西方蜜蜂不同级型王浆主蛋白MRJP8基因的表达差异

王浆主蛋白在蜜蜂的级型分化中具有重要的功能。为探究mrjp8在西方蜜蜂Apis mellifera不同级型的表达模式及功能差异。【方法】 利用荧光定量PCR技术对西方蜜蜂工蜂、 雄蜂和蜂王不同发育时期和不同组织的mrjp8表达水平进行检测。【结果】 工蜂体内mrjp8在9日龄前后的毒腺组织内特异性高表达, 为参照基因表达量的上万倍, 在其他发育时期和组织的表达量则明显较低, 其表达具有明显的时空特异性; 在雄蜂体内其表达量与对照相当; 在蜂王体内表达量可达参照的近1 000倍, 没有组织特异性。【结论】 mrjp8的这种表达模式提示其在工蜂防御及维系蜂王长寿命方面有积极作用, 这为进一步研究该基因乃至整个王浆蛋白基因家族的进化和功能分化提供了依据。     

蜜蜂级型分化机理

蜜蜂Apis spp.能有效地为多种植物及农作物授粉, 具有重要的经济和生态价值; 蜜蜂作为高度真社会性昆虫, 已成为社会生物学研究的模式生物。社会性昆虫的生殖劳动分工具有重要的进化意义, 而级型分化是形成生殖劳动分工的基础。近年来, 关于蜜蜂级型分化的研究已取得诸多重要成果, 其机理也得到了较为深入的阐释。营养差异引发蜜蜂幼虫的级型分化。蜂王浆中的主要蛋白组分之一--Royalactin是诱导蜂王发育的关键营养因子, 而脂肪体细胞的表皮生长因子受体介导了Royalactin的这种蜂王诱导作用。DNA甲基化是重要的表观遗传机制之一, 且与个体发育和疾病发生紧密相关, 近来的研究表明DNA甲基化在蜜蜂级型分化过程中发挥重要的调控作用。此外, 越来越多的研究进一步深化了人们对内分泌系统调节级型分化作用的认识。本文从关键营养因子调控、 表观遗传调控和内分泌调节3方面综述蜜蜂级型分化的机理, 并对未来的研究提出可能的方向。     

蜜蜂级型分化相关生理因子研究进展

蜜蜂Apis melliferaL.是典型的社会性昆虫,蜂群内蜂王和工蜂的级型分化现象吸引了众多研究者的高度关注。蜜蜂级型分化是一个极为复杂的生长发育调节过程,许多重要生理因子参与其中,包括保幼激素、蜕皮激素、胰岛素/胰岛素类似物信号通路等。本文概述了蜜蜂级型分化相关生理因子研究进展:保幼激素决定着蜜蜂级型发育的轨迹并能阻止卵巢发育过程中细胞的程序性死亡;蜕皮激素协同保幼激素发挥调节作用;蜜蜂蜂王与工蜂的躯体大小及相关器官大小的级型特异性差异与胰岛素/胰岛素类似物信号通路密切相关。此外,本文还介绍了蜜蜂级型分化模型,该模型系统描述了上述各生理因子对级型分化的综合作用。     

蜜蜂级型分化机理

蜜蜂是整个大自然生态系统中不可或缺的一部分,能有效地为多种植物和农作物授粉。蜜蜂是典型的真社会性昆虫,其生殖劳动分工现象有重要进化意义。而级型分化是导致劳动分工的一个重要因素,蜜蜂级型分化现象的机理研究已成为目前重要的研究热点之一。本文对近年来蜜蜂级型分化机理方面的研究进展进行了综述。国内外很多学者从营养、激素、基因表达、蛋白质和表观遗传等方面对蜜蜂级型分化机理进行了研究。蜂王浆中富含的57 kDa、蜂王幼虫期充足的食物量以及蜂王幼虫期高滴度的保幼激素(JH)和蜕皮激素(MA)等都可促进蜂王卵巢的发育以及诱导蜂王表型产生;而工蜂浆中富含的双香豆酸可诱使工蜂表型的产生。近年研究表明,表皮生长因子受体(Egfr)、胰岛素受体底物基因(Irs)、雷帕霉素基因(Tor)和甲基转移酶3(Dnmt3)等基因均可影响蜂王和工蜂的分化;蛋白质表达谱分析表明,不同时间点的蜂王幼虫和工蜂幼虫表达的差异蛋白质很多;表观遗传分析表明,DNA甲基化、microRNAs以及组蛋白乙酰化均是导致蜂王和工蜂级型分化的因素。此外,发育空间和蜂王浆均可通过调控基因的DNA甲基化水平影响蜜蜂幼虫的级型分化。     

