中华蜜蜂气味受体基因AcerOR113的克隆与时空表达分析

【目的】鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana气味受体基因并分析其结构特征,明确其在外界蜜粉源充足和缺乏时期不同发育阶段各组织中的表达差异,以期为该基因的功能研究提供理论依据。【方法】利用RT-PCR技术从中华蜜蜂采集蜂触角中扩增获得气味受体基因的cDNA序列;利用生物信息学软件预测分析其编码蛋白的结构特性;采用MEGA6.0邻接法(neighbor-joining)构建系统进化树;利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在不同蜜粉源条件下在中华蜜蜂不同日龄(1,5,10,15,20,25和30日龄)工蜂的不同组织(触角、头(去除触角)、胸(去除翅)、腹、足和翅)中的表达差异。【结果】从中华蜜蜂采集蜂触角中克隆获得了中华蜜蜂气味受体基因Acer OR113的cDNA序列(Gen Bank登录号:KT252877.1)。该基因的开放阅读框(ORF)长1 035 bp,编码344个氨基酸,成熟蛋白分子量为40.13 kD,理论等电点(pI)7.05,无信号肽,含有6个跨膜结构且N端位于胞内,在第59-343位氨基酸之间存在一个昆虫气味受体家族7tm-6 superfamily保守结构域。Acer OR113与西方蜜蜂Apis mellifera的Amel OR113亲缘关系最近,氨基酸序列一致性高达94%。实时荧光定量PCR结果显示,无论外界环境中蜜粉源是否充足,Acer OR113在不同日龄工蜂触角中的表达量均极显著高于其他组织(P0.01),腹部中的表达量最低;外界蜜粉源充足时各日龄工蜂触角中Acer OR113的表达量均极显著低于蜜粉源缺乏时相应日龄工蜂触角中的表达量(P0.01)。【结论】Acer OR113具有昆虫气味受体的典型特征,其基因特异性高表达于中华蜜蜂成虫触角中,且表达量在外界蜜粉源缺乏时期高于在蜜粉源充足时期,推测其主要与识别外界蜜粉源的花香气味有关。     

中华蜜蜂气味结合蛋白基因OBP4的分子特性及时空表达

气味结合蛋白OBPs在蜜蜂识别气味分子和生理反应的过程中起到了十分重要的作用。本研究通过利用生物信息学软件预测分析中华蜜蜂Apis cerana cerana气味结合蛋白基因OBP4(AcerOBP4)编码的蛋白理化特性和结构特征;采用MEGA 5.2软件中的邻位相连法(Neighbor-joining, NJ)构建AcerOBP4及其它昆虫OBPs的系统发育树;通过qRT-PCR技术分析AcerOBP4在中华蜜蜂的哺育蜂、采集蜂和1日龄工蜂各组织的表达情况。结果表明,中华蜜蜂和意大利蜜蜂Apis melliferaOBP4(AmelOBP4)氨基酸同源性为78%,AcerOBP4在中华蜜蜂的触角表达量最高,其次是足和头部组织表明该基因与蜜蜂的嗅觉行为密切相关。此外,AcerOBP4在蜜蜂脑部有一定的表达,但是在腹部组织表达量很低。该研究结果丰富了蜜蜂OBPs表达特性的研究数据,同时也为继续深入研究OBP4在中华蜜蜂中是否影响嗅觉行为提供了基础。     

中华蜜蜂气味受体基因AcOr170的克隆与序列分析

本研究采用自行设计的引物对中华蜜蜂Apis cerana cerana雄蜂触角中气味受体基因(Odorant receptors 170)Ac Or170的c DNA序列进行了克隆和序列分析,以探寻中华蜜蜂雄蜂气味受体Ac Or170基因在近缘种昆虫间的进化差异。结果表明:中华蜜蜂雄蜂气味受体基因Ac Or170的c DNA序列总长度为1356 bp,编码区序列长度为1188 bp,共编码396个氨基酸,其分子量为46.272 k Da,等电点8.96,Genbank登录号:KX264359。结构域的分析结果显示,该蛋白具有7tm-6一个保守结构域。经序列比对后发现,Or170的序列在中华蜜蜂、西方蜜蜂和大蜜蜂间的亲缘性很近。     

