中华蜜蜂离子型受体AcerIR76b、AcerIR75f.1生物信息学和差异表达分析

【目的】从中华蜜蜂Apis cerana cerana触角转录组测序结果中筛选获得中华蜜蜂离子型受体IR76b、IR75f.1的基因序列,对其进行蛋白结构预测和表达谱分析,为该基因的功能研究提供依据。【方法】利用多种生物信息学软件对其编码蛋白的理化特性进行分析;采用qRT-PCR技术对AcerIR76b、AcerIR75f.1在中蜂1日龄工蜂和采集蜂、1日龄雄蜂和性成熟雄蜂各部位(触角、头、胸、腹和足)中mRNA的表达情况进行比较分析。【结果】成功获得了AcerIR76b、AcerIR75f.1的完整开放阅读框ORF序列,全长分别为1 635 bp和1 686 bp,分别编码545、562个氨基酸。预测AcerIR76b分子量为63.09 ku,AcerIR75f.1分子量为62.28 ku,它们均具有3个跨膜结构。qRT-PCR结果显示,AcerIR76b在1日龄工蜂和采集蜂、1日龄雄蜂和性成熟雄蜂的各部位中均有表达,但在触角中的表达量极显著的高于其它部位(P0.01);AcerIR75f.1在1日龄工蜂和采集蜂中,均在触角中高表达,而在1日龄雄蜂和性成熟雄蜂中,均在足部高表达。【结论】AcerIR76b和AcerIR75f.1的编码产物均具有昆虫离子型受体的典型结构特征,2个离子型受体在中华蜜蜂工蜂和雄蜂各个部位均有表达,推测其不仅参与气味分子的识别过程,在味觉感知中也同样发挥着一定作用。     

灭字脊虎天牛触角转录组中气味结合蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】发掘灭字脊虎天牛(Xylotrechus quadripes Chevrolat)成虫触角中的OBP基因,明确OBP基因在成虫不同组织的表达情况。【方法】采用Illumina HiSeq~(TM) 2000测序平台对灭字脊虎天牛的触角进行转录组测序,利用BLAST同源搜索的方法鉴定OBP基因,采用RT-PCR技术研究OBP基因的表达谱。【结果】从灭字脊虎天牛的触角转录组中共鉴定到24个OBP基因,所有OBP基因均具有全长开放阅读框(123~180个氨基酸)和信号肽序列(16~23个氨基酸)。多序列比对结果表明,不同OBP间一致性较低,其平均值为19.4%。序列比对和进化树分析结果表明,9个OBP具有6个保守的半胱氨酸,属于Classic OBPs家族;15个OBP具有4个保守的半胱氨酸,属于Minus-C OBPs家族。RT-PCR结果表明,Xqua OBP4、OBP8、OBP18和OBP21在触角特异表达;Xqua OBP2、OBP3、OBP7和OBP20在触角高表达,另外在其他组织中也有表达;其他OBPs基因在检测的两个或多个组织中均有不同程度的表达。【结论】从灭字脊虎天牛触角转录组中共鉴定得到24个OBP基因,其中部分基因在触角特异或高表达,很可能参与嗅觉功能;部分基因在非嗅觉组织中有表达,很可能具有非嗅觉功能。     

