兰州熊蜂蜂王头部产卵相关microRNA生物信息学分析

【目的】头部是熊蜂感觉和取食中心,也是生理行为的指挥中心。microRNA（miRNA）参与重要生理行为的调控。本研究初步探索了产卵和未产卵兰州熊蜂Bombus lantschouensis蜂王头部差异表达miRNA及其靶基因,以期探明蜂王头部miRNA在产卵过程中作用。【方法】以本土优良蜂种兰州熊蜂 B. lantschouensis 为材料,利用Solexa高通量测序技术对产卵和未产卵蜂王头部miRNA进行测序,运用生物信息学软件对miRNA及其靶基因进行预测;并应用qPCR技术验证极显著差异表达的miRNA。【结果】共获得兰州熊蜂产卵和未产卵蜂王头部miRNA的clean data数,分别为14 228 864和21 431 031 条reads;长度分析表明,在19~24 nt序列中22 nt序列数量最多,分别占产卵和未产卵蜂王序列的45.8%和45.1%。miRNA预测结果显示,共获得297个miRNA,其中270个为已知miRNA,有92个存在于蜜蜂中,其余178个分别存在于蜜蜂以外的其他物种中;另外27个为新的miRNA。在蜜蜂92个已知的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有91个,特异表达的有2个;在未产卵蜂王头部中表达的共有90个,特异表达的有1个。27个新的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有22个,特异表达的有2个;未产卵蜂王头部中表达的共有25个,特异表达的有5个。miRNA差异表达分析表明,在产卵与未产卵蜂王头部,共有8个已知miRNA表达量达到差异极显著水平（P<0.01）。qPCR结果表明,这8个表达差异极显著的miRNA均存在于熊蜂体内。在8个差异极显著的miRNA中,3个miRNA进行靶基因预测,发现它们共同调控9个靶基因,这些基因主要参与GTP结合和转录调控。【结论】本研究首次利用高通量测序技术鉴定了熊蜂头部组织的miRNA,并发现蜂王产卵与否受到miRNA差异表达的调控。结果为今后深入开展熊蜂miRNA功能验证及产卵调控机制研究奠定了基础。     

小峰熊蜂蜂毒磷脂酶A2基因的克隆及表达分析

磷脂酶A2 （phospholipase A2, PLA2）是蜂毒主要成分, 也是蜂毒的主要过敏原, 在熊蜂个体和群体防御方面具有重要功能。为了探究熊蜂A2基因的生物学功能, 本研究以小峰熊蜂Bombus hypocrita为材料进行了蜂毒PLA2基因的克隆、 鉴定与表达特性分析。结果表明： 该基因全长为2 272 bp, GenBank登录号为KF214771, 由4个外显子和3个内含子组成, 编码区（CDS）长为543 bp, 共编码180个氨基酸残基。氨基酸序列相似性分析显示, 成熟的小峰熊蜂PLA2（含有136个氨基酸）与其他蜂类PLA2的氨基酸序列相似性较高, 均包含10个保守的半胱氨酸残基、 1个保守的Ca2+结合位点和1个酶活性中心。基于PLA2氨基酸序列的系统进化树分析表明, 熊蜂属Bombus与蜜蜂属Apis在不同分支上, 属单系群, 且蜜蜂属分化较早。荧光定量PCR结果表明, PLA2基因在小峰熊蜂各日龄均有表达, 且随日龄增长, 表达量呈先上升后下降的趋势, 10日龄时出现峰值, 其表达量显著高于其他日龄（P<0.05）。半定量PCR结果表明, PLA2基因在毒腺、 卵巢、 中肠中表达量较高, 在足、 触角、 食道腺中表达量较低, 在脂肪体、 肌肉、 神经、 气管、 复眼、 脑中未表达。本研究探明了小峰熊蜂PLA2的基因结构及其表达特性, 丰富了熊蜂PLA2的生物学基础, 为进一步深入研究熊蜂PLA2生物学功能和作用机制以及开发蜂毒生物制剂等鉴定了基础。     

