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。     

蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素鉴定及其生物合成通路

【目的】蜜蜂幼虫在饥饿状态下会通过释放特定信息素来向外界传递饥饿信号,称为蜜蜂幼虫饥饿信息素(hunger pheromone)。论文旨在研究西方蜜蜂(Apis mellifera)蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素化学成分及在幼虫体内的生物合成通路,明确蜜蜂幼虫与成年蜂之间的化学信息素交流机制。【方法】采集2日龄与4日龄西方蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫及其食物,将其分为饥饿组、饲喂组与纯食物组。饲喂组幼虫平躺在预先准备好的食物表面,饥饿处理组则不提供食物。所有样品分别放入20 m L密封采样瓶中并在35℃条件下放置45 min。利用Needle trap技术从样品瓶中采集10 m L气体,富集气体中的挥发性化学物质。在气质联用进样口以250℃高温将富集的化学物质解离,并通过气质联用技术分析鉴定蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素。同时,采用RNA-Seq技术分析饥饿信息素在蜂王与雄蜂幼虫体内的生物合成通路及相关基因表达。【结果】从蜂王与雄蜂幼虫中分别分析鉴定出10种与9种信息素,其中蜂王幼虫含有一种特有的幼虫信息素——2-庚酮,且在蜂王食物中含量最高。E-β-罗勒烯在蜂王与雄蜂幼虫各饥饿组含量均显著高于其饲喂幼虫组与食物组,表明蜂王与雄蜂幼虫均以E-β-罗勒烯为其饥饿信息素。2日龄蜂王与雄蜂幼虫饥饿组E-β-罗勒烯含量均差异不显著,但4日龄蜂王幼虫饥饿组E-β-罗勒烯含量显著低于雄蜂幼虫组。其余8种信息素为肉豆蔻酸、棕榈酸、甲基棕榈酸脂、硬脂酸、棕榈油酸、十五烷酸、乙酸与乙酸乙酯,均未出现饥饿组高于其他两组的规律。其中乙酸乙酯与乙酸在食物组与饲喂组含量高于饥饿组,推测其可能来自于幼虫食物。RNA-Seq结果表明蜂王与雄蜂幼虫通过甲羟戊酸途径由乙酰辅酶A从头合成E-β-罗勒烯。发现Geranylgeranyl pyrophosphate synthase-like与Farnesyl pyrophosphate synthase等9个基因参与该通路,但在饥饿组与其饲喂组幼虫中表达差异均不显著。【结论】蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫利用E-β-罗勒烯作为其饥饿信息素乞求食物,并且在体内从头合成E-β-罗勒烯。工蜂利用2-庚酮标记蜂王幼虫,但未对雄蜂幼虫进行标记。     

西方蜜蜂工蜂不同虫态发育的转录组学分析

【目的】基于转录组学对西方蜜蜂工蜂不同虫态间的差异表达基因（DEGs）进行筛选和功能注释分析,揭示与工蜂生长发育相关的信号通路,为深入解析工蜂生长发育的分子调控机理提供基础数据。【方法】以西方蜜蜂工蜂的3日龄幼虫、1日龄蛹和1日龄羽化工蜂3个虫态为研究对象,利用llumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序,采用DESeq2筛选不同虫态样品间的表达差异基因,然后分别进行GO功能注释分析及KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR进行验证。【结果】经转录组测序,在西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫与1日龄蛹间筛选出4823个差异表达基因（51.86%上调,48.14%下调）,在1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间筛选出3295个差异表达基因（57.51%上调,42.49%下调）,在3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间筛选出5267个差异表达基因（52.95%上调,47.05%下调）。GO功能注释分析结果显示,3日龄幼虫与1日龄蛹间的差异表达基因注释到43个GO功能条目,1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到45个GO功能条目,3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到44个GO功能条目,主要涉及细胞过程、细胞部分及结合等。KEGG信号通路富集分析发现,3日龄幼虫与1日龄蛹间有2905个差异表达基因富集到332条KEGG信号通路上,其中17条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、氧化磷酸化和昆虫激素生物合成等;1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间有1644个差异表达基因富集到331条KEGG信号通路上,其中45条KEGG信号通路呈显著富集,涉及氧化磷酸化、生热作用和胰岛素分泌等;3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间有2958个差异表达基因富集到337条KEGG信号通路上,其中14条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、蛋白酶体和胰岛素分泌等。6个随机挑选差异表达基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序结果相符,即转录组测序结果可靠。【结论】昆虫激素生物合成通路相关差异表达基因调控与西方蜜蜂工蜂各虫态JH滴度变化规律一致,氧化磷酸化信号通路则与各虫态的营养摄入和活动行为相关,而胰岛素分泌通路涉及各虫态的营养调控、脂肪体合成及细胞凋亡。可见,昆虫激素生物合成、胰岛素分泌和氧化磷酸化3种信号通路在西方蜜蜂工蜂幼虫、蛹和成虫的发育调控中发挥着重要作用。     

