蜜蜂级型分化研究进展

蜜蜂是一种典型的社会性昆虫,其级型分化受到许多因素影响.这些影响因素主要包括三个方面: 营养、激素和基因调控.营养(食物的质和量)是级型分化的启动因子,是外部决定因子,外部决定因子的信号会转化为内分泌信号,再通过内分泌激素对基因进行调控,从而最终决定分化方向.对营养、激素和基因调控这三个方面在级型分化中的作用进行综合阐述.     

蜜蜂级型分化研究进展

蜜蜂是典型的社会性昆虫,其级型分化受到许多因素影响。这些影响因素主要包括3个方面:营养、激素和基因调控。本综述对营养、激素和基因调控这三个方面在级型分化中的作用进行综合阐述。     

雌性蜜蜂级型决定的分子机制

环境不同,蜜蜂受精卵发育成的二倍体雌性蜂会选择性地发育成蜂王或工蜂。这一发育转变的基础并非蜂王和工蜂之间的基因组差异,而是调控幼虫发育命运的一套基因的差异表达。从营养、激素、蛋白质组、基因转录产物和DNA甲基化等方面对决定蜜蜂级型分化的分子机制进行了综述,并对以后的研究方向进行了展望。     

egfr基因的甲基化到底是否参与蜜蜂级型分化

正蜜蜂生物学中一个奇特的现象就是遗传物质相同的受精卵孵化后,在不同食物(蜂王浆和蜂粮)的饲喂下,会分别发育为蜂王或工蜂,这种奇妙的级型分化现象令人十分着迷。长期以来,吸引了众多科学家从营养、激素、基因转录产物、蛋白质组和DNA甲基化等水平进行了广泛而深入的研究。科学家们的研究主要有两个方面:一是幼虫级型分化的分子机理,二是幼虫食物中起作用的成分。2008年,澳大利亚国立大学的Kucharski等利用     

茶花粉水提物对意大利蜂幼虫体重和卵巢发育的影响

意蜂幼虫期的营养是导致级型分化的重要因素,特别是营养中的花粉对级型分化影响很大。本研究主要探讨茶花粉中的水溶性物质对意蜂幼虫体重与卵巢发育的影响,研究结果,发现茶花粉水提物能够显著影响意蜂幼虫体重和卵巢的发育。     

保幼激素对蜜蜂生长发育调控作用的研究进展

蜜蜂是一类社会性昆虫,具有级型分化体系,不同级型蜜蜂在发育时间和寿命上存在明显差异。保幼激素(Juvenile hormone,JH)是一类蜜蜂体内的重要激素,对蜜蜂的生长发育、级型分化,以及寿命等方面具有显著的调控作用。该文从JH生物合成、JH对蜜蜂生长和行为发育、级型分化和寿命调控等方面的研究进展进行综述。通过探索环境、激素和蛋白共同调控蜜蜂级型分化和寿命的作用机制,进一步揭示JH在蜜蜂生长发育中的生理功能及作用机理。     

家蚕SoxE基因的全长cDNA克隆和表达谱分析

Sox基因家族是在动物中发现的一类重要的转录调控因子。基于生物信息学和RACE策略,从家蚕胚胎中克隆了一个与果蝇E族Sox基因成员同源的基因的全长cDNA,命名为BmSoxE(GenBank登录号:HQ728280)。BmSoxE的cDNA序列全长为1 398 bp,编码222个氨基酸。生物信息学分析显示,BmSoxE蛋白序列含有典型的HMG-box结构域和数个磷酸化位点。组织表达谱分析发现,BmSoxE基因在家蚕生殖腺中高量表达;时期表达谱分析表明,从家蚕的幼虫期一直到成虫期,Bm-SoxE基因的表达维持在较高水平,暗示BmSoxE基因在家蚕性别决定和分化中可能发挥了调控作用。     