中华蜜蜂气味结合蛋白ASP2 cDNA的克隆及原核表达

 【目的】克隆、分析和原核表达编码中华蜜蜂气味结合蛋白ASP2的cDNA。【方法】以13个不同日龄中华蜜蜂工蜂触角为材料,通过RT-PCR技术以获得编码中华蜜蜂Apis cerana cerana气味结合蛋白ASP2基因成熟蛋白开放阅读框序列,并在pET-30a（+）/BL21（DE3）系统中进行原核表达。【结果】克隆了命名为Acer-ASP2（GenBank登录号：DQ449667）的中华蜜蜂气味结合蛋白ASP2基因,该序列全长429 bp,编码142个氨基酸残基,预测分子量和等电点分别为15.7 kD和4.36。预测蛋白具有昆虫气味结合蛋白典型的6个保守的半胱氨酸残基的特征,进一步分析表明Acer-ASP2极有可能属于GOBP家族。构建的原核表达载体pET/Acer-ASP2,在大肠杆菌BL21（DE3）中成功地表达出一个分子量约为21kD的融合蛋白,融合蛋白大部分以包涵体的形式存在于菌体沉淀中（约59.7%）,经洗涤和尿素梯度溶解对包涵体进行了纯化,经凝胶光密度扫描分析,约占最终产物的81.2％左右。【结论】克隆、分析和表达了一个新的编码中华蜜蜂气味结合蛋白ASP2 cDNA序列,为进一步研究其分子结构和功能奠定了基础。     

美洲斑潜蝇气味结合蛋白OBP13的鉴定与功能

【目的】克隆与鉴定美洲斑潜蝇（Liriomyza sativae）气味结合蛋白（odorant binding protein,OBP）基因,并对其序列特征、表达情况、系统发育及蛋白功能进行研究,为深入研究美洲斑潜蝇嗅觉机制提供依据。【方法】通过PCR技术克隆美洲斑潜蝇OBP13编码区全长,用DNAMAN对其进行序列分析,用BLAST进行同源性比较,并使用MEGA6.0构建进化树,进行系统发育分析。通过实时定量PCR对OBP13在美洲斑潜蝇不同组织中的表达情况进行分析。构建原核表达载体,进行原核表达及蛋白纯化,获取重组蛋白。设定荧光分光光度计的激发波长为337 nm,以1-NPN为荧光探针,研究OBP13与25种不同气味配基的结合特性。使用间接免疫荧光染色技术及制备的OBP13的特异性多克隆抗体,对其在组织中的分布情况进行定位。将美洲斑潜蝇触角进行包埋、切片、免疫染色,并在激光共聚焦显微镜下进行观察,了解OBP13在触角感器中的亚细胞分布。【结果】获得了一个美洲斑潜蝇气味结合蛋白基因,命名为LsatOBP13（GenBank登录号：KT250751）。LsatOBP13开放阅读框全长462 bp,编码153个氨基酸,预测成熟蛋白分子量为17.80 kD,等电点为5.75,N-末端的前17个氨基酸为信号肽序列。具有4个保守的半胱氨酸位点,为Minus-C OBP。系统发育分析显示,其与地中海实蝇CcapOBP99a-like位于同一小分支上,亲缘关系较近。检测LsatOBP13在不同组织的表达水平,发现LsatOBP13在触角中的表达量远远高于其他组织。成功构建了重组表达载体并获得了高纯度的重组蛋白。对25种气味配基的结合能力检测,发现LsatOBP13与反式-2-己烯醛、芳樟醇、1-辛烯-3-醇、α-紫罗兰酮、苯并噻唑、β-紫罗兰酮具有较强的结合能力,解离常数分别为12.592、10.995、11.165、11.224、10.336、9.218 μmol·L^-1,其中与β-紫罗兰酮亲和能力最强。通过免疫荧光定位,发现其在触角中主要定位在毛形感器和锥形感器上,在触角嗅觉窝及触角芒连接处也有分布。【结论】美洲斑潜蝇OBP13为非典型的气味结合蛋白Minus-C OBP。表达情况、气味结合特性、免疫定位结果表明,OBP13主要存在于美洲斑潜蝇触角中,参与触角对绿叶植物中大量存在的气味物质的识别过程,推测其在美洲斑潜蝇嗅觉识别、寄主植物定位中发挥功能。     

