摘要: 【目的】本研究旨在克隆鉴定意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica铁蛋白基因Am Fer3HCH,分析其在意大利蜜蜂应对温度胁迫时的组织表达变化,探讨铁蛋白Am Fer3HCH在蜜蜂应对环境温度胁迫中的作用。【方法】PCR扩增意大利蜜蜂铁蛋白基因Am Fer3HCH的cDNA序列,并对其编码氨基酸序列进行生物信息学鉴定;实时定量PCR分析该基因在不同温度(40℃和5℃)胁迫下的意大利蜜蜂工蜂成虫胸、中肠和脂肪体中的表达变化。【结果】PCR扩增获得意大利蜜蜂铁蛋白基因Am Fer3HCH,cDNA片段大小为507 bp,其核苷酸序列与GenBank意大利蜜蜂基因组数据库中的铁蛋白基因Fer3HCH(GenBank登录号:GB55416)的完全一致,确认为Am Fer3HCH基因序列。Am Fer3HCH鉴定为重链型铁蛋白,在系统进化上聚类于重链型铁蛋白分支,其氨基酸序列具有重链型铁蛋白特有的Fe2+氧化酶活性中心,含有铁蛋白家族成员所共有的水合氧化铁成核中心和铁离子通道。实时定量PCR分析显示,与对照组相比在短时高温(40℃,048 h)胁迫过程中,Am Fer3HCH在意大利蜜蜂工蜂成虫胸、中肠和脂肪体中的表达水平整体呈先上升、后下降再上升的趋势;在低温(5℃,06 h)胁迫处理过程中,中肠和脂肪体中Am Fer3HCH基因的表达量呈先上升后下降趋势,而在胸中表达量逐渐下降。【结论】意大利蜜蜂铁蛋白Am Fer3HCH为重链型铁蛋白,在意大利蜜蜂对极端温度胁迫的应答中扮演了重要的角色。

摘要: [目的]基于抗白垩病相关单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点C2587245T在意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica雄蜂幼虫中白垩病抗性检验,验证该位点遗传稳定性和抗病性,为分子标记辅助育种在育种生产中直接应用提供技术支持。[方法]通过白垩病虫尸,在实验室条件下制备白垩真菌孢子悬液,通过形态学和分子生物学方法鉴定蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis。使用无伤害提取意大利蜜蜂蜂蜂王DNA筛选出SNP位点C2587245T为C/C和T/T基因型的蜂王,并培育C/C和T/T基因型处女王,用二氧化碳刺激其产出雄蜂卵,选择2日龄意大利蜜雄蜂幼虫进行实验室培养,3日龄龄雄蜂幼虫接种5×104个孢子/μL的蜜蜂球囊菌悬液10 d,观测接种蜜蜂球囊菌后的C基因型和T基因型雄蜂幼虫的生长情况和存活率。[结果]通过无伤害提取DNA的方法可以在不影响意大利蜜蜂雄蜂幼虫正常生活的条件下提取出高质量的DNA;用本研究的饲养方法可以保证意大利蜜蜂雄蜂幼虫在实验室条件的正常生长发育。C基因型和T基因型意大利蜜蜂雄蜂3日龄幼虫接种蜜蜂球囊菌后在发病时间和发病症状等方面都有极其显著差异,C基因型雄蜂幼虫在表现疾病典型症状的时间上比T基因型雄蜂幼虫晚大约2 d;在接种蜜蜂球囊菌后6 d时两种基因型雄蜂幼虫表现出的症状差异最为明显。[结论]雄蜂由于其纯合单倍体的生物学特性,更方便验证SNP位点C2587245T纯合的抗病作用。SNP位点C2587245T为C基因型雄蜂幼虫具有良好的抗白垩病能力,并且SNP位点C2587245T具有稳定的遗传性,这些研究结果可为在蜜蜂抗病育种领域提供一种可靠的分子辅助标记,为后续雄蜂转录组测序、寻找雄蜂和工蜂在免疫相关基因表达方面的差异,尝试找到SNP位点C2587245T对白垩病所特有的抗病机制提供基础。

