吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应

【目的】确定吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera的致死中浓度,探究吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应。【方法】本文采用药膜法、点滴法和饲喂法测定吡虫啉对意大利蜜蜂的毒力曲线,及蜜蜂接触吡虫啉后头部乙酰胆碱酯酶活性的变化。应用RT-q PCR技术研究饲喂LC5浓度吡虫啉后,蜜蜂乙酰胆碱酯酶基因Ace1和Ace2的m RNA相对表达量。【结果】饲喂法、点滴法和药膜法3种方法测定的吡虫啉对意大利蜜蜂的致死中浓度分别是7.15 mg/L、0.078 ng/蜂和51 ng/cm2。3种作用方式下,吡虫啉均抑制了乙酰胆碱酯酶活性;随着浓度增加,ACh E酶活性处于下降状态,但降低较少。LC5浓度的吡虫啉对蜜蜂ACh E活性具有明显影响,24 h内ACh E活性呈现增强-抑制-增强的趋势。饲喂蜜蜂LC5亚致死浓度的吡虫啉后,Ace1和Ace2被诱导表达,但在1、2和16 h与对照无明显差异。【结论】亚致死浓度的吡虫啉对蜜蜂乙酰胆碱酯活性具有抑制作用,并且存在明显的剂量效应和时间效应,对Ace1和Ace2具有诱导效应,酶活性水平和m RNA相对表达水平不一致。     

吡虫啉对成年意大利蜜蜂脑神经细胞致凋亡作用

【目的】蜜蜂是重要的授粉昆虫, 但一直受到新烟碱类杀虫剂（如吡虫啉）的危害, 该类杀虫剂主要作用于蜜蜂脑神经细胞。本研究旨在明确吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica脑神经细胞致凋亡作用。【方法】利用亚致死剂量吡虫啉饲喂成年意大利蜜蜂, 通过原位末端标记法（TUNEL）检测脑神经细胞的凋亡情况, 利用免疫荧光法检测Caspase-1激活情况, 通过透射电镜观察脑神经细胞的超微结构。【结果】在对选取的脑部7个部位进行总体观测后, 摄入亚致死剂量的吡虫啉（9.90 ng/蜜蜂）诱导成年意蜂工蜂脑神经细胞凋亡率随时间递增而增加, 在处理9 d和12 d时, 处理组与空白对照组差异极显著（P<0.01）; Caspase-1阳性细胞率也随时间递增而增加, 在处理3, 6, 9和12 d时, 处理组与空白对照组差异极显著（P<0.01）。凋亡率和Caspase-1阳性细胞率均表现出时间效应, 且两者成正相关性。超微结构表明凋亡的神经细胞呈现凋亡和自噬双重特征, 包括： 细胞固缩、 染色质浓缩、 凋亡小体和自噬体出现; 线粒体肿胀, 有的被自噬泡包裹后进行线粒体自噬。【结论】本研究从细胞水平证实了亚致死剂量吡虫啉对成年意蜂工蜂脑神经细胞具有致凋亡作用, 并且其凋亡途径与Caspase-1和细胞自噬有关, 这为利用细胞凋亡法评价杀虫剂对非靶标生物的神经毒性提供一定的理论基础。     

亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂工蜂嗅觉学习行为的影响及其脑部转录组分析

【目的】分析吡虫啉处理对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica嗅觉学习行为及脑部基因转录的影响,为新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的负面影响提供依据。【方法】实验室条件下一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含有4 ng吡虫啉的50%蔗糖溶液,以饲喂不含吡虫啉的50%蔗糖溶液为对照,通过伸吻反应(proboscis extension response, PER)行为实验测定其对意大利蜜蜂成年工蜂嗅觉学习行为的影响;收集上述测试的意大利蜜蜂工蜂脑部提取RNA,进行RNA-Seq测序和生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR挑选6个差异表达基因(DEGs)检测其在脑部的表达量以验证RNA-Seq测序结果。【结果】一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含4 ng吡虫啉的50%蔗糖溶液后,意大利蜜蜂的嗅觉学习能力与对照组(饲喂50%蔗糖溶液)相比显著降低。RNA-Seq测序结果显示饲喂意大利蜜蜂含4 ng吡虫啉蔗糖溶液后,处理组与对照组之间共有123个DEGs［校正后的P值(padj)<0.05)］,包括82个下调DEGs和41个上调DEGs。GO聚类分析发现下调DEGs主要富集在S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶活性、酸性磷酸酶活性、氧化还原酶活性、蛋白质异二聚化活性等,上调DEGs主要富集在跨膜受体活性、分子传感器活性、神经学系统过程等功能条目。KEGG富集分析显示下调DEGs主要富集在核糖体和溶酶体等细胞器、碳代谢和色氨酸代谢等代谢通路及Toll和Imd信号通路,上调DEGs未富集在KEGG代谢通路。荧光定量PCR结果显示测试的6个DEGs相对表达量变化趋势与RNA-Seq测序结果FPKM(fragments per kilobase million)值变化趋势一致,证明RNA-Seq测序结果可靠。【结论】亚致死剂量吡虫啉胁迫意大利蜜蜂成年工蜂显著降低意大利蜜蜂的嗅觉学习能力,影响意大利蜜蜂脑部免疫解毒等相关基因的表达和酶活性及氧化还原等生物代谢过程;亚致死剂量吡虫啉短时胁迫会刺激意大利蜜蜂的嗅觉感觉过程及神经信号传导过程。     

甲氰菊酯对意大利蜜蜂生存、生理和肠道菌群的影响

【目的】杀虫剂甲氰菊酯广泛应用于农业生产中,但有关该杀虫剂对蜜蜂健康影响的研究较少。本研究旨在探究甲氰菊酯对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica生存、取食、免疫和解毒相关基因表达以及肠道菌群的影响。【方法】利用亚致死浓度的甲氰菊酯饲喂意大利蜜蜂7 d后,统计各组意大利蜜蜂的生存率和取食量;采用荧光定量PCR技术检测蜜蜂解毒和免疫相关基因表达的变化;利用16SrDNA测序技术检测蜜蜂肠道菌群组成结构的变化。【结果】甲氰菊酯能显著降低蜜蜂的生存率和糖水取食量（P<0.05）;甲氰菊酯显著抑制了蜜蜂Hymenoptaecin、Apidaecin和Cyp9q1的表达（P<0.05）,5 mg/L剂量的甲氰菊酯显著诱导了Defensin的上调表达（P<0.05）。与对照相比,5 mg/L和1 mg/L剂量的甲氰菊酯对Abaecin表达的影响虽无显著性差异,但是5 mg/L处理组Abaecin的表达水平显著高于1 mg/L处理组的（P<0.05）;甲氰菊酯对意大利蜜蜂肠道菌群的Alpha多样性和Beta多样性无显著影响,但对特定肠道菌的丰度造成了影响。【结论】甲氰菊酯的曝露可能对意大利蜜蜂的免疫、解毒系统以及肠道菌群的组成产生了一定的影响。     

亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂内勤蜂与外勤蜂免疫解毒相关基因表达及免疫解毒酶系活力的影响