熊蜂级型分化研究进展

熊蜂是众多野生植物及农作物的有效授粉昆虫,具有重要的经济和生态价值。熊蜂复杂的生长发育过程及社会性使其成为社会生物学研究的最佳模式生物之一。社会性昆虫的生殖劳动分工具有重要的进化意义,而级型分化是形成生殖劳动分工的基础。蜜蜂级型分化的研究已取得诸多重要成果,其机理也得到了较为深入的阐释,而熊蜂的社会性研究尚未形成系统,与蜜蜂研究相差甚远。近来的研究表明,饲喂频率或者饲喂总量的差异能够引起熊蜂级型分化的发生。保幼激素和蜕皮激素与熊蜂幼虫的发育紧密联系,在熊蜂级型分化的过程中发挥重要作用。一些参与蜜蜂级型分化的基因,在熊蜂级型间也存在差异表达。此外,群体间的相互作用以及蜂王和工蜂间的竞争也是促进熊蜂级型分化发生的重要因素。本文从营养、激素调控、群体发展及相互作用等方面综述熊蜂级型分化机制,并对未来的研究提出可能方向。     

西方蜜蜂(Apis mellifera L.)体内王浆蛋白MRJP6基因的表达

为探究蜜蜂王浆MRJP6基因在意大利蜜蜂体内的时空表达情况,为进一步的功能研究提供依据。本研究利用实时荧光定量PCR技术对西方蜜蜂不同级型、发育时期和组织内的mrjp6表达量进行检测和分析。结果表明mrjp在蜜蜂幼虫和蛹期的表达水平较低,与对照基本一致,但在成年蜜蜂体内表达量显著提高,约为对照的2~5~2~8倍(p0.05);在成年三型蜂体内,其在雄蜂体内表达量低,约为对照的2~5倍,而在雌性的工蜂和蜂王体内表达量明显较高,可达28倍(p0.05)。这说明mrjp6的表达与蜜蜂的性别有关。但其在工蜂和蜂王之间的表达没有差异,显示其表达与蜜蜂级型无关;进一步的研究表明,成年工蜂体内,mrjp6在哺育蜂和采集蜂体内表达量很高且比较稳定,通过对不同组织的检测表明该基因主要是在蜜蜂的头部特异性高表达。作为王浆蛋白家族的一员,mrjp6在成年雌性蜜蜂头部高水平表达,但又与典型的一般王浆蛋白在9日龄前后哺育蜂体内高表达、其他阶段低表达的模式不同,说明其具有不同于一般王浆蛋白的功能,分析其可能与蜜蜂神经系统的功能以及成年雌性蜜蜂复杂的行为发育模式有关。     

中华蜜蜂mrjp1 cDNA的克隆及其序列分析

构建中华蜜蜂(Apis cerana cerana)8日龄工蜂头部cDNA文库,利用中蜂基因组的mrjp3部分基因片段作为杂交探针,采用DIG标记筛选cDNA文库,获得mrjps阳性克隆120个;对阳性克隆进行PCR扩增和测序,通过NCBI的BLAST序列比对,获得12个与印度蜂(Apis cerana india)、西方蜜蜂(Apis mellifera L.)mrjp1基因同源的中蜂mtjp1 cDNA片段,并进一步对中华蜜蜂mrjp1的cDNA全序列进行测定和分析。序列比对分析表明,东方蜜蜂(Apis cerana)与西方蜜蜂mrjp1的cDNA序列相似性为93．78％,中华蜜蜂与印度蜂的相似性高达99．36％,这一结果从分子水平证实中华蜜蜂与印度蜂有较近的共同祖先,而东方蜜蜂与西方蜜蜂的亲缘关系较远。     