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。     

应用微卫星DNA技术研究中华蜜蜂群内工蜂监督效果

【目的】研究不同中华蜜蜂（Apis cerana cerana）群内的工蜂繁殖现象,探讨蜂群的工蜂监督效果。【方法】以中华蜜蜂为试验材料,对处女蜂王分别进行单雄和双雄人工授精,并以蜂王自然交尾的蜂群作为对照。蜂王成功繁殖后7周,利用蜜蜂微卫星DNA技术检测蜂群内的雄蜂是由蜂王产的未受精卵发育而成,还是由工蜂产的未受精卵发育而成。【结果】所有蜂群中的雄蜂都是由蜂王产的未受精卵发育而成。【结论】在人工授精和自然交尾蜂群中都明显存在工蜂监督行为。     

微小RNA介导东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂的分子机制

【目的】通过对东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）纯化孢子与侵染意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）工蜂的东方蜜蜂微孢子虫的差异表达miRNA（DEmiRNA）及其靶mRNA进行系统分析,筛选、分析和探讨病原毒力因子和侵染因子相关的DEmiRNA及调控网络,在miRNA组学层面揭示东方蜜蜂微孢子虫对意蜂的侵染机制。【方法】利用small RNA-seq（sRNA-seq）技术对东方蜜蜂微孢子虫感染7 d和10 d的意蜂工蜂中肠和东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子（NcCK）进行深度测序,通过连续比对rRNA数据库、西方蜜蜂（Apis mellifera）基因组和东方蜜蜂微孢子虫基因组筛滤出处于侵染过程的东方蜜蜂微孢子虫（NcT1和NcT2）数据和东方蜜蜂微孢子虫孢子的测序数据。根据P≤0.05,|log₂ fold change|≥1的标准,通过比较分析筛选出各比较组中的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA）。通过相关生物信息学软件对DEmiRNA进行表达谱分析,靶mRNA预测及功能和代谢通路注释,以及调控网络的构建与分析。通过Stem-loop RT-qPCR验证DEmiRNA的差异表达趋势及测序数据的可靠性。【结果】NcCK vs NcT1、NcCK vs NcT2和NcT1 vs NcT2比较组分别包含164、122和60个DEmiRNA。Venn分析结果显示,3个比较组共有的上调和下调miRNA分别为5和6个。上述DEmiRNA分别预测出1 885、1 733和1 524个靶mRNA。这些靶mRNA分别注释到27、25和26个功能条目,其中注释数量最多的是新陈代谢进程、催化活性、细胞进程、结合和细胞。上述靶mRNA可分别注释到84、84和84条代谢通路,其中注释数量最多的是代谢途径、核糖体和次级代谢产物生物合成。此外,对于NcCK vs NcT1、NcCK vs NcT2和NcT1 vs NcT2中的DEmiRNA,分别有35、26和12个靶向结合MAPK信号通路相关靶mRNA,分别有49、40和17个DEmiRNA靶向结合糖酵解/糖异生通路相关靶mRNA。进一步分析发现,东方蜜蜂微孢子虫的DEmiRNA参与调控蓖麻毒素B凝集素、细胞凋亡抑制因子、极管蛋白和孢壁蛋白等病原毒力因子的基因表达,以及己糖激酶、ATP/ADP移位酶、ABC转运蛋白和转录因子ste12等侵染因子的基因表达。【结论】通过对东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子与侵染意蜂工蜂的东方蜜蜂微孢子虫进行深入细致的miRNA组学分析和探讨,解析了病原侵染过程的miRNA差异表达谱,揭示了东方蜜蜂微孢子虫可能通过调节相应miRNA的表达水平对蓖麻毒素B凝集素、细胞凋亡抑制因子、极管蛋白和孢壁蛋白等毒力因子及己糖激酶、ATP/ADP移位酶、ABC转运蛋白和转录因子ste12等侵染因子基因表达进行调控,从而适应宿主细胞内的环境并促进自身的增殖与侵染。     