气味受体基因Orco在中华蜜蜂雄蜂触角中的表达及定位分析

【目的】昆虫气味受体（odorant receptors, Ors）在其发挥嗅觉识别过程中采用的是配体门控离子通道信号传导机制,这一离子通道是由一个特定的共受体与一个普通气味受体结合为异源二聚体而形成的。其中,气味共受体（odorant receptor coreceptor, Orco）是一个十分独特的家族,在不同种类昆虫中高度保守,并在调控昆虫的嗅觉行为方面发挥关键作用。论文在对中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）工蜂Orco研究基础之上,进一步探讨雄蜂Orco的表达特性。【方法】采集中蜂1日龄雄蜂的触角、头（去除触角）、胸、腹、足5部分组织,以及不同发育阶段的幼虫、蛹及成蜂触角。提取各样本的总RNA,利用real-time quantitative PCR（qPCR）技术鉴定Orco在雄蜂不同组织及不同发育时期的表达谱;采集1日龄雄蜂触角制备冰冻切片,合成地高辛标记的寡核苷酸探针,利用原位杂交技术对Orco在雄蜂触角中的表达进行细胞定位分析。【结果】qPCR分析结果表明,Orco转录本在不同组织中的表达量表现为触角>头>足>腹>胸,其中触角表达量约为头部的100倍;Orco在雄蜂不同发育阶段均有表达,其中幼虫期和蛹期表达量较低,羽化后开始逐渐升高,性成熟后维持在一个较高的水平。此外,结合前期工蜂荧光定量试验数据,分析得到Orco在雄蜂触角中的表达量极显著高于工蜂触角表达量（P＜0.01）。原位杂交结果显示,Orco阳性杂交信号大量表达于雄蜂触角的板型感器和毛型感器的神经元细胞中。【结论】气味受体基因Orco在中蜂雄蜂的触角中大量表达,且在性成熟后表达量达到高峰。结合前期研究结果,推测Orco在中蜂中是偏雄性表达的。     

中华蜜蜂OBP17基因CDS序列及其表达与抗螨性状的相关性

OBP17是蜜蜂气味结合蛋白质(odorant binding proteins,OBPs)家族中的成员,参与气味分子的识别,对嗅觉起重要作用。蜜蜂的抗螨性状与嗅觉密切相关,为研究蜜蜂OBP17基因的功能及其与抗螨性状的相关性,以中华蜜蜂头部组织c DNA为模板,PCR扩增OBP17基因完整CDS序列,利用生物信息学方法分析CDS序列及其编码的氨基酸序列,利用RT-PCR方法检测OBP17基因在不同抗螨性状的中华蜜蜂头部组织中的相对表达量。结果表明,OBP17基因CDS全长为408 bp,编码135个氨基酸的分泌性蛋白,无跨膜螺旋,是比较保守的基因;RT-PCR检测结果显示,在蜂螨胁迫下的中华蜜蜂头部组织中,OBP17基因的表达量显著高于未受胁迫的抗性群体及受到同等蜂螨胁迫的敏感性群体。中华蜜蜂OBP17基因的表达变化与蜂螨感染过程相关,说明OBP17基因在中华蜜蜂的抗螨行为中起重要作用。     

中华蜜蜂OBP18 CDs序列及表达与抗螨性状相关性分析

OBP18是蜜蜂气味结合蛋白质(odorant binding proteins,OBPs)家族中的成员,参与气味分子的识别,对嗅觉起着重要的作用。为研究蜜蜂OBP18基因功能及与抗螨性状的相关性,本研究以中华蜜蜂头部组织c DNA为模板,PCR扩增OBP18基因完整CDS序列,利用生物信息学方法分析其CDS序列及其编码的氨基酸序列,用RT-PCR方法检测OBP18基因在不同抗螨性状的中华蜜蜂头部组织中的相对表达量。结果表明:OBP18基因CDS全长为399 bp,编码132个氨基酸的分泌性蛋白,无跨膜螺旋,是比较保守的基因;RT-PCR检测在螨虫胁迫下的蜂螨抗性中华蜜蜂头部组织中OBP18基因表达量显著高于未受胁迫的抗性群体,及受到同等蜂螨胁迫的敏感性群体,显示中华蜜蜂OBP18基因的表达变化与蜂螨感染过程相关,提示OBP18基因在中华蜜蜂的抗螨行为中起着重要作用。     

中华蜜蜂气味结合蛋白AcerOBP7的表达及结合特性

[目的]中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)是我国本土蜂种,也是重要的传粉昆虫和经济昆虫.气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)是蜜蜂嗅觉感知中的关键蛋白.在前人对中蜂AcerOBP7基因序列特征分析的基础上,本研究进一步对其表达特性及与气味物质的结合能力进行探究,...     