家蚕vasa基因的结构及表达型研究

vasa是决定生殖系发育的重要调控蛋白因子之一,具有广泛的保守性。利用家蚕基因组和EST库的数据资源,分析了家蚕vasa基因的结构,并与已有报道的18个物种的VASA蛋白质的结构域序列进行了比对分析,同时对家蚕vasa基因在家蚕胚胎发育11个时期的表达型及幼虫期8个不同组织的表达特异性进行了验证。结果表明,家蚕vasa基因包含有13个外显子,比果蝇vasa基因的外显子数量(7个)增加了6个,在第3内含子有1个转座子插入;家蚕vasa基因在未受精卵和胚胎发育的各个时期均有表达,但只在幼虫生殖腺中有表达。将家蚕vasa基因的一条cDNA片段用地高辛标记作为探针,对家蚕幼虫的生殖腺及胚胎进行全胚原位杂交,结果进一步表明家蚕vasa基因在幼虫期只在精原细胞、精囊、卵巢管等生殖系相关的细胞和组织中表达,在发育5d胚胎的生殖腺部位也有明显表达。     

工蜂卵巢的可塑性及分子调控研究进展

蜜蜂(Apis)是一种典型的社会性群居昆虫,蜂群中存在蜂王和工蜂2个种姓的雌性蜂。蜂王和工蜂的级型分化发生在幼虫时期。正常蜂群中只有蜂王能繁殖后代,工蜂卵巢在发育过程中受到限制而不具备繁殖能力,但具有一定的繁殖潜力。在失王等外界条件的刺激下,工蜂的卵巢会发生可塑性激活并产下未受精卵。工蜂卵巢的可塑性受到蜂王、幼虫和营养条件等很多因素的影响。外界环境的改变会导致蜜蜂体内基因表达、表观遗传修饰、激素分泌以及分子信号通路等发生改变,从而实现对卵巢激活的调控。将围绕工蜂卵巢的可塑性以及分子调控机制展开,旨在为蜜蜂的繁殖育种研究提供理论依据。     

家蚕丝素基因表达水平的定量分析

采用实时定量RT-PCR方法,对丝素轻链基因(fib-L)、丝素重链基因(fib-H)、P25基因在家蚕幼虫不同组织和不同发育时期的表达进行了定量分析。结果发现3种丝素基因除主要在5龄幼虫的后部丝腺中表达外,在其它组织如脂肪体和中部丝腺中也有一定程度的表达;在4龄眠期的后部丝腺中3种丝素基因也有一定的表达水平,其中fib-L在这一时期的表达量较高。同时发现在5龄第3天和第5天的后部丝腺中,fib-H、fib-L与P25在mR-NA水平上的摩尔比分别为9∶18∶1和19∶32∶1,推测丝素基因的表达可能具有转录后调控,此结果说明家蚕丝素基因的表达可能具有更加精细的调控机制。     

蜕皮激素诱导家蚕蜕皮激素受体和超气门蛋白基因的表达变化

昆虫蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)是一种核内受体,为蜕皮激素的分子靶标。用0.002 g/L蜕皮激素溶液浸泡过的桑叶饲喂家蚕5龄幼虫,采用双跟踪标定定量PCR(dual-spike-in qPCR)方法,检测家蚕蜕皮激素受体基因BmEcR-A、BmEcR-B1和超气门蛋白(ultraspiracle,USP)基因BmUSP在家蚕幼虫马氏管、脂肪体、中肠组织的转录水平变化,分析蚕体组织以及BmEcR和BmUSP基因在蜕皮激素代谢过程中的作用与表达调控特征。结果表明:家蚕EcR的2种同工型基因BmEcR-A和BmEcR-B1的mRNA转录水平均变化显著,在脂肪体中的转录水平最高,其它组织相对较低;BmUSP的mRNA转录水平同样变化显著,且在脂肪体中的转录水平最高,马氏管次之,中肠最低。另检测正常情况下4龄眠期和5龄末期BmEcR-A、BmEcR-B1和BmUSP的mRNA转录水平相对于其它发育时期较高,且脂肪体中的转录水平要明显高于其它组织。BmEcR-A、BmEcR-B1和BmUSP均在家蚕幼虫脂肪体中高水平表达,表明了脂肪体在蜕皮激素代谢过程中的重要性。     