性成熟雄蜂与外勤工蜂触角差异蛋白质组分析

【目的】通过对性成熟雄蜂与外勤工蜂差异蛋白质组进行定量及定性的分析,以期探明雄蜂与工蜂触角发挥生理功能的分子基础。【方法】将性成熟雄蜂与外勤工蜂的触角蛋白质进行双向凝胶电泳以获得蛋白质的分子量、等电点和表达量信息,利用MALDI-TOF质谱以及MASCOT软件对部分表达量有差异的蛋白质进行鉴定,并对其进行表达量的聚类分析。【结果】性成熟雄蜂和外勤工蜂的触角各表达了484、479个蛋白质,其中共有蛋白质416个。在表达的蛋白质中,有102个蛋白质在雄蜂触角中高表达,有80个蛋白质在工蜂触角中高表达。9个已鉴定的差异蛋白质在功能上主要参与转运、激素代谢和能量代谢。雄蜂触角中高表达的有气味结合蛋白质14、脂肪酸结合蛋白质(2个)、保幼激素酯酶(2个)、酰基辅酶A脱氢酶、bellwether异构体1以及CG31974-PA;在工蜂触角中高表达的仅有触角特异蛋白质2。【结论】性成熟雄蜂与外勤工蜂表达的总蛋白质的数量没有明显的差异,且大部分为共有蛋白质,说明工蜂与雄蜂触角的分子进化过程是较为保守的。在雄蜂触角中高表达的参与转运以及代谢的蛋白质,可能是为了使雄蜂婚飞过程中能够更灵敏的接受蜂王的性信息素,准确发现并找到蜂王进行交尾;而在工蜂触角中高表达的触角特异蛋白质2,可能在快速准确寻找蜜粉源、接受巢内外信息素以识别同伴的过程中起着重要作用。     

意大利蜜蜂蜂王与工蜂幼虫甲基供体S-腺苷甲硫氨酸合成与代谢的差异

【目的】研究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)蜂王与工蜂幼虫甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)合成与代谢的差异,为探索DNA甲基化与蜜蜂级型分化的关系提供理论依据。【方法】试验选用890只1日龄雌性蜂幼虫,分别来自5群姐妹蜂王群。其中445只进行人工育王(89只/群);剩余445只培育成工蜂(89只/群)。取3、4、5日龄蜂王和工蜂幼虫,测定其体内SAM合成与代谢关键酶基因表达和酶活性的差异。【结果】蜂王幼虫SAM含量随日龄的增加变化不显著(P0.05);工蜂幼虫SAM含量随日龄增加呈上升趋势(P0.05)。蜂王幼虫SAMS基因表达量随日龄增加呈梯度下降的趋势(P0.01),而工蜂幼虫SAMS表达随日龄变化不显著(P0.05);3日龄与4日龄时,蜂王幼虫SAMS表达量显著高于工蜂(P0.05),5日龄时,工蜂幼虫SAMS表达量显著高于蜂王(P0.05)。Dnmt1a与Dnmt3表达在两级型间差异不显著(P0.05),其中蜂王幼虫Dnmt1a表达随日龄增加无显著变化(P0.05),但其酶活性呈下降趋势(P0.05);工蜂幼虫Dnmt1a表达随日龄增加呈下降趋势(P0.05),其酶活性呈上升趋势(P0.01),其中3日龄与4日龄时,蜂王幼虫Dnmt1酶活性显著高于工蜂幼虫(P0.05),而5日龄时,工蜂幼虫Dnmt1酶活性显著高于蜂王幼虫(P0.05)。蜂王Dnmt3表达量随日龄增加呈下降趋势(P0.05),工蜂幼虫Dnmt3表达随日龄增加变化不显著(P0.05);蜂王幼虫Dnmt3酶活性随日龄变化不显著(P0.05),工蜂幼虫Dnmt3酶活性随日龄变化显著(P0.05),但蜂王幼虫Dnmt3酶活性在3、4、5日龄均显著高于工蜂幼虫(P0.01)。【结论】3—5日龄意大利蜜蜂蜂王幼虫与工蜂幼虫体内活性甲基供体SAM的合成与代谢存在差异。在4日龄之前,蜂王幼虫SAM的合成比工蜂活跃,4日龄之后,工蜂幼虫的SAM合成与蜂王幼虫相近;在4日龄之前,SAM参与DNA维持甲基化的代谢过程,蜂王幼虫比工蜂活跃,4日龄之后,工蜂幼虫比蜂王幼虫活跃;在3—5日龄,SAM参与DNA从头甲基化的代谢活性,蜂王幼虫始终不低于工蜂幼虫。     