原种意大利蜜蜂（Apis mellifera L.）与其王浆高产品系工蜂蛹期头部发育差异蛋白质组分析#br#

【目的】对原种意大利蜜蜂（意蜂）和原种意大利蜜蜂的王浆高产品系（浆蜂）工蜂蛹期头部的蛋白质组进行比较,以探明浆蜂和意蜂3个日龄（13、15、17日龄）蛋白质表达调控方面的差异,为阐明蜜蜂发育生物学提供一定理论基础。【方法】采用双向电泳建立浆蜂和意蜂3个日龄蛹期头部蛋白质组表达谱,获得图谱中蛋白质的种类、表达量、等电点和分子量等信息,并通过质谱分析、数据库检索,鉴定部分差异蛋白。【结果】在13日龄蛹头部,浆蜂表达279个蛋白,意蜂表达268个蛋白,浆蜂和意蜂共有蛋白为212个,而浆蜂和意蜂的特异蛋白分别为67个和56个;到15日龄时,浆蜂表达296个蛋白,意蜂为277个,浆蜂和意蜂共有蛋白点为203个,浆蜂特异蛋白点为93个,意蜂特异蛋白点为74个;到17日龄蛹时,浆蜂蛋白质组有340个蛋白点,而意蜂则有279个蛋白点,浆蜂和意蜂共有蛋白点为246个,浆蜂的特异蛋白点为94个,意蜂特异蛋白点为33个。对部分差异蛋白质进行质谱分析后,鉴定出11个蛋白质。对已鉴定蛋白质表达量聚类分析,结果聚为2类：表达量上调的分别是微管蛋白、肌动蛋白88F、ATP合成酶、谷胱甘肽S-转移酶S1、精氨酸激酶、热激蛋白、蛋白酶体2亚基、泡液ATP合成酶催化亚基和转录起始因子5A;表达量下调的蛋白质为过氧化物氧化还原酶2 540。【结论】浆蜂经过蜂王浆高产的选育,表达的蛋白质种类比意蜂增加。随着日龄的增长,大多数与细胞骨架、抗氧化相关和代谢相关的蛋白质显著上调表达,表明工蜂蛹头部的王浆腺和唾液腺等组织在生长发育,新陈代谢加强以及神经系统逐渐重塑。这将对全面理解浆蜂和意蜂蛹期发育规律奠定基础。     