摘要: 【目的】吡虫啉(imidaclorprid)是广泛使用的新烟碱类杀虫剂之一。大量研究表明亚致死剂量吡虫啉影响意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称“意蜂”)幼虫的发育和成年蜜蜂的采集、学习等行为。本实验旨在探究亚致死剂量吡虫啉对意大利蜜蜂内勤蜂(1日龄成年工蜂)与外勤蜂(21日龄成年工蜂)免疫解毒相关基因表达及免疫解毒酶系活力的影响,进而为蜜蜂健康的维护提供科学依据。【方法】测定饲喂含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液不同时间后意蜂成年工蜂的存活率;利用荧光定量PCR检测饲喂含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液6 d后其体内免疫基因多酚氧化酶基因(PPOA3, GenBank登录号： GB43738), Abaecin类抗菌肽基因(ABA, GenBank登录号： GB18323),葡萄糖脱氢酶基因(GLD, GenBank登录号： GB43007)和解毒基因细胞色素P450基因(CYP450 6a2, GenBank登录号： GB49876)的表达,并采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验测定其体内细胞色素P450酶(cytochrome P450, CYP450)含量和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力。【结果】1日龄和21日龄意蜂成年工蜂连续饲喂6 d含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液后,其存活率与对照组(饲喂含0.1 ng/μL丙酮的50%蔗糖溶液)无显著差异;连续饲喂9 d含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液后,1日龄意蜂成年工蜂存活率与对照组无显著差异,而21日龄意蜂成年工蜂存活率与对照组有显著差异。1日龄意蜂成年工蜂自由取食含0.1 ng/μL吡虫啉的蔗糖溶液6 d后, PPOA3, CYP450 6a2, ABA和GLD表达水平,细胞色素P450含量以及多酚氧化酶活力与对照组相比均有显著下调趋势;而21日龄意蜂成年工蜂取食该药液6 d后,CYP450 6a2, ABA和GLD表达水平及多酚氧化酶活力与对照组相比均有显著下调趋势,PPOA3表达水平和细胞色素P450含量有显著上调趋势。【结论】亚致死剂量吡虫啉影响意大利蜜蜂内勤蜂与外勤蜂免疫解毒相关基因的表达及免疫解毒酶系活力;吡虫啉短期胁迫对意大利蜜蜂内勤蜂与外勤蜂的存活无显著影响,长期胁迫则会影响意大利蜜蜂内勤蜂与外勤蜂的存活。     

亚致死剂量吡虫啉对麦二叉蚜生存和繁殖的影响

【目的】为明确亚致死剂量的吡虫啉对麦二叉蚜Schizaphis graminum (Rondani)连续3个世代种群的生存和繁殖的影响。【方法】采用浸叶法测定吡虫啉对麦二叉蚜的LC_(50),经吡虫啉亚致死剂量LC_(40)处理麦二叉蚜后,测定并分析其连续3个世代实验种群生存和繁殖的变化。【结果】同一世代中,吡虫啉LC_(40)剂量处理麦二叉蚜后,可导致F_0世代麦二叉蚜种群的平均寿命、产蚜总数和繁殖期均显著低于对照组种群（P<0.05）,但F_1和F_2世代LC_(40)组试虫的存活率和繁殖相关参数与对照组相比无显著差异（P>0.05）。方差分析结果表明,在不同世代间LC_(40)组试虫的产蚜总数随世代数的增加而显著增多（F=6.38,P=0.002）,存活率、平均寿命、繁殖期随世代数的增加而逐渐增加。【结论】吡虫啉的LC_(40)剂量可显著抑制F_0世代麦二叉蚜个体的存活率和繁殖力,但随着世代数增加,吡虫啉LC_(40)组麦二叉蚜的生存和繁殖力逐渐恢复,F_1和F_2世代与对照组种群的生存和繁殖参数无显著差异。     

蜜蜂成虫工蜂肠道可培养细菌群落结构分析

【目的】研究2种蜜蜂(健康意大利蜜蜂和健康中华蜜蜂)成虫工蜂肠道可培养细菌的群落结构组成。【方法】利用16S r RNA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从2种蜜蜂成虫工蜂肠道200株可培养细菌得到18种不同细菌遗传型,分属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、弧菌科(Vibrionaceae)和肠球菌科(Enterococcaceae)3个科。其中肠杆菌科是肠道可培养细菌最优势的细菌种类。同样以序列相似性大于97%的菌株归为相同细菌种类为标准,找到了2种蜜蜂可培养细菌的共有菌种,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定,确定肠道可培养细菌为肠杆菌属8株,克雷伯氏菌属1株,肠球菌属2株,以及气单胞菌属1株。【结论】通过研究健康意大利蜜蜂和中华蜜蜂成虫工蜂肠道可培养细菌群落结构组成,可为开展蜜蜂的微生态研究提供基础性资料。     