蜜蜂蜂王与工蜂级型分化研究进展

蜜蜂ApismekiferaL .是典型的社会性昆虫 ,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的二倍体成蜂 ,但是在形态、生理、行为等方面有明显的差异 ,属于不同的级型。蜂王和工蜂的级型分化的关键时期发生在幼虫的 4龄末至 5龄止。分化是由分化基因调控的 ,幼虫期食物的质和量是分化的外部决定因子。JH对两级型中卵巢的分化有非常重要的调控作用。蜜蜂脑或其它组织中可能有分泌调控CA的咽侧体调节激素 ,它们通过对CA中JH的合成和分泌的调控而参与了分化的调控。章鱼胺等生物胺也参与了分化调控过程。     

蜜蜂卵巢激活研究进展

蜜蜂Apis作为典型的社会性昆虫,最重要的特征就是生殖劳动分工。卵巢激活是蜜蜂发挥生殖能力的重要影响因素。本文对蜜蜂卵巢激活的影响因素、蜜蜂卵巢激活相关的基因表达及microRNA在蜜蜂卵巢激活过程中的可能作用进行了介绍,为研究蜜蜂级型分化和生殖劳动分工的分子机制提供依据。     

蜜蜂体内王浆主蛋白基因mrjp9的转录表达研究

蜜蜂体内有9种王浆蛋白基因(major royal jelly protein,MRJPs1～9),其中MRJPs1～5在蜂王浆中含量较高,是蜂王浆生物学功能的基础。MRJPs6～9在王浆中没有或含量极少,且功能未知。为研究非王浆蛋白组分的MRJP9的生物学功能,本研究用RT-PCR的方法对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola不同组织,不同部位,不同级型样本中mrjp9的转录水平进行检测和定量。结果发现mrjp9在蜜蜂的幼虫、蛹和成年蜜蜂的各组织部位均广泛转录表达,但其在幼虫、蛹和刚出房的成年蜜蜂体内表达水平较低,而在成年采集蜂体内表达水平则较高,其表达与蜜蜂的发育时期有关。通过对在成年蜜蜂体内各组织部位的表达水平进行检测的结果显示该基因主要在蜜蜂的头、胸和王浆腺等组织部位的表达较高,其他组织部位表达较少。此外,该基因也在雄蜂和蜂王体内广泛表达,不受蜜蜂性别和级型的影响。这些结果说明mrjp9是一与蜜蜂发育有关的基因,可能与蜜蜂的行为发育和分工调控有关。     

具有不同嗅觉学习能力的工蜂的遗传背景分析

【目的】蜜蜂是由不同亚家系组成的社会性群居昆虫,为了研究具有不同嗅觉学习能力的工蜂的遗传背景差异。【方法】本试验以中华蜜蜂Apis cerana cerana为材料,通过微卫星技术分析了两组嗅觉学习能力不同工蜂的亚家系分布情况。【结果】同一蜂群中拥有两种不同学习能力的工蜂在各亚家系的分布不存在显著差异(P>0.05)。【结论】蜜蜂嗅觉学习能力可能与亚家系组成无关,而由更精确的遗传因子调控。     

表观遗传学与蜜蜂级型分化的研究进展

蜜蜂是一种高度社会化的昆虫,一个完整健康的蜂群通常是由蜂王、工蜂和雄蜂组成。尽管蜂王和工蜂的遗传物质相同,但它们在形态特征、行为职能和寿命方面表现出显著的差异。许多研究结果表明,营养因素是造成蜜蜂级型分化现象的主要原因,它可以影响蜂王幼虫和工蜂幼虫体内大量基因和蛋白的差异表达。随着表观遗传学的发展,人们对基因表达的调控机制有了新的认识,它与DNA甲基化、非编码RNA调控和组蛋白乙酰化等密切相关。这也为蜜蜂级型分化的分子机制提供了新的理论。本文就表观遗传学和蜜蜂级型分化的研究进展做一综述。     