中华蜜蜂NPC2基因家族克隆及表达模式分析

【背景】 作为我国本土重要的资源昆虫,中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）对我国初冬季低温开花植物的传粉具有重要的生态价值,其传粉习性与嗅觉系统密切相关。前期对中蜂采集蜂高、低温处理后的触角转录组数据分析发现,与昆虫嗅觉相关的尼曼匹克C2型蛋白（Niemann-Pick type C2 protein,NPC2）基因家族在低温时表达量上升。【目的】 以中蜂NPC2家族基因为研究对象,克隆并分析其结构特征和表达谱以及高、低温处理下表达量的差异,为深入研究中蜂NPC2基因家族在中蜂低温适应的嗅觉感受功能提供参考。【方法】 基于中蜂高、低温转录组测序结果,利用RT-PCR克隆获得中蜂NPC2基因ORF序列,进行系统进化树分析和三维结构预测,然后通过实时荧光定量PCR分析中蜂NPC2基因在不同发育时期、组织的时空表达谱,以及高、低温时的表达量变化。【结果】 获得4个中蜂NPC2基因——AcNPC2a、AcNPC2b、AcNPC2c、AcNPC2d的ORF全长,分别为447、480、459和465 bp,编码148、159、152和154个氨基酸,预测蛋白分子量为16.12—18.53 kD,等电点分别为7.98、7.57、6.56和6.34。进化树分析显示AcNPC2与意大利蜜蜂的NPC2同源序列亲缘关系最近,与其他膜翅目昆虫NPC2也有一定相似性。实时荧光定量PCR结果显示,AcNPC2a在新出房蜂的腹部表达量最高,其次是在哺育蜂的腹部以及幼虫期;AcNPC2b在新出房蜂的胸部表达最高,在采集蜂的头部、胸部和后足也有表达;AcNPC2c在哺育蜂和采集蜂的触角中呈高丰度表达;AcNPC2d在采集蜂的头部表达量最高。经低温处理后,4个AcNPC2基因在采集蜂触角中的表达量均有所上升,但差异不显著。【结论】 AcNPC2具有NPC2蛋白的保守结构,其基因家族成员在中蜂的时空表达谱中呈现多样性,其中AcNPC2c在触角中呈高丰度表达,表明其与中蜂嗅觉感受功能关系密切。AcNPC2基因家族在低温时采集蜂触角中表达量均有所上升,表明该基因家族有可能参与中蜂的低温适应性,或与初冬季访花行为有关。     

中华蜜蜂幼虫肠道中微小RNA的鉴定及分析

[目的]利用small RNA-seq(sRNA-seq)技术和生物信息学方法对中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫肠道的微小RNA(microRNA,miRNA)进行全转录组鉴定和分析,旨在丰富中蜂的miRNA信息,并为深入研究miRNA调控中蜂幼虫肠道发育的分子机理提供依据.[方法]利用s...     

中华蜜蜂化学感受蛋白基因家族克隆及表达特征分析

【目的】完成中华蜜蜂（Apis cerana cerana）化学感受蛋白（chemosensory proteins,CSPs）基因家族的序列及表达谱鉴定,解析中蜂整个CSPs家族的表达特征与分布规律,为中蜂CSPs的生物学功能研究提供参考。【方法】利用RT-PCR技术扩增,克隆获得中蜂CSPs基因家族全部6条基因序列的开放阅读框（ORF）全长,并利用real-time PCR技术对中蜂所有的CSPs序列在中蜂工蜂不同发育历期及不同器官表达特征进行研究。【结果】新克隆4条基因（Ac-CSP2、Ac-CSP4、Ac-CSP5和Ac-CSP6）的开放阅读框分别为354、387、315和378 bp,分别编码117、128、104和125个氨基酸残基,预测蛋白质分子量分别为13.01、14.61、12.46和14.63 kD,等电点分别为8.86、4.53、9.60和8.71,且均具有4个保守的半胱氨酸残基,均符合昆虫CSPs的一般生化特征。中蜂与意蜂CSPs同源基因家族间具有高达95%—99%的相似性。CSPs在中蜂不同发育时期及器官的表达特征结果显示,Ac-CSP1、2、3、4在卵、幼虫和蛹期几乎不表达,其中Ac-CSP1、2、4在触角中表达量最高,而Ac-CSP3在翅中表达量最高;Ac-CSP5在中蜂各个发育历期的表达量几乎相同;Ac-CSP6蛹期有较高表达,其余时期不表达。【结论】中蜂CSPs基因家族所有6个基因的氨基酸序列与意大利蜜蜂有较高的相似性,但二者各基因的表达谱在整体相似的情况下局部又存在着某些差异,为进一步研究该家族蛋白的生理功能机制奠定了良好基础。     