王浆主蛋白MRJP7基因在意大利蜜蜂(Apis melliferaligustica Spinola)体内的表达

王浆蛋白是蜂王浆生物功能的物质基础,是由王浆蛋白基因家族(mrjps)编码合成的。但部分家族成员如MRJP7在王浆中的含量极少甚至检测不到。基因功能与其在生物体内的时空表达特性相关,为探究蜂王浆中含量较少的王浆主蛋白基因mrjp7在蜜蜂体内的表达和生物学功能,本研究利用荧光定量PCR技术对mrjp7在不同发育时期的工蜂和、成年工蜂、雄蜂和蜂王的不同发育时期和不同组织部位的表达进行定量分析检测。结果显示mrjp7在成年雄蜂体内的表达水平最低,成年蜂王次之,且在这两种蜜蜂类型它们的各不同发育时期和不同组织部位之间的表达量差异较小,其表达基本没有时空特异性。该基因在工蜂幼虫和蛹期的表达量同样较低且没有组织特异性,但在羽化后9日龄前后的哺育蜂王浆腺和头部脑组织内特异性高表达,其表达与工蜂的发育时期和组织密切相关。mrjp7在这与哺育蜂分泌蜂王浆王浆腺中的特异性高表达与哺育蜂所担负的哺育幼虫和蜂王的功能是相适应的,该结果在转录水平上证实了mrjp7该基因的的营养功能,为进一步的研究和应用打下了理论基础。。其在生殖和非生殖蜜蜂体内的差异表达可能与蜜蜂的生殖调控有关。     

蜂蛹开发前景好

蜂蛹又名蜂子、蜂胎,是蜜蜂幼虫在封盖后未羽化的变态虫体.蜂蛹(包括雄蜂蛹、工蜂蛹和少许蜂王幼虫)在发育中均以王浆、蜂蜜、花粉为食,具有很高的营养价值,被认为是人类宝贵的新型食品营养源.     

基于LC-MS技术研究氟氯苯氰菊酯对西方蜜蜂工蜂幼虫代谢的影响

【目的】氟氯苯氰菊酯（flumethrin）属于第二代拟除虫菊酯类杀虫、杀螨剂,应用于蜂群除螨。由于杀螨剂具有一定的毒性,在杀死螨虫的同时也会威胁到蜜蜂的健康。本研究采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）检测氟氯苯氰菊酯处理后的西方蜜蜂工蜂幼虫代谢物,筛选差异代谢物,并分析涉及到的代谢通路,研究氟氯苯氰菊酯对蜜蜂的毒理作用,为蜜蜂饲养提供参考。【方法】控制蜂王在空的工蜂巢脾上产卵12 h,并将产卵区域分为4组,从第5天开始分别给各组小幼虫饲喂含氟氯苯氰菊酯的糖水（0、0.5、5、50 mg·kg^-1）,剂量从第5天至第8天逐日递增（1.5、2、2.5、3 μL）,第9天采集幼虫的淋巴液。运用代谢组学中的LC-MS技术分析蜜蜂幼虫的代谢物,结合主成分分析（PCA）、偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）,筛选差异显著的代谢物,并对氟氯苯氰菊酯处理组和对照组间共同差异代谢物进行代谢通路分析。【结果】0.5 mg·kg^-1组与对照组相比,共有差异代谢物190种,共鉴定87种;5 mg·kg^-1组与对照组相比,共有差异代谢物275种,共鉴定97种;50 mg·kg^-1组与对照组相比,共有差异代谢物275种,共鉴定131种。从鉴定的差异代谢物中筛选到29种氟氯苯氰菊酯处理组共同差异代谢物,其中16种代谢物上调,12种代谢物下调,1种代谢物在0.5和50 mg·kg^-1组中下调,在5 mg·kg^-1组中上调。这些差异代谢物包括核糖、嘌呤及其衍生物、脂肪酸及其偶联物等。经代谢通路富集分析,发现差异显著（P＜0.05）的代谢通路包括氨基糖和核苷酸糖代谢、药物代谢-其他酶类、α-亚麻酸代谢等途径。【结论】LC-MS技术能够有效地分析氟氯苯氰菊酯影响下蜜蜂幼虫代谢物的变化,氟氯苯氰菊酯会引起蜜蜂幼虫体内尿苷二磷酸-N-乙酰葡糖胺、硫唑嘌呤、愈伤酸、9-羟基壬酸、氢过氧化亚油酸等物质含量异常,这些差异代谢物的变化证实了氟氯苯氰菊酯引起蜜蜂体内各种物质代谢紊乱,对这些代谢过程分析可进一步阐释蜜蜂代谢有毒化合物的机制,并为杀螨剂及其他有毒化合物对蜜蜂的胁迫提供理论依据。     