中华蜜蜂气味受体AcerOR57的表达及定位分析

为研究中华蜜蜂气味受体AcerOR57的表达及定位,利用实时荧光定量PCR和Western blot技术检测气味受体AcerOR57 mRNA及蛋白在1日龄工蜂和雄蜂、采集蜂及性成熟雄蜂各部位(触角、头、胸、腹和足)的相对表达量;通过免疫组织化学技术检测该基因受体蛋白在中华蜜蜂触角中的表达定位。结果表明:AcerOR57转录本在1日龄工蜂和采集蜂,1日龄雄蜂和性成熟雄蜂各部位均有表达,但表达程度不一:在1日龄工蜂、采集蜂的触角和1日龄雄蜂、性成熟雄蜂的头部中高丰度表达,均极显著高于其它部位(P0.01);Western blot结果显示,AcerOR57受体蛋白在1日龄工蜂和采集蜂触角中的表达量高于其它部位,这与荧光定量PCR结果相一致;但该蛋白在1日龄雄蜂和性成熟雄蜂的触角和头部表达均不明显,与mRNA水平表达结果相反;免疫组化结果显示,AcerOR57在工蜂和雄蜂触角的毛形感器、板形感器和锥形感器中表达。在1日龄工蜂和性成熟雄蜂中,毛形感器所占的比例大于板形感器,说明其主要在毛形感器中表达;在1日龄雄蜂和采集蜂中,板形感器的表达量比毛形感器表达量多,说明其主要在板形感器中表达;除采集蜂外,其它样本中均发现少量锥形感器的表达。推测AcerOR57可能在探测外界气味分子中发挥一定的作用,这为进一步研究气味受体的功能提供了理论依据。     

中华蜜蜂气味结合蛋白基因AcerOBP7的克隆及序列分析

[目的]克隆中华蜜蜂(Apis cerana cerana) Acer OBP7基因并分析其相关生物学信息。[方法]收集中华蜜蜂样本,提取总RNA,反转录制备c DNA。设计特异性引物,PCR扩增Acer OBP7基因的ORF序列。利用多种生物信息学软件对编码蛋白的理化性质和结构特征进行预测和分析。[结果]获得中华蜜蜂气味结合蛋白基因Acer OBP7的c DNA序列。Acer OBP7基因的开放阅读框(ORF)长438 bp,编码145个氨基酸。存在信号肽,无跨膜结构,在53～140个氨基酸之间有一个昆虫气味结合蛋白家族的PBP-GOBP家族的保守结构域,信号肽源于氨基酸中的1～20位,其对应的剪切位点落在氨基酸中的20位与21位间。有一些相对清晰的疏水区。[结论]Acer OBP7蛋白属于Classical OBP亚家族,具有典型的PBP-GOBP家族结构,是一种分泌蛋白。     

中华蜜蜂嗅觉受体AcerOrco的表达及定位分析

【目的】通过对中华蜜蜂Apis cerana cerana嗅觉受体AcerOrco的表达及蛋白定位分析,阐明AcerOrco的表达特性,以期为进一步探索其功能提供理论依据。【方法】分别通过qRT-PCR技术和Western blot技术对中华蜜蜂气味受体AcerOrco mRNA及蛋白在内勤蜂和采集蜂5个组织部位(触角、头、胸、腹和足)中的相对表达量进行分析,采用免疫组化技术对AcerOrco蛋白的表达进行定位分析。【结果】定量结果显示,AcerOrco转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,其中触角中的表达量最高;该基因在采集蜂各组织中的表达量普遍高于内勤蜂。AcerOrco受体蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中也均有表达,在触角和头部的表达量明显高于其他组织。定位结果显示,在内勤蜂触角中,AcerOrco主要在毛形感器中表达,板形感器中表达不明显;在采集蜂触角的板形感器和毛形感器中均有表达,但毛形感器中的表达更多一些。【结论】获得了AcerOrco mRNA及其蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中的表达特性,并将这一蛋白表达定位于工蜂触角的毛形感器和板形感器中。     

