摘要: 【目的】本研究旨在明确中华蜜蜂Apis cerana cerana半乳糖凝集素(galectin)的功能及其与病毒的相互作用。【方法】提取中华蜜蜂的总RNA,利用RT-PCR技术获得Galectin基因,然后利用生物信息学软件对基因序列及其推导氨基酸序列和结构特征进行分析;再依据大肠杆菌Escherichia coli密码子的偏嗜性对该基因密码子进行优化、原核表达,并制备重组蛋白;最后,通过Far-western blotting技术检测纯化的重组蛋白与纯化的中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)、慢性蜜蜂麻痹病毒(Chronic bee paralysis virus,CBPV)和残翅病毒(Deformed wing virus,DWV)的结合情况。【结果】从中华蜜蜂中克隆到Galectin基因,并将其命名为Ac Galectin(Gen Bank登录号:MG557559),其cDNA全长为1 473 bp。Ac Galectin空间结构比较稳定,包含一个半乳糖识别结构域。系统进化树表明,Galectin明显分为两簇,膜翅目蜜蜂科昆虫的Galectin形成一个簇,而其他昆虫Galectin形成另一簇。经密码子优化后的Ac Galectin基因能够在大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)中高效表达。纯化的重组Ac Galectin蛋白可与CSBV和CBPV结合,但不与DWV结合。【结论】结果表明Ac Galectin与蜂病毒CSBV和CBPV有结合作用。本研究为Ac Galectin在CSBV和CBPV感染过程中的功能研究奠定了基础。

摘要: 【目的】克隆获得中华蜜蜂Apis cerana cerana转录因子AP-1(transcription factor AP-1)基因Acc AP-1序列,分析其在中华蜜蜂不同发育时期和组织中以及不同非生物应激条件下的表达差异,为该基因的功能研究提供参考。【方法】以中华蜜蜂全组织cDNA为模板,利用RT-PCR技术扩增克隆获得中华蜜蜂转录因子AP-1基因cDNA序列;利用生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MEGA 5.2软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建中华蜜蜂转录因子AP-1与其他膜翅目昆虫同源AP-1蛋白系统发育树;通过实时定量PCR分析中华蜜蜂转录因子AP-1基因在不同发育时期(1-6日龄幼虫、预蛹、白眼蛹、红眼蛹、褐眼蛹、1日龄成年工蜂和15日龄成年工蜂)以及15日龄成年工蜂不同组织(头、肌肉、表皮、中肠、直肠和毒腺)中的mRNA表达情况;将15日龄成年工蜂分别置于极端温度(4℃,16℃和44℃)下,以及饲喂含有农药(0.01 mL/L百草枯)和重金属(1 mg/mL Cd Cl2)的蔗糖溶液条件下,分析目的基因mRNA的表达情况。【结果】克隆获得了中华蜜蜂转录因子AP-1基因Acc AP-1(GenBank登录号:MF994311)开放阅读框(ORF)的序列,其长度为813 bp,编码270个氨基酸,预测蛋白分子量为30.24 kD,理论等电点为8.31。保守结构域分析表明,在第7-137位氨基酸之间存在一个Jun超家族的保守结构域,在第195-255位氨基酸之间存在一个b ZIP_Jun超家族的保守结构域。氨基酸序列比对以及进化树结果显示,中华蜜蜂与西方蜜蜂Apis mellifera的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,Acc AP-1在各发育时期表达量差异显著(P<0.05),其中,在1日龄幼虫和15日龄成蜂期表达量最高;Acc AP-1在测试的各组织中均有表达,在肌肉中的表达量最高(P<0.05)。不同非生物应激条件下的表达量分析表明,4℃低温可以诱导Acc AP-1表达量显著升高(P<0.05),16℃处理0.52 h可显著提高其表达量(P<0.05),2 h后表达量逐渐降低,而44℃处理时除了在15 min时表达量显著下降(P<0.05),其余时间点表达量差异不显著(P>0.05);在饲喂含有百草枯的蔗糖溶液后,其表达量显著降低(P<0.05),而Cd Cl2处理诱导其表达量显著升高(P<0.05)。【结论】结果提示Acc AP-1基因可能参与中华蜜蜂机体抵抗外界环境压力的过程。