社会性昆虫级型和行为分化机制研究进展

社会性的出现是生物演化过程中的重要革新, 理解社会性的演化和调控机制具有重要的理论和实际意义。社会性昆虫的个体间有着明显的级型分化和劳动分工, 这有利于它们适应复杂的环境变化。理解社会性昆虫如何产生不同的形态、行为和生活史特性, 一直是进化和发育生物学的重要目标。随着测序技术的不断更新及生物信息学的快速发展, 已经有众多关于社会性昆虫级型和行为分化机制的研究报道。本文通过整理社会性昆虫研究的已有成果, 从环境因素、生理调控和分子机制等方面对社会性昆虫级型和行为分化机制相关研究进展进行了综述, 并对未来的研究方向做出了展望。根据现有证据, 社会性昆虫所生活的生物环境(食物营养、信息素、表皮碳氢化合物)和非生物环境(温度、气候等)均能直接或间接影响社会性昆虫级型和行为的分化; 保幼激素、蜕皮激素、类胰岛素及生物胺等内分泌激素和神经激素对社会性昆虫的级型和行为分化也有重要的调控作用; 此外, 遗传因素、新基因等DNA序列或基因组结构上的变化以及表观遗传修饰、基因的差异表达等基因调控机制均能不同程度地影响社会性昆虫的行为分化。本文建议加强昆虫纲其他社会性类群如半翅目蚜虫和缨翅目蓟马等的社会性行为及其演化机制的研究, 以加深对社会性昆虫起源及其行为演化的理解和认识。     

蜜蜂(Apis mellifera L.)蛹期呼吸代谢的测定

一、前言 蜜蜂系典型合群性昆虫,蜂群中具有三种类型的成员(或级),即蜂王(?)、雄蜂(?)和工蜂(?)。工蜂是雌性个体,由于性腺不发育,不能进行生殖。蜜蜂不同型的分化基本上皆在蛹期完成,所以比较蜜蜂蛹期的呼吸代谢,以便了解呼吸代谢变化与类型差异的关系。全变态类昆虫在蛹期的呼吸代谢变化多呈现U形曲线。Melampy和 Willis(1939)     

蜜蜂microRNA的研究进展

MicroRNA (miRNA)是一类长度为18~24 nt的内源性非编码小RNA分子,它能通过与靶标mRNA 分子互补结合抑制蛋白质翻译或导致 mRNA 降解,从而调控靶基因表达。蜜蜂是重要的社会性经济昆虫,一直是国际上热门的研究对象。迄今为止,通过各种生物技术在蜜蜂中发现已鉴定注册的miRNA共有218个,对蜜蜂miRNA的研究表明其在蜜蜂的胚胎发育、级型分化、劳动分工和免疫防御等方面可能具有重要的调控作用。本文就miRNA对蜜蜂蜂王和工蜂级型分化、哺育蜂和采集蜂劳动分工、舞蹈行为、脑部神经功能及免疫防御等方面调控作用的最新研究进展进行了综述,以期为进一步研究miRNA提供借鉴和参考。     

蜜蜂肠道微生物与其社会性的关系

蜜蜂是一种典型的营群居生活的社会性昆虫,相比独居生活的昆虫,其肠道微生物具有独特的区系结构。这种独特肠道微生物与其社会性之间的关系是一个重要的科学问题。现有研究显示,蜜蜂肠道的优势菌包括9大类群。消化道不同区段的优势菌种类和丰度存在差异。主要表现为前肠种类少、丰度低、后肠种类多、数量大,占了全消化道微生物的99%以上。不同社会分工的蜜蜂肠道微生物区系结构存在差异,肠道微生物会通过影响胰岛素信号的传导、保幼激素和卵黄原蛋白的合成以及蜜蜂抗氧化应激的能力等对蜜蜂的级型分化、社会分工、摄食行为及寿命长短产生调节作用。除此之外,蜜蜂肠道微生物还具有激活免疫、抑制病原菌生长、降解食物、促进养分吸收、解毒、发酵蜂蜜和蜂粮等作用。主要针对蜜蜂肠道微生物的基本特征及其与蜜蜂社会性的关系作一简要综述。     