中华蜜蜂mab-21基因序列分析及表达特征

【目的】探究中华蜜蜂 Apis cerana cerana Male abnomal 21（mab-21）基因在不同发育阶段的表达特性及染螨条件下mab-21基因表达变化规律。【方法】本研究利用RT-PCR方法,克隆了中华蜜蜂mab-21的基因编码区;采用荧光定量PCR方法检测了中华蜜蜂mab-21在不同发育时期（新出房蜂、哺育蜂、守卫蜂及采集蜂）工蜂头部中mRNA的表达量以及接种大蜂螨 Varroa destructor 前后mab-21基因的表达变化。【结果】克隆获得中华蜜蜂mab-21 cDNA,命名为 Accmab 21（GenBank登录号KR000001）。序列分析显示, 该编码区开放阅读框长为1 098 bp,编码365个氨基酸,推测的编码蛋白的相对分子量和等电点分别为41.63 kD和8.53。系统发育分析表明中华蜜蜂mab-21与西方蜜蜂 Apis mellifera mab-21、小蜜蜂Apis florea mab-21和熊蜂Bombus impatiens mab-21聚成一支。该基因在中华蜜蜂工蜂的不同发育时期均有表达,其中哺育蜂阶段显著高于新出房蜂、守卫蜂和采集蜂(P<0.05)。接种大蜂螨后,哺育蜂和守卫蜂中mab-21基因的表达下降显著(P<0.05);而在新出房蜂和采集蜂中表达量变化不显著。【结论】该基因可能与中华蜜蜂抗螨行为相关。     

中华蜜蜂感觉神经元膜蛋白基因克隆、组织表达分析及原核表达

为明确中华蜜蜂Apis cerana cerana嗅觉形成中重要功能因子的信号转导通路, 本研究利用RT-PCR方法, 克隆了中华蜜蜂感觉神经元膜蛋白 (sensory neuron membrane protein, SNMP) 基因编码区, GenBank登录号为KC012595, 命名为AccSNMP1。序列分析表明, 该编码区开放阅读框长1 563 bp, 编码520个氨基酸, 推测的编码蛋白的相对分子量和等电点分别为58.02 kD和5.83。同源性比较发现, 中华蜜蜂AccSNMP1与其他昆虫感觉神经元膜蛋白基因同源性差异很大, 在氨基酸水平上与西方蜜蜂Apis mellifera SNMP基因一致性达99.2%, 与熊蜂Bombus impatiens SNMP基因一致性达90.9%, 而与赤拟谷盗Tribolium castaneum SNMP基因一致性仅为22.7%。系统发育树显示中华蜜蜂与西方蜜蜂遗传距离最近。实时荧光定量PCR结果分析表明, AccSNMP1在触角中表达量最高, 在足中表达量较高, 与胸、 腹、 头（去除触角和喙）、 喙中表达量相比差异显著（P<0.05）。构建原核表达载体pEASY-E1-AccSNMP1, 经IPTG诱导, 中华蜜蜂感觉神经元膜蛋白在大肠杆菌Escherichia coli BL21 （DE3）中高效表达。结果为进一步研究AccSNMP1在中华蜜蜂体内的作用机理奠定了基础。     

中华蜜蜂Orco嗅觉受体基因的克隆、表达及亚细胞定位

【目的】克隆鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana的Orco嗅觉受体基因, 并对其在工蜂触角上进行免疫荧光定位。【方法】利用RT-PCR技术克隆中华蜜蜂Orco基因, 并对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析, 使用Real-time PCR技术鉴定其在中华蜜蜂不同发育时期及不同组织的表达谱; 利用免疫荧光定位技术在中华蜜蜂工蜂触角中对Orco进行亚细胞定位。【结果】获得中华蜜蜂Orco基因的全长cDNA序列, 命名为AcerOrco (GenBank登录号： JF968610.1), 其全长为1 434 bp, 编码477个氨基酸, 预测其含7个跨膜结构以及4个位于细胞膜外的亲水区。表达谱分析显示, AcerOrco在卵、 幼虫和蛹期呈低丰度表达, 1日龄及内勤蜂时期主要在触角和足中表达, 且在1日龄的触角中表达量最高; 采集蜂时期的触角、 头(去除触角)、 胸、 腹和翅中均有较高丰度的表达。亚细胞定位结果显示, AcerOrco不仅在采集蜂触角鞭节上大量表达（尤其在触角鞭节第1亚节中表达量较高）, 而且常成对出现, 并且发现AcerOrco可能主要在触角毛形感器的外部神经元(outer dendrite, OD)以及板形感器的树突神经元中表达。【结论】成功克隆了AcerOrco基因全长, 获得了其表达谱, 且将其定位于工蜂采集蜂的触角感器神经元上, 最终推测AcerOrco与中蜂嗅觉发育和触角感器功能密切相关。     