吡虫啉大田使用剂量对意大利蜜蜂工蜂学习和记忆的影响

【目的】吡虫啉(imidaclorprid)是新烟碱类农药中使用最为广泛的农药种类,作用于蜜蜂脑部的烟碱型乙酰胆碱受体,此外,吡虫啉对蜜蜂生长发育有一定影响。本研究旨在明确吡虫啉大田使用剂量对蜜蜂学习、记忆行为的影响,为探明部分地区蜂群大面积死亡原因提供佐证,也可为该药田间安全使用提供参考。【方法】用油漆笔标记刚出房的1日龄意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂,置于蜂群中8 d后取出,在室内恒温恒湿箱(30±1℃,相对湿度为40%±10%,黑暗)中笼养9 d(每盒50头),处理组自由采集含0.01 ng/μL吡虫啉的30%(w/v)糖水,对照组自由采集含0.01 ng/μL丙酮的30%(w/v)糖水。使用自制的蜜蜂气味学习设备,在3次配对的柠檬气味刺激和糖水刺激训练基础上,对18日龄蜜蜂进行气味联想性学习和记忆实验。【结果】处理组和对照组蜜蜂在为期9 d的饲喂过程中的死亡率无显著差异(P0.05)。在3次气味联想性学习实验中,与对照组相比,处理组蜜蜂在第2和第3次实验中学习能力显著降低(P0.01),而在第1次实验中无差异[喙伸反应率(PER)%=0];24 h后,处理组蜜蜂的喙伸反应率与对照组无显著差异(P0.05)。【结论】结果表明,0.01 ng/μL吡虫啉不会导致蜜蜂急性死亡;在此剂量吡虫啉作用下,蜜蜂的24 h长期记忆虽不受影响,但学习能力显著受到抑制,进而可能对蜜蜂的采集行为等产生不利影响。     

氟啶虫胺腈对意大利蜜蜂解毒、免疫和记忆相关基因表达的亚致死效应

【目的】新型杀虫剂氟啶虫胺腈广泛用于农业生产中的害虫防治,但其对蜜蜂健康影响的研究较少。本文探究了亚致死剂量的噻虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica 6种解毒相关基因(CYP9Q1、CYP9Q2、CYP9Q3、CYP9S1、CYP6AS5和CYP4G11)、4种免疫相关基因(Abaecin、Defensin、Hymenoptaeci和Apidaecin)和3种记忆相关基因(PKA、GluRA和NMDAR1)表达的影响。【方法】采用饲喂法确定氟啶虫胺腈对蜜蜂的经口急性毒性;并用1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈饲喂蜜蜂后48 h,运用荧光定量PCR技术分别检测了蜜蜂脑部解毒、免疫和记忆相关基因的表达变化,并统计各组蜜蜂的死亡率。【结果】氟啶虫胺腈对蜜蜂经口性半数致死剂量LD_(50)为0.099μg/蜂;饲喂1/3 LD_(50)氟啶虫胺腈能够显著抑制蜜蜂Abaecin和Defensin的表达(P 0.05),而PKA、NMDAR1、GluRA、CYP9Q2和CYP9Q3能够被其诱导上调表达(P 0.05);饲喂1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈均能显著诱导蜜蜂Hymenoptaecin、Apidaecin、CYP6AS5和CYP4G11上调表达(P 0.05)。但饲喂1/3 LD_(50)和1/10 LD_(50)氟啶虫胺腈的处理均不影响蜜蜂CYP9Q1和CYP9S1表达。【结论】氟啶虫胺腈的曝露可能会对意大利蜜蜂的免疫、记忆和解毒系统都有一定的影响,这对深入探究氟啶虫胺腈与蜜蜂之间互作的分子机制有一定生物学意义。     

吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂哺育蜂免疫解毒相关基因表达及酶活力的影响

蜜蜂作为世界上最重要的授粉性昆虫,在采集过程中易接触到杀虫剂,前人研究表明新烟碱类杀虫剂吡虫啉（imidaclorprid）影响意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）的存活和舞蹈、采集等行为。本研究旨在探究亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂哺育蜂（8日龄成年工蜂）免疫解毒相关基因表达、免疫解毒酶系活力及存活率的影响。结果显示哺育蜂连续取食3 d和9 d含0.1 ng/μL吡虫啉的蔗糖液后,其存活率与对照组（饲喂含等量丙酮的蔗糖溶液）无显著差异;连续饲喂11 d含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液后,其存活率与对照组有显著差异。荧光定量PCR检测及双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验结果显示哺育蜂取食吡虫啉3 d后,蜜蜂体内免疫基因多酚氧化酶基因（PPOA3,GB43738）,Abaecin类抗菌肽基因（ABA,GB18323）,葡萄糖脱氢酶基因（GLD, GB43007）和解毒基因细胞色素P450基因（CYP450 6a2,GB49876）,细胞色素B561基因（CYB561 2-like,GB40148）,葡萄糖醛酸转移酶（UDP-glucuronosyltransferase,GB52179）的表达及蜂体内体内细胞色素P450酶（cytochrome P450,CYP450）含量均有上调趋势,超氧化物岐化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）均有显著下调趋势;哺育蜂取食吡虫啉9 d后,PPOA3,ABA,GLD,CYP450 6a2,CYB561 2-like,UDP-glucuronosyltransferase的表达及蜂体内体内细胞色素P450酶含量均有下调趋势,多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活力均有显著下调趋势。本研究在分子水平上提供了亚致死剂量吡虫啉是通过扰乱蜜蜂正常的免疫系统进而影响蜜蜂行为的证据,以期为维护蜜蜂健康提供一定的理论依据。     

噻虫胺及其混配制剂对意大利蜜蜂和玉米螟赤眼蜂的急性毒性

【目的】明确新烟碱类杀虫剂噻虫胺及其2种混剂对意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica 和玉米螟赤眼蜂 Trichogramma ostriniae 的毒性。【方法】采用摄入法、接触法和药膜法分别测定3种制剂对意大利蜜蜂成年工蜂和玉米螟赤眼蜂成蜂的急性毒性。【结果】急性毒性测定结果表明,30%噻虫胺悬浮剂、30%吡蚜酮·噻虫胺悬浮剂和20%醚菊酯·噻虫胺悬浮剂对意大利蜜蜂成年工蜂的急性摄入毒性均为剧毒,LC₅₀ 值(48 h)分别为0.0200（0.0143~0.0272）, 0.084（0.0658~0.1157）和0.1594（0.1200~0.2056） mg a.i./L;3种制剂对意大利蜜蜂成年工蜂急性接触毒性均为高毒,LD₅₀ 值(48 h)分别为0.0155（0.0114~0.0197）, 0.0426（0.0335~0.0539）和0.1122（0.0796~0.1385）μg a.i./蜂。药膜法测定3种制剂对玉米螟赤眼蜂成蜂的LD₅₀ 值(24 h)分别为0.0232（0.0180~0.0295）, 0.1050（0.0940~0.1170）和0.0059（0.0054~0.0065） mg a.i./L;安全性评价结果表明,3种制剂对玉米螟赤眼蜂成蜂均存在极高风险性,安全系数分别为5.95×10^-4, 2.69×10^-3和9.50×10^-5。【结论】噻虫胺及其混剂对意大利蜜蜂和玉米螟赤眼蜂均存在较高的毒性风险,在害虫综合治理中应谨慎使用。     

