中华蜜蜂工蜂视叶的胚后发育

为了研究蜜蜂视叶的胚后发育模式, 本研究通过形态解剖、免疫组织化学技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂视叶的胚后发育过程进行了系统的比较研究。结果表明: 中华蜜蜂的视叶起源自幼虫早期脑内部的两个视原基。 外部视原基经过不对称的细胞分裂产生神经节母细胞, 随后这些细胞经过快速的对称分裂, 复制自身并生成视髓层神经细胞; 外部视原基的极少数细胞分裂产生视神经节层神经节母细胞, 到蛹发育中期, 随着视神经进入的刺激, 神经节层神经细胞才开始快速增殖, 并最终形成了视神经节层的所有结构。 内部视原基的分裂方式同外部视原基相同, 最终生成视叶的视小叶部分。本研究结果提示中华蜜蜂的视叶起源自两个视原基, 大多数神经细胞在前蛹期产生, 视神经的进入刺激了视神经节层的发育。     

中华蜜蜂嗅叶胚后发育过程中的神经胶质

本研究通过形态解剖、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricius工蜂嗅叶胚后发育中神经胶质的模式进行了比较研究。结果表明:神经胶质在蜜蜂嗅叶的发育过程中起着重要的作用,它们在嗅叶发育早期就划定了神经纤维网的边界;在嗅觉神经轴突进入嗅叶之前,对神经轴突进行"分选",并引导它们进入嗅叶特定的区域,形成神经纤维球;它们不仅规定了神经纤维网的边界和区域,还为神经纤维网提供内部的分隔。中华蜜蜂神经胶质增殖的高峰期集中在幼虫发育末期和预蛹期。     

中华蜜蜂工蜂视叶胚后发育过程中的细胞凋亡

本研究通过形态解剖和原位末端标记法(TUNEL),对中华蜜蜂Apis cerana cerana视叶胚后发育过程中的细胞凋亡进行了研究,结果表明:视叶内的细胞程序性死亡开始出现在1龄幼虫末期,随后凋亡细胞数量逐渐增加;在视叶的胚后发育过程中,细胞凋亡经历了3个高峰期,即2龄幼虫、5龄幼虫和蛹发育的第2天;在视叶3个部分的发育中,视髓层中细胞凋亡的数量远远多于视小叶和视神经节层,而视神经节层最少,说明了细胞凋亡的数量和位置与各部分结构发育的时间以及神经投射有关。广泛的细胞凋亡是蜜蜂视叶发育过程中的一个显著特征。     

中华蜜蜂工蜂咽下腺胚后发育过程中细胞的增殖和凋亡

【目的】咽下腺(hypopharyngeal gland)是蜜蜂重要的外分泌腺,是工蜂合成和分泌蜂王浆的主要腺体。本研究的目的在于了解中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂咽下腺的胚后发育特点。【方法】通过组织形态学、Brd U免疫组织化学和TUNEL细胞凋亡检测等技术,对中华蜜蜂工蜂咽下腺的胚后发育过程及组织结构特点进行了比较研究。【结果】中华蜜蜂工蜂的咽下腺起源自预蛹阶段口器内壁的陷入,细胞分裂活动的高峰期集中在蛹发育的前3 d,随后分裂细胞数减少,并一直持续到蛹发育的第7天左右结束;分泌腺泡的出现大约在蛹发育的第5天。到蛹发育的末期,咽下腺已基本形成,但是没有发育完全;哺育蜂的咽下腺高度发育,分泌活动旺盛;采集蜂的咽下腺中有许多分泌细胞凋亡。【结论】本研究揭示了中蜂工蜂咽下腺胚后发育过程中细胞增殖和凋亡的模式,为昆虫咽下腺的发育和功能研究提供了一定的理论依据。     