免移虫育王和两种酯类幼虫信息素对中华蜜蜂蜂王质量的影响

【目的】比较中华蜜蜂(Apis cerana cerana)免移虫育王和人工移虫育王培育的蜂王质量,明确幼虫信息素中的甲基棕榈酸酯（methyl palmitate,MP）和甲基亚油酸酯（methyl linoleate,ML）在育王过程中能否提高蜂王质量。【方法】以中华蜜蜂为试验材料,选择蜂群群势、蜂王年龄、子脾面积等基本一致的健康蜂群3群作为哺育群,群势均为5框,采用郎氏标准蜂箱饲养。另选择一群健康、蜂王产卵性能好的蜂群作为母群。免移虫育王和人工育王的比较过程中,每个哺育群中每种育王方式至少育王3次。幼虫信息素试验过程中,每个哺育群每种信息素至少采用人工育王法育王3次。试验期间,对蜂群进行奖励饲喂,提高工蜂哺育积极性。利用自主研制的塑料免移虫育王生产器进行免移虫育王,人工移虫育王则采用自制的蜡质王台。测定育王过程中的幼虫接受率和蜂王出房率,待蜂王出房后测定蜂王初生重、胸重、胸宽,将蜂王的单侧卵巢制成石蜡切片进行卵巢管计数,并采用荧光定量PCR测定蜂王腹部的卵黄原蛋白基因（Vitellogenin,Vg）和转铁蛋白基因（Transferrin,Trf）表达量,从而比较蜂王的质量。为了研究中蜂幼虫信息素中MP和ML在人工育王中使用能否提高蜂王的质量,采用人工移虫育王,在幼虫60—63 h的王台内分别注射1 µL MP和ML（浓度梯度为0、0.1%、1.0%、10.0%）,同样测定蜂王初生重、胸重、胸宽和卵巢管数以及其腹部Vg和Trf表达量等指标。【结果】免移虫育王的幼虫接受率为40.87%,蜂王出房率38.52%;人工移虫育王的幼虫接受率为74.38%,蜂王出房率69.13%。显然工蜂对于人工移虫育王中的蜡质王台更易于接受。免移虫育王培育的蜂王在初生重、胸重、胸宽、单侧卵巢管数和Trf表达量等与人工移虫育王的比较均差异不显著（P＞0.05）,平均值也较接近,但蜂王腹部Vg表达量显著高于人工移虫育王（P＜0.05）。在人工移虫育王蜂王幼虫60—63 h时加入MP（或ML）,不同浓度的MP对蜂王的各项指标均无显著影响（P＞0.05）;0.1% ML对蜂王质量也无显著影响（P＞0.05）;1.0% ML显著降低蜂王初生重、胸重及其腹部Vg的表达（P＜0.05）,对卵巢管数量无显著影响（P＞0.05）;10.0% ML显著降低蜂王的各项指标（P＜0.05）。MP和ML对蜂王Trf表达量均无显著影响（P＞0.05）。【结论】免移虫育王与人工移虫育王相比,王台接受率显著偏低（P＜0.05）,蜂王腹部的Vg表达量增加,但在蜂王初生重、胸部指标、单侧卵巢管数量及Trf表达量方面均无显著差异（P＞0.05）。MP和ML在人工移虫育王过程中的应用并不能达到提高蜂王质量的作用。     

婚飞对中华蜜蜂性成熟处女蜂王sRNAs表达的影响

【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana）性成熟处女蜂王在婚飞过程中sRNAs表达变化。【方法】以中华蜜蜂性成熟处女蜂王为试验材料,通过控制部分蜂王在一定区域飞行,并利用高通量测序的方法检测并分析中华蜜蜂性成熟处女蜂王飞行和未飞行之间的sRNAs表达差异。【结果】飞行蜂王和未飞行蜂王均含有丰富的sRNAs,主要分布在22 nt和27—29 nt,但各类sRNA在2种状态的蜂王中分布比例不同;2个文库共有总序列数占2个样品总序列数的92.79%,而且飞行蜂王中的sRNAs种类比未飞行蜂王多;与已知miRNA比对分析,发现飞行蜂王和未飞行蜂王有25个极显著差异表达miRNA,其中只有ame-miR-750在飞行蜂王中上调,其它24个极显著差异表达miRNA在飞行蜂王中下调;有19个差异表达miRNA所对应的11个靶基因在飞行蜂王和未飞行蜂王之间存在表达差异。【结论】中华蜜蜂性成熟处女蜂王在婚飞过程中,体内大量sRNAs表达发生了变化,可能为性成熟处女蜂王正常交配起着重要的生理调节作用。     