明亮熊蜂和意大利蜜蜂为温室草莓的授粉行为比较观察

蜜蜂和熊蜂都是理想的授粉昆虫,但熊蜂比蜜蜂更适合为温室果菜授粉,主要由于熊蜂和蜜蜂授粉时的活动方式不同。作者对明亮熊蜂和意大利蜜蜂为日光温室草莓授粉时的行为和活动方式进行了比较研究。结果表明,明亮熊蜂和意大利蜜蜂的授粉行为相似,但活动方式不同。明亮熊蜂开始访花的时间（8:00～8:05）比意大利蜜蜂（9:25～9:40）早,停止访花的时间（15:55～16:05）却比意大利蜜蜂（15:20～15:30）晚;开始访花的温度（12～13℃）也比意大利蜜蜂（>15℃）低,意大利蜜蜂在早晨和阴天不访花。明亮熊蜂个体的日活动时间271.43±4.48 s,明显比意大利蜜蜂个体的日活动时间180.00±2.64 s长,差异显著;而采集时间为105.71±1.16 s,显著长于意大利蜜蜂的76.43±3.83 s。明亮熊蜂每分钟平均访花数为8.44±0.44,极显著高于意大利蜜蜂每分钟的平均访花数2.38±0.15;明亮熊蜂访花间隔为3.81±0.42 s,极显著短于意大利蜜蜂的6.0±0.48 s。明亮熊蜂访花具有选择性,每天访早期花平均为55%,意大利蜜蜂则无选择性,每天访早期花平均为34%,二者差异显著;在9:00～12:00明亮熊蜂访早期花平均为75%,意大利蜜蜂访早期花则仅为31%。熊蜂在花间和花簇间活动频繁,平均移动距离为5.2 m;而意大利蜜蜂很少在花簇间移动,平均移动距离只有1.1 m。据此得出明亮熊蜂为日光温室草莓授粉的活动特性优越于意大利蜜蜂,从而产生更高的授粉效益。     

蜜蜂及熊蜂微孢子虫rRNA基因研究

核糖体RNA(rRNA)是一种理想的进化计时器,已广泛地应用于研究微生物的系统发育和进化关系。蜜蜂和熊蜂都被微孢子虫感染,关于蜜蜂和熊蜂微孢子虫rRNA基因研究主要有rRNA基因序列的测定分析、二级结构的研究和用rRNA基因检测诊断微孢子虫等。这些对蜜蜂和熊蜂微孢子虫系统发育的研究和微孢子虫的防治等具有重要的推动作用。     

华北地区六种熊蜂的地理分布及生态习性

2005～2007年连续3年对华北地区小峰熊蜂Bombus hypocrita、密林熊蜂B.patagiatus、红光熊蜂B.ignitus、明亮熊蜂B.lucorum、火红熊蜂B.pyrosoma和重黄熊蜂B.picipes等6种熊蜂的地理分布和生态习性进行研究。结果表明,这6种熊蜂在华北地区的地理分布差异很大,火红熊蜂分布最广,重黄熊蜂分布最窄。6种熊蜂在垂直分布上也存在差异,红光熊蜂分布于较低海拔高度地区,明亮熊蜂分布于较高海拔高度地区,但在海拔1300～1800m范围内6种熊蜂都有分布。6种熊蜂中,火红熊蜂的年活动周期较长,为180天左右。小峰熊蜂、明亮熊蜂、密林熊蜂和重黄熊蜂的年活动周期居中。红光熊蜂的年活动周期最短,为140天左右。6种熊蜂采访植物涉及到17科63种,采访植物存在一定的偏好性,主要采访豆科、菊科、蔷薇科和唇形科等植物;而且,不同种熊蜂采集植物的种类也存在较大差异。     

凯特杏花粉的离体培养及影响因子分析

采用离体培养法,在不同培养基组分含量、pH值、温度及植物生长调节物质的培养条件下,对凯特杏(Prunus armeniacaL.cv Katy)花粉的离体萌发和花粉管生长状况进行观察研究。结果表明:(1)凯特杏花粉离体萌发及花粉管生长的适宜培养基为20%蔗糖 0.04%硼酸 0.01?Cl2,最适pH为6.0,最适温度为20℃,培养20 h后,花粉的萌发率达68.76%,花粉管长度达1 083.53μm。(2)不同植物生长调节物质对花粉萌发和花粉管生长作用不同,赤霉素浓度为5~8 mg/L、矮壮素浓度为10~150 mg/L、多效唑浓度为5~10 mg/L时对凯特杏花粉萌发和花粉管生长都有促进作用,但国光丁酰肼对凯特杏花粉萌发和花粉管生长均有抑制作用。     