意大利蜜蜂amLDH基因的克隆与表达分析

乳酸脱氢酶(LDH)是糖酵解和葡萄糖异生途径中一种发挥重要作用的蛋白酶。本研究以意大利蜜蜂为研究对象,RT-PCR和生物信息学方法克隆并分析了意大利蜜蜂乳酸脱氢酶基因及其表达产物的分子特征和结构功能,并利用qRT-PCR技术对amLDH基因在意大利蜜蜂不同级型、不同发育阶段的表达模式进行了分析。序列特征结果表明,意大利蜜蜂amLDH基因包含一个1 008 bp的开放阅读框,编码335个氨基酸,该氨基酸序列与中华蜜蜂高度相似(96.4%),并存在13个磷酸化位点、2个乳酸脱氢酶功能域,是一种稳定的疏水性蛋白。qRT-PCR结果表明,amLDH基因在不同级型、不同发育时期的表达差异显著(P<0.05)。工蜂卵期3日龄、雄蜂卵期3日龄、蜂王幼虫期4日龄表达最高,蜂王和雄蜂预蛹期至红眼蛹期表达均高于工蜂。本研究结果推测,amLDH基因在意大利蜜蜂的生长发育以及糖酵解中发挥重要作用,该研究结果能够为进一步探讨amLDH在意大利蜜蜂生殖发育中的功能提供理论依据。     

微小RNA及其介导的竞争性内源RNA调控网络在意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的潜在作用

【目的】微小RNA（microRNA,miRNA）能够通过靶向结合导致mRNA的抑制或降解,从而对基因表达进行负调控。MiRNA在昆虫的生长、发育、免疫和细胞生命活动调控方面扮演关键角色。本研究旨在对意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）工蜂中肠的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA)及其调控网络进行深入分析,并结合前期在mRNA、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(circular RNA,circRNA)组学层面的相关研究结果,系统解析中肠发育过程的miRNA差异表达谱及竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）调控网络介导的中肠发育机理。【方法】利用small RNA-seq技术对正常的意蜂7日龄和10日龄工蜂中肠（Am7和Am10）进行测序。将质控后的测序数据比对西方蜜蜂基因组,再将比对上的序列标签（tags）比对到miRBase数据库以鉴定已知miRNA。利用每百万标签序列（tags per million,TPM）算法对miRNA表达量进行计算和归一化处理。根据|log₂fold change|≥1且P≤0.05的标准筛选得到显著性DEmiRNA;利用相关软件进行靶mRNA的预测及GO和KEGG数据库注释。根据靶向结合关系及前期研究结果,利用Cytoscape软件对AMPK、PI3K-Akt、Wnt、cAMP、Hippo、mTOR、Toll/Imd、TGF-beta和MAPK 9条信号通路相关的DElncRNA/DEcircRNA-DEmiRNA-DEmRNA网络进行可视化;构建以miR-342-y为核心的ceRNA调控网络,进一步对网络中的靶mRNA进行代谢通路注释。利用茎环实时荧光定量PCR（Stem-loop RT-qPCR）验证测序数据及miRNA差异表达的可靠性。【结果】Am7 vs Am10比较组中共有112个显著性DEmiRNA,包括38个显著上调miRNA和74个显著下调miRNA,分别靶向结合7 434和9 559个mRNA,它们可注释到生物学进程相关的21和23个功能条目,细胞组分相关的16和17个功能条目,以及分子功能相关的10和11个功能条目;此外还能注释到果糖和甘露糖代谢、嘌呤代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等物质代谢相关的83和86条通路;内吞作用、泛素蛋白水解、黑色素生成等细胞免疫相关的10和10条通路;MAPK、Jak-STAT、NF-κB等体液免疫相关的5和5条通路;以及Hippo、FoxO、Notch等涉及生长发育的13和11条信号通路。进一步构建上述9条信号通路相关的ceRNA调控网络,分析发现意蜂中肠发育过程中DEmiRNA与DElncRNA、DEcircRNA和DEmRNA之间存在复杂的调控关系;DEmiRNA位于网络中心,而DElncRNA、DEcircRNA和DEmRNA位于网络的外周。miR-342-y在意蜂工蜂中肠和幼虫肠道发育过程中均为显著性下调表达,可靶向结合3个DEcircRNA、4个DElncRNA和327个mRNA。Stem-loop RT-qPCR结果显示4个DEmiRNA的差异表达趋势与测序结果一致,说明本研究中测序数据及miRNA差异表达趋势真实可靠。【结论】DEmiRNA可能通过参与调控物质和能量代谢通路、Hippo和Wnt等信号通路以及细胞和体液免疫通路相关基因的表达影响意蜂中肠的生长和发育;miR-182-x、miR-291-y、miR-342-y、ame-miR-6001-3p等关键DEmiRNA介导的ceRNA调控网络可能在意蜂中肠发育过程发挥重要的调控作用。     

