摘要: 孢子虫病是西方蜜蜂的主要病害之一,其病原包括蜜蜂微孢子虫Nosema apis和东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae。自2006年首次在西方蜜蜂体内发现N.ceranae以来,关于N.ceranae的研究成为热点,其中感染蜜蜂的两种微孢子虫的比较是关注的焦点。本文主要综述近十多年来发表的相关文献,从流行性、形态、基因组、毒力等角度对这两种微孢子虫进行比较,并对后续研究进行展望,以期为微孢子虫的研究及蜜蜂孢子虫病的防治提供借鉴。

摘要: 【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosemaceranae主要感染蜜蜂的消化系统,它被认为是引起蜂群崩溃综合症(Colony collapse disorder,CCD)的主要原因之一。东方蜜蜂微孢子虫对新寄主西方蜜蜂Apis mellifera的影响已得到广泛的研究,但它对原宿主中华蜜蜂Apis cerana cerana影响的报到则相对较少。本实验以意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica来源的东方蜜蜂微孢子虫感染中华蜜蜂,分析感病中华蜜蜂的免疫基因表达和血淋巴中糖含量变化,评价东方蜜蜂微孢子虫对中华蜜蜂健康的影响。【方法】利用荧光定量检测样本的免疫基因(vitellogenin、abaecin、apidaecin、hymenoptaecin、defensinl、defensin2和eater)表达量,分析东方蜜蜂微孢子虫的感染能否引起中华蜜蜂免疫应答。通过高效液相色谱法对样本的血淋巴进行糖浓度定量分析,检测其血淋巴中葡萄糖、海藻糖含量。【结果】所研究基因中,hymenoptaecin基因表达量在14日龄时感染组和对照组差异显著、vitellogenin基因表达量在7日龄时感染组和对照组间差异显著、defensin2基因表达量在7日龄和14日龄时感染组和对照组均差异显著,其他基因的表达量在均未达到显著水平;血淋巴中的葡萄糖与海藻糖的浓度在处理组和对照组间差异不显著。【结论】东方蜜蜂微孢子虫侵染中华蜜蜂后,hymenoptaecin、vitellogenin,defensin2基因在相应的日龄可对病原物应答,然而血淋巴中的葡萄糖和海藻糖的浓度不因侵染与否变化。

摘要: 东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)是一种广泛寄生于东方蜜蜂Apis cerana,西方蜜蜂Apis mellifera和熊蜂Bombus Latreille上的寄生虫,对蜜蜂和熊蜂的危害较大,进而影响养蜂业的发展。本实验采用荧光染色试剂Calcofluor White M2R与核酸染料Sytox Green双重染法来鉴别蜜蜂或熊蜂体内的N.ceranae及孢子的存活状态。结果得出,在荧光显微镜下可见死孢子被染上黄绿色荧光,活的呈现蓝白色荧光,而寄主细胞、细菌、病毒等不被染色。这是一种快速有效鉴别N.ceranae及其死活的方法,从而判定蜜蜂或熊蜂体内的微孢子虫在是否具有侵染活性,对微孢子虫的研究及药物防治具有重要作用。

