摘要: Apidermin(APD)蛋白家族是一个新的昆虫结构性表皮蛋白家族。本研究结合生物信息学和RT-PCR扩增,对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称"意蜂")的apd-1-like,apd-3-like和中华蜜蜂Apis cerena cerena(简称"中蜂")的apd-2等3个新的apd基因的结构特征和表达进行了分析,并分析了昆虫APD蛋白家族的序列特征。结果显示,在西方蜜蜂Apis mellifera(简称"西蜂")中,apd基因家族的6个成员串联排列在基因组序列第4号连锁群上,它们在A.m.ligustica雄蜂头部中的转录水平差异明显,且其启动子序列所含顺式元件也不同。中蜂apd-2和意蜂apd-1-like都含有3个外显子和2个内含子,而意蜂apd-3-like则由4个外显子和3个内含子组成。蛋白序列分析结果显示,目前已知的10条APD蛋白序列N末端均具有相似的信号肽序列,其成熟蛋白分子量为6.037.0kD,pI为6.210.8。其中西蜂的APD1-3、APD-like和东方蜜蜂Apiscerena的APD-2等5条较短的多肽中疏水氨基酸残基达52%67%,且Ala含量最为丰富(占25%34%);而丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis的APD1-3和西蜂APD-1-like,APD-3-like等另外5条APD多肽富含Gly(21%30%),其序列中疏水氨基酸残基含量为35%41%。多肽序列多重比对和系统进化分析结果显示,APD家族可划分为2个亚家族。亚家族Ⅰ含有西蜂APD1-3和东方蜜蜂APD-2等4条较短的多肽序列,其N末端为一个长33aa的保守基序;亚家族Ⅱ由另外6条相对较长的多肽序列组成,其N末端保守基序长50aa,C末端保守基序长16aa。本文所描述的APD蛋白家族序列特征有助于以后从其他昆虫中鉴定新的apd基因。

摘要: Apidermin蛋白家族是根据蜜蜂表皮蛋白apidermin1-3(APD1-3)而命名的一个新型的昆虫结构性表皮蛋白家族。为了鉴定西方蜜蜂Apis mellifera基因组序列上毗邻基因簇apd1-3的一个预测基因座LOC727145是否为一个新的apd基因,本研究在用5′LongSAGE标签定位该基因的转录起始位点(TSS)的基础上,利用其中的3条5′LongSAGE标签序列作为上游引物,通过RT-PCR方法克隆了该基因的cDNA序列(GenBank登录号:GU358197,GU358199,GU358198)。生物信息学分析发现,基因座LOC727145含有2个外显子和1个"GT-AG"型内含子,其cDNA序列富含GC(70%),可编码一条长152aa残基的高度疏水性多肽。此多肽序列的氨基酸组成与蜜蜂APD1-3表皮蛋白类似,富含Ala,Gly,Pro,Leu和Val5种氨基酸(占77%),其中Ala残基含量最高(29%)。该多肽序列与蜜蜂APD-1表皮蛋白序列的相似性为50%,且其N末端的预测信号肽序列与APD蛋白的信号肽序列类似。5′LongSAGE标签的基因组定位结果显示,基因座LOC727145在雄蜂头部中表达丰度很高,RNA PolⅡ可从6个不同的TSS上以不同效率起始转录,其中由一个优势TSS上起始了90%的转录。本研究为apidermin表皮蛋白家族增添了一个新成员,命名为apidermin-like(apd-like)。