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...     

意大利蜜蜂幼虫肠道在球囊菌侵染前期的 差异表达microRNA及其调控网络

【目的】 微小RNA（microRNA,miRNA）是一类重要的基因表达调控因子,可影响宿主与病原间的互作过程。蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis）是一种特异性侵染蜜蜂幼虫的致死性真菌病原。本研究旨在对意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）幼虫肠道在球囊菌胁迫前期的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA）及其靶基因进行深入分析,在miRNA组学水平探究意蜂幼虫在球囊菌侵染前期的胁迫应答,并通过构建显著DEmiRNA的调控网络筛选出与宿主应答相关的关键miRNA。【方法】 利用small RNA-seq（sRNA-seq）技术对正常及球囊菌侵染的意蜂4日龄幼虫肠道（AmCK和AmT）进行高通量测序,首先对原始数据进行质控和评估,随后将过滤后的数据与西方蜜蜂（Apis mellifera）参考基因组进行比对;将比对上的序列标签（tags）注释到miRBase数据库,得出已知miRNA的表达量;通过TPM（tags per million）算法对各样本中miRNA的表达量进行归一化处理,以|log₂ fold change|≥1且P≤0.05作为标准筛选得到显著DEmiRNA;利用TargetFinder 软件预测显著DEmiRNA的靶基因,并对其进行GO和KEGG代谢通路（pathway）富集分析。利用Cytoscape软件对miRNA-mRNA调控网络进行可视化。最后,利用茎环反转录PCR（Stem-loop RT-PCR）和荧光定量PCR（qPCR）验证测序数据的可靠性。【结果】 AmCK和AmT样品的测序分别得到13 553 302和10 777 534条原始读段（raw reads）,经严格过滤后得到的有效读段（clean reads）数分别为13 186 921和10 480 913条。各样品的生物学重复间的Pearson相关性系数分别在0.9822和0.9508以上。共有10个显著DEmiRNA,包括4个上调miRNA和6个下调miRNA。显著DEmiRNA在AmT的整体表达水平低于AmCK。10个显著DEmiRNA可靶向结合3 788个靶基因,其中上调miRNA的1 240个靶基因可注释到GO数据库中的39个GO条目,主要富集在结合、细胞进程、代谢进程和应激反应等;下调miRNA的749个靶基因可注释到34个GO条目,主要富集在细胞进程、结合、代谢进程和应激反应等。KEGG数据库注释结果显示,上调miRNA和下调miRNA的靶基因分别注释到95和66条代谢通路,富集基因数最多的分别是Wnt信号通路、Hippo信号通路、光传导以及内吞作用、磷脂酰肌醇信号系统、嘌呤代谢。对于上调和下调miRNA,分别有31和52个靶基因注释到内吞作用,15和7个靶基因注释到泛素介导的蛋白水解,11和5个靶基因注释到Jak-STAT信号通路,1和3个靶基因注释到MAPK信号通路。显著DEmiRNA与靶mRNA之间形成复杂的调控网络,7个显著DEmiRNA靶向结合96个与Wnt信号通路相关的mRNA,8个显著DEmiRNA靶向结合55个与内吞作用相关的mRNA。Stem-loop RT-PCR和qPCR结果验证了测序数据的可靠性。【结论】 对意蜂幼虫肠道在球囊菌侵染前期的DEmiRNA及其靶基因进行预测和分析,并构建和分析了DEmiRNA-mRNA调控网络,研究结果提供了宿主miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示了DEmiRNA通过调控细胞生命活动、新陈代谢以及部分细胞和体液免疫等生物学过程参与宿主的胁迫应答。miR-4331-y、miR-4968-y、miR-8440-y、novel-m0023-5p和novel-m0025-3p共同参与了宿主的Wnt信号通路和内吞作用的调控,可作为白垩病治疗的潜在分子靶标。     