摘要: 【目的】利用代谢组学分析患枣花病意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠内代谢物变化，挖掘出与蜜蜂枣花病相关的重要代谢通路，旨在揭示蜜蜂枣花病发病机制，为枣花病靶向药物的研发提供理论依据。【方法】分别利用液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)技术对患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂进行中肠非靶向代谢组检测；通过主成分分析(principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA),以变量投影重要性(variable projection importance, VIP)>1.0,差异倍数(fold change, FC)>2.0和P<0.05为标准筛选差异代谢物，并对其进行KEGG注释和通路富集；利用生化方法测定意大利蜜蜂工蜂中肠中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)的活性，并通过qRT-PCR测定抗氧化基因Sod1,Sod2和CAT及免疫基因Defensin,Hymenoptaecin,Apidaecin和Abaecin在中肠内的表达量。【结果】基于LC-MS代谢组检测，正离子和负离子模式下分别获得患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间差异代谢物49和43种，其中分别有33和30种能够在HMDB和KEGG数据库中鉴定到。基于GC-MS代谢组检测，患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间筛选到22种挥发性差异代谢物，其中11种能够在HMDB和KEGG数据库中鉴定到。与健康意大利蜜蜂工蜂相比，患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠内经鉴定的73种差异代谢物中，28种含量上升，45种含量下降；其中，京尼平苷酸、吲哚-3-乙酸、喹啉和棉子糖在患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠内大量积累，而乌索酸、L-苏糖酸、葡萄糖酸、D-半乳糖酸、苏糖酸和芦丁的含量下降最为明显。KEGG代谢通路富集分析结果表明，患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间差异代谢物显著富集在抗坏血酸和醛酸代谢、半乳糖代谢及丁酸甲酯代谢这3条碳水化合物代谢通路。酶活性测定及qRT-PCR结果显示，与健康意大利蜜蜂工蜂相比，患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠中SOD和CAT酶活显著降低，Sod1,Sod2,CAT,Defensin,Hymenoptaecin和Apidaecin的表达量均呈下调趋势。【结论】利用LC-MS和GC-MS非靶向代谢组学均能够有效地分析枣花病影响下蜜蜂中肠内代谢物的变化差异。研究结果表明，意大利蜜蜂采集枣花后其中肠内碳水化合物代谢发生异常，引起肠道抗氧化和免疫能力显著下降，推测肠道功能障碍是导致蜜蜂死亡的主要原因。该研究为蜜蜂枣花病的发病机理提供了新见解。

摘要: 【目的】利用前期获得的高质量纳米孔长读段测序数据对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本进行鉴定和分析，为深入开展功能研究提供参考信息和基础。【方法】基于前期获得的高质量意大利蜜蜂纳米孔长读段测序数据，通过Blast工具将意大利蜜蜂全长转录本比对Nr数据库筛选出丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本；利用gffcompare软件将筛选出的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶全长转录本与西方蜜蜂A.mellifera参考基因组(Amel＿HAv3.1)上注释的转录本进行比较，以鉴定未注释的新基因和新转录本；使用Astalavista软件鉴定丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因的可变剪接(alternative splicing, AS)事件类型，采用IGV浏览器对剪接体的结构进行可视化，通过RT-PCR验证随机选取的6次AS事件的真实性。【结果】共鉴定到意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶71个基因和335条全长转录本，发掘出未注释的1个新基因和97条新转录本；共对14个已注释基因进行了结构优化，分别延伸了6个基因的5′端和8个基因的3′端。共鉴定到意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶7个基因的57次AS事件，包括40次外显子跳跃(exon skipping, ES)事件、 15次可变5′端剪接位点(alternative 5′splicing site, A5SS)事件和2次可变3′端剪接位点(alternative 3′splicing site, A3SS)事件。对随机选取的6次AS事件的RT-PCR结果表明，所有目的片段均符合预期大小，证实了AS事件的真实性。【结论】本研究系统鉴定了意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本，优化了西方蜜蜂参考基因组注释的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的基因结构。

摘要: 【目的】本研究旨在为探究nce-miR-10660调控东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae侵染的作用机制提供理论和实验依据。【方法】采用Stem-loop RT-PCR对前期鉴定到的东方蜜蜂微孢子虫nce-miR-10660进行表达验证，再通过Sanger测序验证nce-miR-10660的序列。利用相关生物信息学软件预测和分析nce-miR-10660的靶基因。通过RT-qPCR检测nce-miR-10660及其靶基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中中肠中的表达谱。【结果】Stem-loop RT-PCR和Sanger测序结果分别证实了nce-miR-10660在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的表达和真实存在。靶向预测结果显示nce-miR-10660共靶向RRDRP和RCDP 42等9个基因；分别有2和6个靶基因可被分别注释到KEGG数据库中的4条通路和GO数据库中的23个条目。RT-qPCR结果显示，相较于东方蜜蜂微孢子虫侵染后1 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中nce-miR-10660的表达量，东方蜜蜂微孢子虫侵染后2 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中nce-miR-10660的表达量显著上调，在东方蜜蜂微孢子虫侵染后4, 6和8 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中nce-miR-10660的表达量均显著下调；东方蜜蜂微孢子虫侵染后4, 6和8 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中靶基因RRDRP的表达量均显著下调表达；东方蜜蜂微孢子虫侵染后2, 4, 6和8 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中靶基因RCDP 42的表达量显著下调。【结论】nce-miR-10660在东方蜜蜂微孢子虫孢子中真实存在和表达；nce-miR-10660及其靶向的RRDRP和RCDP 42在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程中差异表达；nce-miR-10660通过正调控RRDRP和RCDP 42表达潜在参与调节东方蜜蜂微孢子虫侵染。