中华蜜蜂工蜂蕈形体胚后发育中神经胶质的形成模式

本研究通过形态解剖、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂蕈形体胚后发育中神经胶质的形成过程进行了比较研究。结果表明：蕈形体中神经胶质增殖的高峰期集中在幼虫发育末期到蛹发育早期;在工蜂蕈形体的蕈体冠、蕈体柄以及小叶的发育过程中,神经胶质细胞往往先于神经纤维网出现在特定的区域,引导神经纤维网的形成。它们一方面规定了神经纤维网的边界和区域,为神经纤维网提供内部的分隔;另一方面也为神经纤维的移动提供特定的“路标"和靶向。与神经纤维网相关联的神经胶质的数量的持续增加,除了神经胶质的分裂增殖外,还有一部分来自于外部细胞体层的神经胶质的迁入。     

中华蜜蜂咽下神经节的结构和胚后发育

咽下神经节是昆虫腹神经索的第一个复合神经节, 主要调节口器附肢的活动。本研究通过形态解剖、 BrdU免疫组织化学等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana咽下神经节的组织结构和胚后发育过程进行了比较研究。结果表明： 中华蜜蜂的咽下神经节由上颚、 下颚和下唇3个神经节组成。在胚后发育过程中, 细胞增殖的活跃期主要集中在预蛹和蛹发育的第1天, 增殖活动一直持续到蛹发育的第4天结束。根据神经胶质细胞的位置和形态, 咽下神经节中的神经胶质可分为3种类型--表面神经胶质、 皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质。本研究为蜜蜂神经系统的发育和功能研究提供了理论基础。     

幼虫信息素中三种酯类对中华蜜蜂工蜂发育和采集行为的影响

为研究中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫信息素中的3种酯类成分(甲基棕榈酸酯、乙基棕榈酸酯和乙基油酸酯)对其工蜂发育和采集行为的影响, 取1日龄工蜂喂食不同食物, 把喂食食物(炼糖)中添加0.1%或1%(w/w)某种酯类的工蜂组作为处理组, 以喂食食物(炼糖)中不添加酯类(0%)的工蜂组作为对照组, 然后测定7日龄、14日龄工蜂的卵巢发育和3, 5, 7, 12, 18和21日龄工蜂王浆腺的宽度, 以及工蜂首次参加采集的日龄。结果表明: (1)在无王群中, 甲基棕榈酸酯两处理组(1%, 0.1%)的7日龄和14日龄工蜂卵巢发育率都显著低于对照组; 在无王群中, 0.1%乙基棕榈酸酯处理组的14日龄工蜂卵巢发育率极显著低于对照组; 在有王群中, 1%甲基棕榈酸酯处理组和乙基油酸酯两处理组的14日龄工蜂卵巢发育都显著低于对照组;(2)在有王群中, 甲基棕榈酸酯两处理组的5日龄和7日龄工蜂王浆腺宽度显著大于对照组, 12, 18, 21日龄工蜂王浆腺宽度极显著小于对照组; 乙基油酸酯两处理组的7~21日龄工蜂王浆腺宽度显著小于对照组;(3)3种酯类, 只有甲基棕榈酸酯处理组的工蜂首次采集日龄显著大于对照组。这些结果说明, 不同蜜蜂幼虫信息素对中华蜜蜂工蜂发育和采集行为具有不同的生物学效应。     

中华蜜蜂视觉系统中神经胶质的组成和胚后发育

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一, 对视觉系统的发育及功能起着重要的作用。本研究通过组织解剖观察、 免疫组织化学等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究。研究表明： 在中华蜜蜂视觉系统中, 根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、 皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型; 神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心; 神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移, 另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖。本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础。     

中华蜜蜂中央复合体的结构及胚后发育

中央复合体是昆虫脑中一个非常特殊的结构,与昆虫的视觉认知学习等许多复杂的行为有关。本研究通过形态解剖、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂中央复合体的组织结构以及胚后发育过程进行了比较研究。结果表明,中华蜜蜂的中央复合体包括前脑桥、中心体和2个球形的小结;中央复合体的发育从1龄幼虫开始,中心体上区的发育在末龄幼虫基本完成,前脑桥和中心体下区的发育集中在蛹发育早期;中央复合体中神经胶质数量的快速增加集中在预蛹期。本研究为昆虫中央复合体的发育以及功能研究提供理论基础。     