意大利蜜蜂对两种油菜花朵气味的偏爱性

【目的】明确意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）对两种油菜（甘蓝型胜利油菜 Brassica napus cv. Shengli和芥菜型马尾油菜 B. juncea cv. Mawei）的气味偏爱性及选择行为特征。【方法】本研究开展大田访花偏爱性试验、室外群体气味偏爱性试验以及室内“Y”型嗅觉仪行为反应和学习记忆试验,测定意蜂蜂群及青年采集蜂对甘蓝型胜利油菜和芥菜型马尾油菜两种油菜花朵的选择次数,并通过采集蜂训练时及训练后的喙伸反应率分析两种油菜花朵气味对采集蜂学习记忆能力的影响,最终评估意蜂蜂群及个体对这两种油茶花朵气味的选择性。【结果】大田试验12:00-13:00时间段,访问胜利油菜的意蜂数量显著高于访问马尾油菜的数量(P<0.05）。群体气味偏爱性试验14:00-15:00时间段意蜂访问胜利油菜的数量显著高于访问马尾油菜的数量（P<0.05）。行为反应试验结果显示意蜂选择胜利油菜的次数（3.86±2.83）显著高于访问马尾油菜的次数（2.28±1.87）（P<0.05）。在学习记忆试验中,随着训练次数的增加,意蜂对两种油菜花朵气味的喙伸反应率逐渐升高,相同的训练次数,意蜂对两种油菜气味的学习能力差异不显著（P>0.05）;训练结束后,随着时间的增加,意蜂对胜利油菜及马尾油菜的气味记忆逐渐下降,在24 h对胜利油菜的气味记忆明显高于对马尾油菜的气味记忆（P<0.05）。【结论】本研究证明意蜂较偏爱胜利油菜的花朵气味,花朵气味是影响其采集偏爱的重要因素,气味响应性试验可定量分析蜜蜂对花朵气味的嗅觉敏感性。     

亚致死剂量杀虫剂对意蜂工蜂嗅觉敏感性的影响

喙伸反应(PER)试验适用于评价杀虫剂对蜜蜂行为的影响。本实验利用喙伸反应研究了亚致死剂量(LD50/100～LD50/10)溴氰菊酯和吡虫啉对意蜂Apis mellifera ligustica L.工蜂嗅觉敏感性的影响。结果发现,经口饲喂溴氰菊酯5ng和10ng后,工蜂对0.1%的蔗糖溶液的敏感性显著下降(P<0.05),水应激指数降低,但对0.3%,1%,3%,10%和30%的蔗糖溶液的敏感性没有显著变化;而经口饲喂吡虫啉0.3ng和0.6ng后,工蜂对上述各浓度蔗糖溶液的敏感性变化不明显,但其水应激指数升高。     

意大利蜜蜂刚出房与性成熟雄蜂的蛋白质组差异分析

【目的】对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica刚出房雄蜂与性成熟雄蜂的蛋白质组进行比较,探讨雄蜂在性成熟过程中蛋白质表达变化,为进一步研究雄蜂发育生物学获得差异表达蛋白质方面的依据。【方法】采用双向电泳法建立意大利蜜蜂雄蜂发育过程中刚出房时与性成熟期的蛋白质表达谱,通过质谱分析与数据库检索,鉴定部分差异蛋白。【结果】在意大利蜜蜂刚出房雄蜂和性成熟雄蜂中分别检测到2 490和2 317个蛋白点,其中差异表达蛋白点有157个。在刚出房雄蜂中高度表达的蛋白点有102个;在性成熟雄蜂中高度表达的蛋白点有55个。对部分差异蛋白进行质谱分析,共鉴定了18个蛋白点,其中在刚出房雄蜂中上调表达的蛋白有肌钙蛋白、SEC13蛋白、DJ蛋白等,在性成熟雄蜂中上调表达的蛋白有副肌球蛋白、精氨酸激酶、肌动蛋白解聚因子等。【结论】意大利蜜蜂雄蜂在性成熟发育过程中,其体内大量蛋白表达发生了变化,其差异表达的蛋白质可能与骨骼、飞行肌以及精子发育等机能有关。     