植物源杀虫剂对棉蚜毒力及多异瓢虫的安全性评价

【目的】评价苦参碱、藜芦碱、印楝素对棉蚜的毒力和不同虫态多异瓢虫(卵、1龄幼虫、3龄幼虫、成虫)的毒性,为科学使用植物源杀虫剂提供参考依据。【方法】利用喷雾塔进行室内定量喷雾,测定苦参碱、藜芦碱、印楝素处理后棉蚜、多异瓢虫的死亡率。【结果】在2 000 mg/L处理下,苦参碱对棉蚜的毒力最高、校正死亡率为89.3%,高于藜芦碱的61.7%和印楝素的57.6%。这3种植物源杀虫剂对多异瓢虫毒力均较低,2 000 mg/L处理96 h后多异瓢虫卵死亡率分别为16.5%、20.9%和20.9%;处理24 h后,1龄幼虫死亡率分别为29.6%、38.9%和42.6%,3龄幼虫死亡率分别为1.7%、8.3%和5.0%,成虫死亡率均不超过20%。3种植物源杀虫剂处理下的多异瓢虫各虫态死亡率均显著低于100 mg/L吡虫啉。【结论】苦参碱、藜芦碱、印楝素对多异瓢虫安全性较高,其中苦参碱对棉蚜毒力高于其他2种,适合在新疆棉田棉蚜防治中使用。     

黄地老虎幼虫取食棉花根茎部对植株上部叶螨适合度的影响

【目的】研究黄地老虎幼虫取食棉花根茎部,对植株上部叶片上截形叶螨Tetranychus truncates、土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani和敦煌叶螨Tetranychus dunhuangensis种群适合度的影响。【方法】以中棉所49为供试棉花品种,在室内比较分析健康棉花植株和被黄地老虎幼虫取食为害棉株上3种优势棉叶螨生长发育和繁殖的差异。【结果】黄地老虎幼虫取食棉花根茎部显著延长截形叶螨若螨发育历期,但对幼螨存活率、若螨存活率、幼螨发育历期、产卵前期、单雌有效产卵量和雌成螨寿命无明显影响。黄地老虎幼虫取食棉花植株显著降低土耳其斯坦叶螨的单雌有效产卵量,但对幼螨存活率、若螨存活率、幼螨发育历期、若螨发育历期、产卵前期和雌成螨寿命无明显影响。黄地老虎幼虫取食为害显著延长敦煌叶螨幼螨和若螨发育历期,但对幼螨存活率、若螨存活率、产卵前期、单雌有效产卵量和雌成螨寿命无明显影响。【结论】黄地老虎幼虫取食为害棉花根茎部对截形叶螨、土耳其斯坦叶螨和敦煌叶螨种群适合度的影响较小。     