狄斯瓦螨与蜜蜂的寄生关系

蜜蜂Apis spp.是重要的经济昆虫,也是研究最为深入和广泛的社会性昆虫。狄斯瓦螨Varroa destructor是蜜蜂的体外寄生虫,是对西方蜜蜂Apis mellifera蜂群健康危害最为严重的生物因子。近十多年来,由于全球蜂群损失现象严重,而同时以蜜蜂为代表的授粉昆虫的健康直接关系到农业生产和生态安全,关于狄斯瓦螨与蜜蜂的寄生关系的研究受到极大关注。作为社会性昆虫的一种体外寄生虫,狄斯瓦螨不仅需要适应蜜蜂个体的生长发育,借助蜜蜂化蛹期间的封盖期完成繁殖,同时还要能够逃避蜜蜂社会性行为的清理。本文从狄斯瓦螨的生物学特性以及其与寄主间的互作关系等方面进行论述,以期进一步理解寄生虫-无脊椎动物寄主(特别是社会性昆虫寄主)的相互作用,为寄生虫病学研究提供借鉴。     

蜜蜂上颚腺及其分泌物研究进展

上颚腺是蜜蜂重要的外分泌腺体,其分泌物是维系蜂群社会性结构的重要物质。蜂王和工蜂上颚腺分泌物合成均以硬脂酸为合成前体,但在脂肪酸的β-氧化过程中表现出级型差异性,导致分泌物组分比例不同。蜂王上颚腺分泌物以9-羰基-2癸烯酸(9-ODA)为主,有吸引工蜂和雄蜂、抑制工蜂卵巢发育等作用;工蜂上颚腺分泌物以10-羟基-2癸烯酸(10-HDA)和10-羟基癸酸(10-HDAA)为主,是蜂王浆的重要组成部分。同时,这种具备典型级型差异的分泌物组成又具有级型间可塑性,在不同蜂种间也存在区别。近年来在转录水平和蛋白水平的一些研究进一步揭示了级型间差异的分子基础。针对蜜蜂上颚腺及其分泌物的研究在蜜蜂生物学、行为学和蜂产品质量控制等方面具有重要的意义。本文通过总结国内外相关研究进展,旨在为上颚腺分泌物的作用机制、生物合成机制等领域的进一步深入研究提供借鉴。     

蜜蜂幼虫血淋巴游离氨基酸和微量元素含量的差异对其抗螨特性的影响

重新界定的外寄生螨类---狄斯瓦螨Varroa destructor(Anderson and Trueman),严重危害全世界的西方蜜蜂Apis mellifera。但是对其原始寄主东方蜜蜂Apis cerana不构成可见的危害。在西方蜜蜂群中,狄斯瓦螨在雄蜂房和工蜂房都能进行繁殖。在其亚洲的原始寄主东方蜜蜂群中,它们可以寄生于雄蜂和工蜂,但在工蜂房中不育。蜜蜂的血淋巴是狄斯瓦螨生存和繁殖需要摄取的惟一食物来源,推测血淋巴中的某种物质含量会影响狄斯瓦螨的繁殖。对中华蜜蜂Apis ceranaFabricius和意大利蜜蜂ApismelliferaL.工蜂和雄蜂封盖幼虫血淋巴中游离氨基酸和与营养有关的微量元素含量进行了比较,发现其存在明显差异,并推测这些差异与东方蜜蜂抗螨能力强有关。     

化学感受蛋白Amel-CSP3和Amel-CSP4在意大利蜜蜂成年工蜂中的时空表达水平研究

[目的]化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)广泛存在于昆虫的触角等化学感受器中,在昆虫的化学感受系统中发挥着重要的作用,为探究Amel-CSP3和Amel-CSP4在意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica成年工蜂中的时空表达水平及功能。[方法]首先通过荧光定量PCR技术检测了Amel-CSP3和Amel-CSP4在哺育蜂和采集蜂的触角、头部、胸部、腹部和腿的表达水平;然后对不同日龄工蜂(1,6,12,18,28日龄)触角中Amel-CSP3和Amel-CSP4的表达情况进行检测。[结果]Amel-CSP3在哺育蜂和采集蜂触角均具有较高的表达水平,其在28日龄触角中的表达水平最高,显著的高于其他日龄(P0.05);Amel-CSP4仅在工蜂触角表达,其在触角中表达水平随着工蜂日龄的增加而逐渐降低。[结论]Amel-CSP3和Amel-CSP4在意大利蜜蜂工蜂中的表达水平具有显著地时空特异性,这对探究Amel-CSP3和Amel-CSP4以及整个CSPs家族的功能具有一定的生物学意义。