意大利蜜蜂不同日龄工蜂脑部三种miRNA的表达水平

【目的】意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）是社会性昆虫,蜂群中的工蜂表现出年龄依赖性的行为转变,其行为转变的机制一直是研究的热点。本研究分别检测了3种miRNA（ame-let-7, ame-miR-13b和ame-miR-279）在不同日龄意蜂工蜂脑部的表达情况,以期为探究意蜂工蜂年龄依赖性行为变化机制提供重要线索。【方法】通过荧光定量PCR分别检测了不同发育时期（4, 8, 12, 17, 22, 26和30日龄）意蜂工蜂脑部3种miRNA的表达情况,并检验miRNA的表达差异情况。【结果】ame-let-7的表达量随工蜂日龄的增加逐渐降低,在17日龄后其表达量趋于稳定;ame-miR-13b的表达量则随着工蜂日龄的增加逐渐增加,但在26和30日龄的工蜂中稳定表达;ame-miR-279的表达量则呈类似正态分布状态,其中在12日龄工蜂中表达量最高,且在17日龄后稳定表达。这3种miRNA表达均具有明显的时间特异性。【结论】 ame-let-7, ame-miR-13b和ame-miR-279的表达与工蜂年龄依赖性行为变化具有相关性和规律性,对于深入探究miRNA的作用位点具有重要参考价值。     

RNAi沉默王浆主蛋白1(Mrjp1)基因对意大利蜜蜂工蜂学习和记忆的影响

【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(RNAinference, 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。     

意大利蜜蜂工蜂中肠的环状RNA及其调控网络分析

【目的】环状RNA(circRNA)在可变剪接、转录调控和来源基因的表达调控等方面具有重要功能。本研究旨在分析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠circRNA的数量、种类、结构特征和作用,并通过构建和分析circRNA的调控网络探索circRNA的调控功能。【方法】在实验室条件下人工饲养意大利蜜蜂工蜂,利用circRNA-seq技术对意大利蜜蜂7和10日龄成年工蜂中肠样品进行深度测序。利用find_circ软件从质控后的数据中预测circRNA。通过BLAST比对GO和KEGG数据库,对circRNA的来源基因进行功能和代谢通路注释。利用TargetFinder软件预测circRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,通过Cytoscape v.3.2.1软件对circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络进行构建及可视化。通过设计背靠背引物和线性扩增引物RT-PCR对预测出的circRNA进行验证。【结果】意大利蜜蜂工蜂中肠样品的测序平均得到136 463 071条clean reads,去除rRNA后各样品的anchor reads均在136 779 122条及以上。共预测出10 833个circRNA,长度主要介于15~1 000 nt;上述circRNA的类型丰富,其中已注释的外显子circRNA数量最多,分布在西方蜜蜂1号染色体的circRNA数量最多,其次为8号染色体。CircRNA的来源基因可注释到包括结合、细胞进程和细胞在内的45个GO条目,以及包括内吞作用、内质网蛋白加工及核糖体在内的121条KEGG代谢通路,表明circRNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长、发育、新陈代谢和细胞生命活动等生物学过程中发挥重要作用。进一步构建circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示部分circRNA可能作为竞争性内源RNA吸附结合microRNA,从而调控基因的表达水平。最后,对随机选择的3个circRNA的RT-PCR结果验证了其真实存在。【结论】本研究对意大利蜜蜂工蜂中肠中的circRNA进行预测、分析及鉴定。研究结果提供了中肠circRNA的数量、种类、结构特征、作用和调控网络的信息,揭示了circRNA可能通过作用于来源基因和作为竞争性内源RNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长发育和免疫防御中发挥作用,为深入研究circRNA在意大利蜜蜂中肠发育及胁迫响应过程中的功能奠定了基础。