基于免疫组织化学方法的中华蜜蜂蕈形体胚后发育过程中细胞增殖和凋亡的观察

蕈形体是昆虫学习和其他复杂行为的整合中心。本研究通过形态解剖、BrdU免疫组织化学和原位末端转移酶标记(TUNEL)细胞凋亡检测等技术, 对中华蜜蜂Apis cerana cerana蕈形体胚后发育过程中细胞的增殖和凋亡模式进行了比较研究。结果表明： 中华蜜蜂的蕈形体起源自幼虫早期脑背侧的几个大型的成神经细胞, 它们通过不对称的细胞分裂产生成神经细胞, 随后这些细胞经过多次对称分裂形成中增殖细胞群和侧增殖细胞群, 最终生成了所有的Kenyon细胞。蕈形体的蕈体柄出现在3龄幼虫; 蕈体冠体积的迅速增加发生在蛹期。蕈形体发育过程中, 细胞凋亡主要集中在蛹发育期的3-6 d内, 细胞凋亡的开始和细胞增殖的终止在时间和空间上非常一致。本研究为蜜蜂学习记忆等行为学研究提供了理论依据。     

中华蜜蜂蕈形体的发育

中华蜜蜂(Apis cerana cerana)的脑由前脑、中脑和后脑三部分构成,蕈形体位于前脑的背侧,是其重要的学习及其他复杂行为的整合中心。通过对中华蜜蜂工蜂的幼虫、蛹及成虫的蕈形体形态发育的观察研究,发现中华蜜蜂的蕈形体包含约1000个成神经细胞,它们最终形成了蕈形体的所有Kenyon细胞。这些成神经细胞来自于在新孵化的幼虫脑中已存在的四丛成神经细胞,每一丛细胞的数量不多于45个。蕈形体柄区的出现约在3龄幼虫,而α叶和β叶在5龄幼虫已可明显辨认。冠区出现较晚,大约在蛹期的第二天以后。由于社会性昆虫复杂的学习、记忆和认知需求,其蕈形体的体积和复杂程度都优于其他昆虫。     

中华蜜蜂气味受体AcerOr2的体外表达特性研究

本研究旨在对中华蜜蜂Apis cerana cerana气味受体基因AcerOr2体外表达特性进行分析验证。本研究利用qRT-PCR和Western blotting检测体外RNA干扰（RNAi）的效果,并通过钙离子成像检测该受体在RNAi前后对气味配体的结合特性。结果显示：体外AcerOr2的最佳干扰浓度为5 μg的dsAcerOr2,其能有效抑制目的基因在Sf9细胞中mRNA和蛋白的表达,且AcerOr2本身缺乏对植物气味物质的敏感性,只对其激动剂VUAA1敏感,RNAi后其对VUAA1敏感也有所降低。AcerOr2体外表达特性的验证,可以为进一步研究AcerOr2在嗅觉过程中的功能机制提供基础。     

意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)与中华蜜蜂(Apis cerana ceraca)的生态位比较

为了明确中华蜜蜂和意大利蜜蜂在皖南山区生态适应性,研究两种蜜蜂的食物生态位、时间生态位和空间生态位及其差异,结果是中蜂与意蜂食物(蜜源植物)资源生态位宽度分别是 0.923、0.765,中蜂对蜜源植物采集喜好性差异小,而意蜂差异大,中蜂对意蜂生态位重迭为0.160,中蜂对意蜂生态位相似性为0.755;油菜花期,中蜂与意蜂时间资源生态位宽度分别是0.879、0.801,枇杷花期,分别是0.760、0.677,中蜂与意蜂的空间资源生态位宽度分别是0.797、0.670.中蜂3种生态位宽度均大于意蜂,中蜂三维生态位值是意蜂的1.61倍和1.57倍.表明中蜂在皖南山区生态适应性比意蜂强.     