MADS-box基因家族在蒺藜苜蓿的全基因组分析

MADS-box基因家族是植物体内的重要转录因子,它们广泛地调控着植物生长、发育和生殖等过程。本研究以蒺藜苜蓿基因组数据为材料,采用结构域搜索方法,鉴定了138个MADS-box基因。通过序列比对系统进化分析,将它们分成两大类:Ⅰ型(92个)和Ⅱ型(46个)。同时,通过染色体定位分析发现,134个MADS-box基因定位在染色体上,还有4个MADS-box基因定位在尚未完成最终拼接的超长片段上。蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族成员之间存在大量的基因重复,特别是Ⅰ型MADS-box基因,通过基因复制,MADS-box基因家族在染色体上形成多个密集的MADS-box基因簇。对蒺藜苜蓿的RNA-seq表达谱数据分析,发现MADS-box基因在心皮组织、花器官等组织中表达量较高,这表明蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族广泛地参与苜蓿组织分化、发育以及生殖等过程的调控,这将为进一步揭示MADS-box类转录因子在蒺藜苜蓿中作用机制提供了重要的参考。     

蜜蜂的哺育行为

<正>工蜂能够识别蜂子的发育状态、性别及级型是进行适当的蜂子哺育及幼虫饲喂的先决条件。工蜂能够辨别三种级型的幼虫。雄蜂、工蜂及蜂王幼虫的食物组成是不同的,说明工蜂可以辨别幼虫的级型。工蜂的饲喂行为与幼虫食物组成随幼虫日龄发生变化,说明哺育蜂可以识别幼虫的日龄。此外,工蜂似乎还可以在其检查工程中确定幼虫的食物需求。     

家蚕丝腺发育相关基因Bmsage缺失突变体的RNA-seq分析

Bmsage是在家蚕丝腺中特异表达的基因,之前的研究明确其对丝素重链基因fib-H转录具有调控作用。在开展Bmsage功能的研究中,运用CRISPR/Cas9基因敲除系统,获得了Bmsage缺失的纯合突变体家蚕,其表型特征是幼虫的丝腺异常发育,缺失中部丝腺和后部丝腺。以Bmsage缺失型家蚕及正常型家蚕产下后5 d的卵为材料,应用RNA-seq测序技术在转录水平上获得194个差异表达基因。对Bmsage缺失型家蚕突变体胚胎期的这些差异表达基因进行GO功能注释,结果显示:Bmsage基因缺失后,对家蚕生理功能的影响主要集中在一些细胞组分,如与肌肉功能相关的肌球蛋白基因和肌钙蛋白基因都明显上调表达,与碳水化合物代谢相关的基因如多种凝集素基因和糖苷酶基因,除个别下调表达外,其余均上调表达;排在前10的GO term中,出现较多的是与几丁质分解代谢相关的几丁质酶基因和多种丝氨酸蛋白酶抑制剂基因。KEGG信号通路分析显示:差异基因主要与一些糖类、脂类和氨基酸的代谢的信号通路相关,其中又以糖类代谢为主,如半乳糖代谢、糖胺聚糖降解及氨基糖和核苷酸糖代谢,所以Bmsage可能参与了多个糖类代谢途径;在差异基因中,与丝腺发育关系最大的是几丁质酶基因、β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶基因和丝氨酸蛋白酶抑制剂基因,以及一些转运RNA基因(如TRNAE-CUC、TRNAN-GUU、TRNADGUC和TRNAV-GAC)。因此推测Bmsage可能通过复杂的调控网络,参与了丝腺组织的分化与形成过程。     

家蚕Met1基因的表达与组织定位分析

选择家蚕基因组中与果蝇Dm Met(Methoprene tolerant protein)同源的基因Bm Met1进行研究。预测Dm Met和Bm Met1的结构域均是一个b HLH-PAS(basic helix-loop-helix Per-ARNT-SIM)型转录因子,具有典型的DNA结合结构域。在原核系统表达获得了Bm Met1蛋白并制备了抗体。qRT-PCR和Western blotting检测结果显示,无论是Bm Met1基因mRNA的转录还是Bm Met1蛋白的表达,在家蚕5龄中后期和吐丝期的翅原基组织中都呈现较高水平,而在蛹期呈现较低的水平。通过免疫组织化学方法分析Bm Met1的组织定位,结果显示该蛋白质在5龄第6天和吐丝期家蚕胸节表皮、脂肪体及翅原基等组织中都有较高水平的表达,在蛹期上述部位和组织的表达水平较低。分别将蜕皮激素(20E)和保幼激素类似物(Methoprene)按照2μg/头的剂量注射到5龄第3天幼虫第2~3胸节间,qRT-PCR检测幼虫翅原基组织中的Bm Met1受到Methoprene的诱导上调表达,且在处理2 h后表达水平最高。上述结果暗示Bm Met1可能参与了保幼激素对家蚕翅原基生长分化的调控。     