摘要: 【目的】意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称"意蜂")是世界重要的授粉昆虫,对维持生态平衡、提高农产品产量和保障粮食安全至关重要。但受狄斯瓦螨Varroa destructor侵害,全世界的意蜂蜂群每年都受到巨大损失。本研究主要探讨狄斯瓦螨对意蜂工蜂呼吸代谢的影响,为今后深入研究狄斯瓦螨与意蜂之间的相互作用奠定基础。【方法】应用SSI多通道昆虫呼吸仪测定感染狄斯瓦螨意蜂与健康意蜂不同发育阶段(4日龄幼虫、5日龄蛹、新出房成蜂和6日龄成蜂)工蜂的耗氧量、CO_2释放量和呼吸商,并分析其变化特征;同时采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法分析狄斯瓦螨感染意蜂与健康意蜂成年工蜂中呼吸代谢相关基因(Coq7,COXⅠ,CytB,CytC和IF-2mt)的表达量变化。【结果】受狄斯瓦螨侵染后,意蜂工蜂耗氧量、CO_2释放量呈现出先上升后下降的趋势,其中耗氧量从5日龄蛹期的0.0244 mL/min下降至6日龄成蜂期的0.0093 mL/min; CO_2释放量从5日龄蛹期的0.0174 mL/min下降至6日龄成蜂期的0.0040 mL/min,极显著低于同龄期健康意蜂工蜂的。健康意蜂工蜂呼吸商随其生长过程逐渐增加,至6日龄成蜂时呼吸商最高,达0.9169;而狄斯瓦螨感染意蜂工蜂呼吸商则呈下降趋势,6日龄成蜂时呼吸商最低,为0.4424,显著低于同龄期健康成年工蜂的。实时荧光定量PCR结果发现,狄斯瓦螨感染意蜂成年工蜂中CytB和CytC基因的相对表达量分别是健康意蜂成年工蜂的1.7676和1.9929倍,差异显著。【结论】狄斯瓦螨侵染可直接影响意蜂工蜂的呼吸代谢,导致其正常代谢途径发生紊乱,严重破坏蜂群正常生长发育。

摘要: 【目的】前期研究发现经吡虫啉处理的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称"意蜂")工蜂学习能力下降,转录组学分析表明王浆主蛋白1(major royal jelly protein 1, MRJP1)基因在吡虫啉处理的蜜蜂脑中显著下调,MRJP1可能参与调控蜜蜂学习能力。本研究旨在采用RNA干扰(RNA inference, RNAi)技术将Mrjp1特异性沉默,验证MRJP1在意蜂工蜂嗅觉学习中的关键作用。【方法】通过克隆技术获得Mrjp1基因cDNA序列,经测序验证后,设计引物,合成用于RNAi干扰Mrjp1基因表达的dsRNA。注射dsMrjp1的意蜂工蜂作为处理组(dsMrjp1注射组),注射dsEGFP的意蜂工蜂作为对照组(dsEGFP注射组),随后通过伸吻反应(proboscis extension response, PER)实验比较两组的嗅觉学习与记忆能力差异。最后采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测注射dsMrjp1后意大利蜜蜂工蜂脑中Mrjp1的相对表达量。【结果】dsMrjp1注射组与dsEGFP注射组意蜂工蜂学习能力差异显著,dsMrjp1注射组意蜂工蜂的学习能力显著降低。学习后2 h,两组意蜂工蜂的记忆力无显著差异。qRT-PCR结果显示Mrjp1的表达水平在dsMrjp1注射组意蜂工蜂脑中显著低于dsEGFP注射组,表明学习能力降低的处理组意蜂脑内对应的Mrjp1表达水平也降低。【结论】通过RNAi抑制意蜂工蜂Mrjp1基因的表达后,其嗅觉学习能力受到显著性抑制,但记忆力未受到显著影响,提示Mrjp1可能是调控意蜂学习的重要基因之一。本研究结果有助于后续进一步研究蜜蜂嗅觉学习相关的分子机制。

摘要: 【目的】为了探究中华蜜蜂Apis cerana cerana和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica个体耐寒性差异的生理机制。【方法】本试验分别对20日龄的中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂进行0、10、25℃持续4 h的温度处理,随后测定不同温度处理后两蜂种体内葡萄糖、甘油和氨基酸的含量。【结果】低温状态下中华蜜蜂体内葡萄糖含量显著降低,意大利蜜蜂在0℃组显著下降却在10℃组显著上升;中华蜜蜂体内甘油在低温环境下显著积累,意大利蜜蜂体内甘油水平在10℃时显著的上调却在0℃组无显著变化;中华蜜蜂体内17种氨基酸在各温度处理间显著变化,且多数的氨基酸含量表现出10℃组降低而0℃组积累的趋势,意大利蜜蜂体内只有15种氨基酸参与机体的抗寒机制,其中多数的氨基酸表现为低温环境下大量积累,仅有亮氨酸和精氨酸表现为低温时被转化消耗的现象。【结论】低温条件下可引起两蜂种体内葡萄糖、甘油和氨基酸含量的显著变化,初步推测蜜蜂体内可能存在"葡萄糖-甘油-氨基酸"的抗寒物质系统,但两蜂种在不同程度的低温处理后各生理指标的变化存在较大的差异,从一定程度上阐释两蜂种抗寒性的差异。本研究为蜜蜂个体抗寒生理机制的进一步研究提供基础数据,同时为蜜蜂抗寒新品系的选育提供理论依据。