微小RNA介导意大利蜜蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的跨界调控

【目的】东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）感染意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）导致蜜蜂微孢子虫病。本研究结合前期已获得的miRNA和mRNA组学数据,通过生物信息学方法对意蜂工蜂中肠的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA）靶向结合的东方蜜蜂微孢子虫的mRNA和差异表达mRNA（DEmRNA）进行预测、数据库注释和调控网络分析,以期在组学水平解析miRNA介导意蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的跨界调控机制。【方法】通过比较东方蜜蜂微孢子虫侵染7 d和10 d的意蜂工蜂中肠（AmT1、AmT2）和未受侵染的工蜂中肠（AmCK1、AmCK2）的miRNA组学数据筛选出宿主的显著性DEmiRNA,通过比较侵染意蜂工蜂中肠的东方蜜蜂微孢子虫（NcT1、NcT2）和东方蜜蜂微孢子虫纯净孢子（NcCK）的mRNA数据筛选出病原的DEmRNA。利用TargetFinder软件预测宿主显著性DEmiRNA靶向结合的病原mRNA和DEmRNA。利用相关生物信息学工具对上述靶DEmRNA进行GO和KEGG数据库注释。结合前期研究结果筛选出孢壁蛋白、极管蛋白、蓖麻毒素B凝集素、ABC转运蛋白、ATP/ADP移位酶和糖酵解/糖异生途径等毒力因子和能量代谢通路相关的病原DEmRNA及与其存在靶向结合关系的宿主显著性DEmiRNA,并构建和分析二者的调控网络。【结果】AmCK1 vs AmT1比较组中宿主的48条显著上调miRNA和36条显著下调miRNA分别靶向病原的1 345和1 046条mRNA;进一步分析发现,宿主的47条显著上调miRNA和34条显著下调miRNA可分别靶向NcCK vs NcT1比较组中病原的584条显著下调mRNA和265条显著上调mRNA,它们可分别注释到19和22个功能条目以及66和64条通路。AmCK2 vs AmT2比较组中宿主的56条显著上调miRNA和51条显著下调miRNA分别靶向病原的1 260和1 317条mRNA;进一步分析发现,宿主的52条显著上调miRNA和49条显著下调miRNA可分别靶向NcCK vs NcT2比较组中病原的587条显著下调mRNA和336条显著上调mRNA,它们可分别注释到20和23个功能条目以及64和65条通路。AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组的8条共同显著上调miRNA和1条共同显著下调miRNA分别靶向NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中的144条共同显著下调和10条共同显著上调mRNA,可分别注释到18和13个功能条目以及38和7条通路。此外,AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组中宿主的显著上调miRNA可靶向结合NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中与RNAi途径,孢壁蛋白和蓖麻毒素B凝集素等毒力因子,糖酵解/糖异生途径以及MAPK信号通路相关的病原下调表达mRNA。【结论】在东方蜜蜂微孢子虫的侵染过程中,意蜂工蜂中肠的DEmiRNA与病原的DEmRNA之间存在复杂的靶向结合关系以及潜在的跨界调控关系;宿主的DEmiRNA可能通过抑制或降解病原的RNAi途径、毒力因子、糖酵解/糖异生通路、ATP/ADP移位酶、ABC转运蛋白及MAPK信号通路相关靶DEmRNA影响病原的侵染和增殖。     

新疆油桃果实品质特征分析

【目的】分析与评价新疆阿克苏地区新疆油桃优良种质资源果实品质特征,为新疆油桃优良品种选育提供技术支撑。【方法】以环塔里木盆地北缘新疆阿克苏市周边的7个新疆油桃优良种质资源的果实为研究对象(2个新疆桃为对照),测定桃果实的感官性状、风味品质、功能性营养品质等指标。【结果】阿克苏地区新疆油桃的单果重在29.90~74.62 g,最小单果重(29.90 g)低于国内150个油桃品种的最小值(40.00 g),平均为50.08 g;可溶性固形物含量均在12%以上、可溶性糖含量在9%以上;新疆油桃果实带皮硬度均小于3 kg/cm²。【结论】新疆油桃果实品质优、口感好,果形属于很小和小2个等级,可溶性固形物和可溶性糖含量属于高或很高的等级,不耐储运是限制新疆油桃发展的关键因素。     

基于TMT定量蛋白质组学揭示纳米包装双孢蘑菇采后冷藏生理代谢规律

【背景】双孢蘑菇采后极易发生开伞、失水及褐变等品质劣变现象,极大地影响了其贮藏品质和商业价值。前期研究已证实纳米包装可有效延缓双孢蘑菇采后的品质劣变,但其保鲜机制仍不清晰。【目的】本研究通过串联质谱标记（TMT）定量蛋白质组学技术,对纳米包装和普通聚乙烯包装的双孢蘑菇贮藏期间的差异表达蛋白进行分析,进一步探究纳米包装保鲜双孢蘑菇的作用机制。【方法】以双孢蘑菇为研究对象,用纳米包装对其进行保鲜,并以普通聚乙烯包装作为对照。对贮藏期间双孢蘑菇进行蛋白提取和胰蛋白酶解,并通过TMT标记及液相色谱串联质谱检测,筛选出差异表达蛋白,结合生物信息学分析,研究差异蛋白所参与的主要代谢途径,同时利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）技术,在基因层面验证差异蛋白的表达水平。【结果】纳米包装有效维持了双孢蘑菇的外观品质,并且延缓了细胞膜透性的增加。随着贮藏时间的增加,两组包装的差异蛋白数目增多,在贮藏中期（6 d）和贮藏末期（10 d）,差异蛋白分别达到62个和148个,其中纳米包装和普通包装有共同差异蛋白22个。结合生物信息学分析,发现这些差异蛋白主要与能量代谢和脂代谢等功能途径相关。对脂代谢途径进...