动物脂肪细胞定向和分化因子1的研究进展

随着我国经济的发展和人们消费水平的不断提高，人们对于肉产品的质量要求也越来越高。要满足这一需求，就得不断地改善和提高动物胴体品质。在对人自身的研究中已经发现脂肪细胞分化和决定因子1（ADD1）基因与脂肪外组织的脂肪沉积有着一定的连锁关系；该基因与其他脂肪酸代谢基因一起调控脂肪的合成以及胆固醇的合成代谢；这说明动物脂肪的沉积和脂肪细胞的分化以及相应的脂肪代谢、调控受到ADD1基因的调控作用。相关研究表明ADD1基因的多态性影响着猪的肌内脂肪含量、皮脂率和屠宰率。因此把ADD1基因作为候选基因研究动物的肉质性状具有重要意义。     

猪肌内脂肪调控研究进展

猪肌内脂肪含量在很大程度上影响着猪肉的嫩度、多汁性和风味,本文在简述猪肌内脂肪含量测定技术的基础上,着重阐述了心型脂肪酸结合蛋白基因(H-FABP)和脂肪细胞定向和分化因子-1基因(ADD1)等肌内脂肪沉积主要候选基因以及micro RNAs对猪肌内脂肪沉积和代谢的调控作用,以期为利用基因调控改善猪的肌内脂肪含量提供参考。     

家蚕C-型凝集素11基因BmCTL11的克隆及表达分析

昆虫的C-型凝集素参与先天免疫系统中细胞间的相互作用,家蚕C-型凝集素11(C-type lectins,CTL11)基因BmCTL11是经家蚕微孢子虫(Nb)感染诱导后在蚕体内持续高量表达的基因。用生物信息学方法分析BmCTL11基因编码有307个氨基酸的多肽,预测分子质量34.51 kD,等电点4.69,含2个串联的典型C-型凝集素糖识别结构域,与烟草天蛾的IML-1蛋白进化距离最近。RT-PCR检测BmCTL11基因在家蚕幼虫时期的转录水平较高,并在多个组织有转录。将灭活的家蚕病原细菌、真菌、微孢子虫、病毒等注射家蚕5龄幼虫后的24 h内,qRT-PCR检测BmCTL11基因在幼虫脂肪体和中肠组织内的转录水平均发生上调,说明该基因能够被多种病原微生物诱导。以家蚕5龄第3天幼虫脂肪体c DNA为模板克隆了BmCTL11基因,连接到p ET-32a载体,诱导表达后将纯化的融合蛋白免疫昆明鼠制备出效价为1∶102 400的BmCTL11多克隆抗体。Western blot分析结果显示,BmCTL11蛋白可能以二聚体形式主要分布于家蚕脂肪体、血浆、中肠、表皮等组织中,推测BmCTL11在家蚕识别病原微生物并介导引发进一步的先天免疫反应过程中有重要的作用。     

调控牛CEBPA基因表达的miRNA筛选及对肌内前体脂肪细胞增殖和分化的影响

旨在筛选并验证调控牛增强子结合蛋白A(CCAAT/enhancer binding protein alpha,CEBPA)表达的miRNA及其对肌内前体脂肪细胞增殖和分化的影响.本研究综合运用多个在线软件筛选与CEBPA基因具有潜在调控关系的miRNA,运用qRT-PCR技术检测CEBPA基因在关岭牛各类组织中的表达...     

禽类性别调控机理研究进展

家禽的许多经济性状与性别直接相关,探明家禽的性别调控机理对家禽业具有重要意义。家禽性别分化是一个复杂的过程,除受性染色体上性别决定基因调控外,常染色体上相关基因也参与了性别调控过程。文章主要从禽类的性别分化、性染色体和常染色体上与性腺发育相关基因等方面进行综述,旨在为深入研究禽类的性别调控机理提供参考。