摘要: [目的]分析红背中华蜜蜂Apis cerana cerana色素通路相关基因的表达差异,揭示红背中华蜜蜂色素形成的分子机制。[方法]采用体视显微镜观察刚出房红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂(正常个体)成年工蜂的体色差异。通过同源比对鉴定中华蜜蜂成年工蜂黑色素代谢通路8个基因(PAH,TH,DDC,ebony,tan,aaNAT,yellow-y和laccase 2)、蝶呤通路4个基因(GTPCH I,SPR,PTPS和GC-1)、眼色素通路2个基因(vermilion和cinnabar)以及尿酸盐转运相关4个基因(BLOS2,HPS5,OK和Varp)的同源基因;运用荧光定量PC R检测上述色素通路基因在红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂胸部背板和腹部体壁中的相对表达量。[结果]红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂体色差异表现在胸部背板:红背中华蜜蜂胸部背板呈现棕红色,黑背中华蜜蜂胸部背板则为黑色。荧光定量PCR检测结果表明,红背中华蜜蜂成年工蜂胸部背板tan,laccase 2,SPR,vermilion,cinnabar,BLOS2和OK表达量与黑背中华蜜蜂成年工蜂的有显著性差异。[结论]红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂的体色差异位于胸部背板,这种体色分化的现象受到蜜蜂体内黑色素、蝶呤、眼色素通路及尿酸盐转运相关基因共同作用的影响。

摘要: 中华蜜蜂Apis cerana cerana是我国十分关键和重要的传粉媒介昆虫，在不同栖息地中广泛分布，表现出飞行敏捷、采蜜期长和适应性强等优点。但近些年中华蜜蜂正面临前所未有的种群多样性下降，为保护这些特定的中华蜜蜂种群的遗传资源，研究人员基于几何形态学、分子生物学和基因组学等技术手段对中华蜜蜂遗传分化和环境适应机制进行了研究，而在我国这些多样化的中华蜜蜂种群为揭示其种群适应性进化规律提供了绝佳材料。本文从中华蜜蜂种群遗传分化与环境变化的相关性、形态变异与环境适应、环境适应性生理和行为改变及这些表型变化的遗传机制4个方面综述了相关研究进展。研究发现，物理屏障和生态环境的变化，特别是海拔和纬度相关环境变化是造成中华蜜蜂种群分化的主要原因。气候因子中，温度、氧气、辐射和湿度等对中华蜜蜂环境适应性的形态发育和生理生态特征产生重要影响。形态特征的变化主要体现在体型大小和体色上，代谢生理和行为改变是其环境适应的重要策略。基于现代基因组学和分子生物学技术的种群遗传学和种群基因组学研究发现，与社会分工行为、学习感知行为、信息感知、生长发育、温度适应和代谢等相关的基因或通路受到自然选择作用，这为中华蜜蜂适应不同栖息地以及蜂种演化提供了分子证据，但应对不同环境因子的分子进化机制有待进一步研究和明确。本文对中华蜜蜂遗传分化和环境适应机制的研究综述，加深了我们对古老蜂种进化历史和遗传多样性的理解，同时为后续深入研究社会性昆虫对不同环境的适应性机制和制定有效的保护策略奠定基础。

摘要: 【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响，为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征；利用RT-qPCR检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠和表皮以及2日龄幼虫感染中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus, CSBV)后0, 12, 24, 48和72 h时中肠中的表达量。通过原核表达系统对中华蜜蜂AcMucin5AC-1进行表达，亲和层析柱纯化重组蛋白并制备相应多克隆抗体；Western blot检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂健康3-6日龄幼虫中以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜中的表达，应用间接免疫荧光试验分析AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中的定位。通过饲喂法利用RNAi沉默中华蜜蜂2日龄幼虫AcMucin5AC-1后12, 24, 48和72 h时分析RNAi干扰效率，利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色法探究RNAi干扰2日幼虫AcMucin5AC-1后24, 48和72 h时对中华蜜蜂幼虫整体组织形态的影响。【结果】中华蜜蜂基因组中有8个AcMucin5AC基因，其氨基酸序列均含有粘蛋白结构域。RT-qPCR检测结果表明，AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠中表达量较表皮中的高，且在感染CSBV病毒的12和72 h时的2日龄幼虫中肠中比对照组显著下调。成功获得约50 kD的重组蛋白AcMucin5AC-1和多克隆抗体，Western blot结果显示在中华蜜蜂3-6日龄幼虫以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜的总蛋白中均能检测到AcMucin5AC-1。间接免疫荧光试验结果表明AcMucin5AC-1主要定位在4日龄幼虫中肠和围食膜。RNAi效率检测结果表明，2.0μg/头dsAcMucin5AC-1干扰24 h时中华蜜蜂AcMucin5AC-1较dsEGFP对照组表达量下调92%。HE染色检测结果表明，在AcMucin5AC-1的RNAi后72 h时中华蜜蜂幼虫整个肠腔的细胞间的致密程度减弱，形态结构紊乱。【结论】中华蜜蜂AcMucin5AC-1是位于幼虫的中肠和围食膜的粘蛋白，AcMucin5AC-1的下调影响中华蜜蜂幼虫中肠的形态，暗示该基因在幼虫中肠发育过程中可能发挥重要作用。