摘要: 【目的】本研究结合前期已获得的miRNA和mRNA组学数据对东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的差异表达miRNA(differentially expressed miRNA, DEmiRNA)靶向意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠的mRNA和差异表达mRNA(differentially expressed mRNA, DEmRNA)进行生物信息学预测、数据库注释和调控网络分析,旨在解析东方蜜蜂微孢子虫对意大利蜜蜂工蜂中肠的基因表达调控。【方法】比较东方蜜蜂微孢子虫感染7 d(AmT1)和10 d(AmT2)的意大利蜜蜂工蜂中肠和未感染中肠(分别为AmCK1和AmCK2)的mRNA数据,筛选意大利蜜蜂工蜂的显著性DEmRNA;通过比较侵染AmT1和AmT2的东方蜜蜂微孢子虫(分别为NcT1和NcT2)和东方蜜蜂微孢子虫纯净孢子(NcCK)的miRNA数据筛选出东方蜜蜂微孢子虫的DEmiRNA。利用TargetFinder软件预测东方蜜蜂微孢子虫DEmiRNA靶向的意大利蜜蜂工蜂中肠DEmRNA。利用相关生物信息学工具对上述意大利蜜蜂工蜂中肠靶DEmRNA进行GO和KEGG数据库注释。根据KEGG数据库注释信息筛选出意大利蜜蜂工蜂中肠免疫防御和能量代谢通路相关DEmRNA,并构建和分析上述DEmRNA与相应的东方蜜蜂微孢子虫DEmiRNA之间的调控网络。【结果】NcCK vs NcT1比较组中东方蜜蜂微孢子虫的77条显著上调miRNA和52条显著下调miRNA可分别靶向AmCK1 vs AmT1比较组中意大利蜜蜂工蜂中肠的118条显著下调mRNA和135条显著上调mRNA,这些mRNA可分别注释到31和25个GO条目,以及113和107条KEGG通路。NcCK vs NcT2比较组中东方蜜蜂微孢子虫的52条显著上调miRNA和49条显著下调miRNA可分别靶向AmCK2 vs AmT2比较组中意大利蜜蜂工蜂中肠的97条显著下调mRNA和210条显著上调mRNA,这些mRNA可分别注释到27和30个GO条目以及97和127条KEGG通路。NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中的11条共同显著上调miRNA和19条共同显著下调miRNA分别靶向AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组的6条共同显著下调和14条共同显著上调mRNA,可分别注释到7和10个GO条目以及0和9条KEGG通路。NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中东方蜜蜂微孢子虫的DEmiRNA可靶向AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组中意大利蜜蜂工蜂中肠的氧化磷酸化和硫代谢等能量代谢通路相关DEmRNA,以及胞吞作用、黑色素生成、溶酶体、自噬、Toll样受体信号通路、细胞凋亡、Ras信号通路、泛素介导的蛋白水解和MAPK信号通路等免疫防御通路相关DEmRNA。进一步分析发现,miR-216-x, miR-5119-y, bantam-y和miR-8-y在NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中皆显著上调表达,且靶向意大利蜜蜂工蜂中肠的溶酶体、黑色素生成、泛素介导的蛋白水解、MAPK信号通路及Ras信号通路等免疫防御通路相关的显著下调mRNA。【结论】在侵染过程中,东方蜜蜂微孢子虫的DEmiRNA对意大利蜜蜂工蜂的基因表达具有广泛的潜在影响,东方蜜蜂微孢子虫可能通过上调部分miRNA跨界调控意大利蜜蜂工蜂的免疫防御以促进侵染,通过下调部分miRNA跨界调控意大利蜜蜂工蜂的能量代谢以加强能量窃取并促进增殖。

摘要: 【目的】本研究旨在利用Oxford Nanopore测序技术组装和注释东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对东方蜜蜂微孢子虫的纯净孢子进行转录组测序。通过识别每条clean read两端引物鉴定全长转录本序列。利用Blast工具将全长转录本比对Nr, Swiss-Prot, KOG, eggNOG, Pfam, GO和KEGG数据库,获得相应注释信息。分别利用蛋白结构域分析方法CPC, CNCI, CPAT和Pfam对长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)进行预测,获得高可信度lncRNA。利用CPM(counts per million)法计算每一条全长转录本的表达量。【结果】利用Nanopore PromethION系统对东方蜜蜂微孢子虫转录组测序共测得6 988 795条raw reads,经质控获得6 953 469条clean reads,其中包含5 143 999条全长转录本。共鉴定到10 243条非冗余全长转录本,N50和平均读长分别为1 042 bp和894 bp,最大读长为4 855 bp。有9 342, 4 038, 4 283, 2 569, 4 859和3 450条全长转录本分别注释到Nr, KOG, eggNOG, Pfam, GO和KEGG数据库。注释到东方蜜蜂微孢子虫、蜜蜂微孢子虫Nosema apis和家蚕微孢子虫Nosema bombycis的全长转录本数量最多。共鉴定到87条高可信度lncRNA,包含49条正义链lncRNA(sense lncRNA)、25条反义链lncRNA(anti-sense lncRNA)和13条基因间区lncRNA。本研究的测序量足以检测到全部表达的全长转录本,全长转录本的表达量(CPM)范围在0.1到10 000以上。【结论】本研究构建和注释了东方蜜蜂微孢子虫的高质量全长转录组数据,可为病原的比较转录组分析、转录本的可变剪接和可变腺苷酸化分析、简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)位点挖掘、基因结构优化以及基因全长序列克隆及功能研究提供关键基础。