中华蜜蜂和意大利蜜蜂蜂毒前溶血肽原蛋白cDNA的克隆与序列分析

分别从中华蜜蜂Apis cerana cerana和意大利蜜蜂Apis mellifera工蜂毒腺中抽提总RNA,通过RT-PCR方法扩增,各得到了蜂毒前溶血肽原蛋白的cDNA,再将扩增产物克隆到pGEM-Teasy载体上,进行测序和序列分析。结果表明,所扩增到的这两个片段长度均为213 bp,均为编码蜂毒前溶血肽原的cDNA,并分别推导出两者所编码的氨基酸序列。经序列比较,中华蜜蜂前溶血肽原与意大利蜜蜂、印度蜜蜂Apis cerana indica前溶血肽原的同源性都为97%。所报道的中华蜜蜂蜂毒前溶血肽原的核苷酸序列的GenBank登录号为AF487907。     

中蜂的传粉作用研究

蜜蜂授粉在维持自然生态系统的平衡与发展过程中发挥着重要作用,也与农业生态系统中农作物的增产及品质提升有着密切联系.中蜂(中华蜜蜂Apis cerana cerana)是我国特有的蜜蜂遗传资源,广泛分布于除新疆以外的华南、中南、西南、西北、华北及东北等地区,野生资源丰富、民间饲养基础好,种群数量大,是本土开花植物的重要传...     

Hemolymph proteome changes during worker brood development match the biological divergences between western honey bees (Apis mellifera) and eastern honey bees (Apis cerana)

Background

Hemolymph plays key roles in honey bee molecule transport, immune defense, and in monitoring the physiological condition. There is a lack of knowledge regarding how the proteome achieves these biological missions for both the western and eastern honey bees (Apis mellifera and Apis cerana). A time-resolved proteome was compared using two-dimensional electrophoresis-based proteomics to reveal the mechanistic differences by analysis of hemolymph proteome changes between the worker bees of two bee species during the larval to pupal stages.

Results

The brood body weight of Apis mellifera was significantly heavier than that of Apis cerana at each developmental stage. Significantly, different protein expression patterns and metabolic pathways were observed in 74 proteins (166 spots) that were differentially abundant between the two bee species. The function of hemolymph in energy storage, odor communication, and antioxidation is of equal importance for the western and eastern bees, indicated by the enhanced expression of different protein species. However, stronger expression of protein folding, cytoskeletal and developmental proteins, and more highly activated energy producing pathways in western bees suggests that the different bee species have developed unique strategies to match their specific physiology using hemolymph to deliver nutrients and in immune defense.

Conclusions

Our disparate findings constitute a proof-of-concept of molecular details that the ecologically shaped different physiological conditions of different bee species match with the hemolymph proteome during the brood stage. This also provides a starting point for future research on the specific hemolymph proteins or pathways related to the differential phenotypes or physiology.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1186/1471-2164-15-563) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

中蜂与意蜂无王群培育非自身蜂种蜂子及改造王台特性

以中华蜜蜂和意大利蜜蜂为试验材料,通过组织相应无王群,把一蜂种无王群中的子脾加入到另一蜂种无王群中,进行中蜂和意蜂无王群培育非自身蜂种蜂子和改造王台特性研究,当未培育出蜂王时,分别从原有王群中调入子脾进行第2、第3期试验。结果表明:中蜂无王群中的工蜂会清除引入意蜂子脾中的蜂卵,但随着引入意蜂子脾封盖子羽化出房的意蜂幼蜂数量增加而逐渐接受意蜂幼虫,蜂群未改造意蜂王台,只培育出中蜂蜂王;意蜂无王群中的工蜂会随着引入中蜂子脾中羽化出房的中蜂幼蜂数量增加而逐渐接受中蜂卵及幼虫,并从第2期试验开始会改造中蜂王台,但最终只培育出意蜂蜂王。     

中华蜜蜂雄蜂脑部组织结构观察

通过组织化学方法,对中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricius雄蜂的脑部的形态结构进行观察。结果表明,雄蜂的脑由前脑、中脑和后脑三部分构成,前脑视叶两侧具有大而显著的复眼,而其他结构相对较小。蕈形体在脑中所占的比例小于工蜂和蜂王;中心体的比例小于工蜂,与蜂王接近;中脑的嗅叶相对较为发达,这使它们在同蜂王的交配过程中,能够更灵敏地接收来自于蜂王性外激素的刺激。中华蜜蜂雄蜂的嗅叶具有性二态现象,但是与意大利蜜蜂Apis mellifera L.雄蜂发达的巨大纤维球复合体相比,中华蜜蜂并不明显;除此之外,它们在脑部结构上没有显著差异。