具有共同祖先.该研究认为之前的系统发育假设都没有真实还原此系统发育关系，这是由于单个位点或少量位点的分析不足而导致.膜翅目与其他完全变态昆虫的分化时间估测在近3亿年前.针对单个或少数基因的研究可能无法可靠地揭示这种祖先关系，通过基因组水平扫描得到的若干蛋白质序列比对分析可为解决这种进化关系提供有力支持.Peters et al[72]通过转录组测定了膜翅目173个物种的蛋白编码序列，利用3 256个基因重建了膜翅目主要谱系的系统发育关系和分化时间，揭示了蜂类等适应性辐射分化的起源.Xiang et al[73]也通过基因组与转录组数据中低拷贝同源基因对蔷薇科的进化历史进行了研究.

由于气候和人为因素的影响，在过去50年传粉者的数量和多样性明显下降[74].利用组学工具监测传粉者的动态变化是未来的一大方向.Pornon et al[75]提出了利用metabarcoding揭示和量化植物—传粉者互作关系的方法.此方法利用高通量测序平台对同一目标基因扩增所得的序列与数据库中已知来源的序列进行比对，可实现物种间互作关系的鉴定.基于生态基因组学(ecogenomics)理念，利用分子标记技术对传粉者身上携带的混合花粉样品进行片段扩增、测序，将所得序列与数据库平台上经过物种鉴定的参考数据进行比对，能够大规模、自动化地验证物种间的互作关系，一些特殊和难以观察的相互作用(如夜间授粉)也可以被识别，但这类数据库在植物和动物之间互作研究的应用方面还处于起步阶段.此外，Lozier[76]采用RAD-seq对北美地区2种熊蜂的遗传多样性进行了分析，为传粉者的保护提供了一定参考；Sadd et al[77]对不同熊蜂的基因组有关免疫抵抗方面的基因进行分析，揭示了生态毒理作用于传粉者的分子机制，为进一步了解杀虫剂对非目标昆虫的作用提供了依据，从而呼吁相关农业应用的改进.

3 展望

组学技术使生命科学研究迎来大发现的同时，组学数据的爆发式增长也对大数据的管理、分析、更新、分享以及整合提出了新的挑战.相比新一代测序技术带来的高数据产出率，利用生物信息学知识从大量数据中提取有价值的信息解读还严重滞后，亟需整合来自不同层面的多组学信息，推动标准化的数据管理和分享模式的发展，开发和推广更有效的生物信息学工具，促进研究者科学思维的不断创新.

未来，我们期望通过组学方法更深入了解植物—传粉者的互作关系，从而帮助解决一些长期存在的基本生物学问题.例如：通过结合表型可塑性和基因组等结构分化更好地揭示传粉综合征和传粉者认知学习的适应性进化；比较传粉者介导的平行适应的物种分化机制，明确花表型及传粉者感知系统分化的分子基础；以趋同的视角从更深层次的系统发育关系探索植物和传粉者的多样化和适应性辐射的机理；建立植物—传粉者互作关系的多组学数据库，为保护生物多样性提供更多参考等.