中华蜜蜂幼虫信息素鉴定

 【目的】分析鉴定中华蜜蜂(Apis cerana cerana)幼虫是否含有与西方蜜蜂（Apis mellifera）幼虫相同的幼虫利它素和信息素及其在不同日龄阶段幼虫的分布情况。【方法】以中华蜜蜂为试验材料,取2日龄、6日龄（即将封盖）和7日龄（封盖后）的工蜂幼虫及2日龄、7日龄（即将封盖）和8日龄（封盖后）的雄蜂幼虫,经过正己烷浸泡碾碎,取上清液并进行层析过柱分离,应用气相色谱来研究中华蜜蜂幼虫利它素和信息素。【结果】本研究首次发现中华蜜蜂幼虫信息素含有甲基棕榈酸酯（MP）、甲基油酸酯(（MO）、甲基硬脂酸酯（MS）、甲基亚油酸酯（ML）、甲基亚麻酸酯（MN）、乙基棕榈酸酯（EP）、乙基油酸酯（EO）、乙基硬脂酸酯（ES）、乙基亚油酸酯（EL）和乙基亚麻酸酯（EN）。【结论】中华蜜蜂幼虫含有与西方蜜蜂幼虫相同的幼虫利它素和10种脂肪类信息素,但这两种蜜蜂信息素的含量及在不同日龄幼虫分布规律不同。     

亚致死剂量吡虫啉对中华蜜蜂神经代谢基因表达的影响

【背景】新烟碱类杀虫剂的作用靶标是昆虫神经系统中的乙酰胆碱受体,由于其良好的内吸性及对人畜低毒性,使其在农业生产上获得了广泛应用,然而这也使得其在植物体内仍然具有较低的残留,而这种亚致死剂量残留仍可对访花昆虫如蜜蜂的行为和神经系统造成不利影响。【目的】明确亚致死剂量新烟碱类杀虫剂吡虫啉对中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）神经生理和代谢系统的影响。【方法】首先以两个亚致死浓度梯度剂量5和10 μg·L^-1吡虫啉处理工蜂10 d（3个生物学重复）,提取总RNA后,以RNA-seq方法对所得文库进行高通量测序,利用生物信息学技术对序列进行从头组装、注释,并对亚致死剂量吡虫啉处理后的差异表达基因进行聚类和富集等分析,最后利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术对部分与中蜂神经和代谢系统相关的差异表达基因进行验证。【结果】从两个吡虫啉浓度梯度和对照组数据中共获得9个测序文库,测序有效数据比例超过94.45%,从获得的37 364个unigenes中鉴定出571个差异表达基因。经GO和KEGG富集分析发现这些差异表达基因主要与蛋白质翻译、氧化还原、氧化磷酸化和核糖体等多个通路有关,表明亚致死剂量的吡虫啉对中蜂多个生理过程和代谢通路造成影响。挑选了与昆虫神经信号传递和代谢功能有关的上调或下调差异表达基因,如神经肽F、神经肽SIFamide受体、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶、激酶（PRKA）锚蛋白1、碳酸酐酶、超氧化物歧化酶、NADH脱氢酶亚基、表皮蛋白和气味结合蛋白17共9个差异表达基因进行了qPCR验证,其表达规律与转录组结果完全一致。【结论】亚致死剂量的吡虫啉能对中蜂神经信号转导、细胞呼吸、免疫反应、内环境稳态的维持和嗅觉感受等多方面造成影响。