人工引入传粉者对油茶丰产的意义及潜在的生物安全

动物传粉在全球生态系统中提供重要服务,全球农业生产对动物传粉服务的需求稳定增长。油茶是我国特有的重要木本油料植物,栽培历史悠久,由于严格自交不亲和而高度依赖动物传粉。基于我国油茶产业发展的新形势,从资源分配和花粉限制等生态因素系统分析了油茶产量受限制的原因,提出油茶的传粉者限制效果等同于花粉限制效果,人工引入潜在的高效传粉者是解除油茶资源限制措施和传粉生态限制措施之间冲突、提高油茶产量的有效途径。论述了人工引入传粉者传粉服务的优势和挑战。对人工引入传粉者,特别是外来传粉者所面临的潜在风险和控制途径进行了梳理,提出从传粉生态服务解决油茶产量和质量问题的新思路。全文旨在为人工引入传粉者在油茶丰产中的作用提供理论与科学依据,以期促进油茶产业健康有序发展。     

意大利蜜蜂工蜂卵巢发育的研究

蜜蜂Apis mellifera L.蜂群中的工蜂卵巢发育和工蜂产卵现象受多种因素控制,了解其影响因素对养蜂生产具有重要意义。本研究将意大利蜜蜂蜂群设置为囚王群(tg1)、无王有子群(tg2)、无王无子群(tg3)以及正常有王蜂群(CK)4个试验组,通过对工蜂卵巢管的显微观察,确定不同处理组工蜂在不同时间段内卵巢的发育情况。结果表明:随着时间的延长,与CK处理组相比,tg3处理组中的工蜂卵巢发育水平最高,tg2次之,tg1最低;在31d时,4个处理组两两之间差异均达到显著水平(P<0.05)。tg1、tg2和tg3处理组中工蜂产卵前期时间分别为35、22和17d,而CK蜂群在试验期内未出现工蜂产卵现象;tg2和tg3处理组的工蜂产卵的封盖前期时间分别为8和6d,而tg1和CK组在试验期内未出现子房封盖现象。蜂群失王时间过长会刺激工蜂卵巢发育,并导致其产卵;蜂群的短期失王和蜂王老化也会刺激工蜂卵巢发育,但是刺激程度较低;蜂群中的蜂子能抑制工蜂卵巢管的发育,因此在蜂群短时间失王时可以适当地补充子脾延缓工蜂卵巢发育。     

地熊蜂蜂群发育性状评价及其饲料花粉配比优化

【目的】为了明确熊蜂蜂群发育过程中具有代表性的性状指标及其饲料花粉最优配比。【方法】以山杏Armeniaca sibirica花粉、山柳Salix caprea花粉和油菜Brassica rapa花粉为原料,通过{3,3}混料设计得到7种配比的混合花粉,分析不同混合花粉对地熊蜂Bombus terrestris(L.)无王工蜂群的产卵前时间、幼虫拖出数、幼虫总数量、幼虫总重量、蛹总数量、蛹总重量、雄蜂出房时间、出房雄蜂数量和雄蜂出生重9个蜂群性状指标的影响,使用主成分分析对蜂群性状指标进行综合评价,并通过混料回归模型预测熊蜂蜂群饲养过程中的最优花粉配比。【结果】地熊蜂无王工蜂群发育过程的9个性状指标可以归纳为幼虫发育、蛹发育、成蜂发育、蜂群发育周期4类评价因子,其中幼虫总数量、蛹总重量、雄蜂出生重、产卵前时间和雄蜂出房时间是5个主要性状指标;以蜂群主要性状指标为评价依据,得出蜂群饲养过程中最优花粉配比:当以油菜花粉单独饲喂蜂群时蜂群产卵前时间短、幼虫总数量最多、蛹总重量最大,当山杏花粉、山柳花粉和油菜花粉以1︰1.5︰1.5比例饲喂蜂群时雄蜂出房时间最短,当山柳花粉和油菜花粉以3︰1比例饲喂蜂群时雄蜂出生重最大。【结论】明确了地熊蜂无王工蜂群发育过程中的重要性状指标和饲料花粉最优配比,为进一步研究商品化熊蜂群不同发育阶段的营养需求奠定了基础。     

河北省熊蜂属区系调查(膜翅目,蜜蜂科)

作者在2005-2008年对河北省的熊蜂区系进行了调查.根据所采集的标本和中国科学院动物研究所馆藏标本,经鉴定该地区有熊蜂8亚属31种,包括河北省7新纪录种和中国新2纪录种.在河北境内,熊蜂主要分布在西部太行山区、北部坝上高原和燕山山区;采访植物涉及到18科67种,其中,豆科、菊科、蔷薇科和唇形科植物是熊蜂访问的主要对象.区系成分分析表明,河北省31种熊蜂的区系成分有5类,其中,古北区和东洋区共有种为河北省熊蜂的主要成分,为18种,占河北省熊蜂种类总数的58.06%.