中华蜜蜂OBP19的克隆与时空表达分析

本研究克隆获得了中华蜜蜂Apis cerana cerana（简称中蜂）的气味结合蛋白（odor-binding proteins,OBPs）基因AcerOBP19的cDNA序列,预测其蛋白结构,明确该基因在不同发育时期各组织的表达水平。PCR扩增AcerOBP19基因的开放阅读框序列,应用生物信息学软件对其编码蛋白的理化特性、结构特征和系统进化进行分析;用qRT-PCR技术对AcerOBP19在中蜂不同发育时期（1、5、10、15、20、25日龄）各组织（触角、足、口器、毒腺和中肠）中mRNA的表达情况进行分析。获得了AcerOBP19的完整ORF序列,序列长为420 bp,共编码139个氨基酸;含有4个保守的半胱氨酸位点,属于Mins-C OBP亚家族;N-末端有一段含16个氨基酸的信号肽,无跨膜结构。该蛋白包含6个α螺旋和2个二硫键。系统进化树分析表明,AcerOBP19与大蜜蜂Apis dorsata OBPs、小蜜蜂Apis florea OBPs和西方蜜蜂Apis melifera OBPs的氨基酸序列一致性较高,表明它们之间在进化关系上更加同源,且AcerOBP19具有PBP-GOBP superfamily家族的保守结构域,是一种分泌蛋白。qRT-PCR结果表明AcerOBP19在中蜂不同发育时期的各组织中均有表达,其中,15日龄触角中的表达量极显著高于其它组织（P<0.01）,在其它日龄中足的表达量极显著高于其它组织（P<0.01）;在各个时期中口器和毒腺中有较高表达,中肠中呈微量表达。通过AcerOBP19组织表达谱结果,推测AcerOBP19不仅参与嗅觉识别机制,在味觉识别过程中也可能发挥作用。     

中华蜂体内放线菌的分离、多样性及抗菌活性研究

【目的】探索药用昆虫中华蜂(Apis cerana cerana Fabricius)体内可培养放线菌的分离方法,研究其物种多样性及抗菌活性,挖掘更多微生物资源。【方法】选用7种分离培养基对中华蜂样品体内放线菌进行分离;通过采用16S rRNA PCR-RFLP和16S rRNA基因序列分析方法研究其多样性;选用4种致病菌对菌株进行抗菌活性初探。【结果】共分离得到180株放线菌,根据菌落的形态和细胞特征观察结果,从中选取84株作为代表菌株,其分属于3个目、4个科中的4个属,其中6株为潜在新种;最适的表面消毒方法:浓度为0.2%的Cl O2(二氧化氯)作为消毒剂,作用60 s;拮抗实验显示,31.0%、48.8%、27.4%、16.7%的代表菌株分别对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、玉米弯孢病菌、西瓜枯萎病菌有不同程度的抗菌活性,71.4%的代表菌株对至少一种病原菌有拮抗作用。【结论】分离方法的选择对昆虫体内放线菌的分离效果影响较大;中华蜂体内放线菌具有丰富的多样性,展现出很好的抗菌活性,表明其在发现新型生物活性物质中具有很大的潜力。     

浙江省金华市中华蜜蜂线粒体DNA遗传多样性研究

为了解浙江省金华市中华蜜蜂的遗传多样性及遗传分化现状,基于mtDNA tRNA1eu-COⅡ序列对金华市9个区县市共81个中蜂样本进行序列测定,分析了金华市中蜂群体的遗传多样性、遗传结构和遗传分化情况.结果共发现14个单倍型,其中主体单倍型JH1为9个地理群体所共享,与已报道的福建省中蜂主体单倍型以及浙江省丽水市的中蜂...     

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...     

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。     

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。     

中华蜜蜂自然分蜂中的亲属优惠行为

以3群中华蜜蜂Apiscerana cerana Fabricius为材料,研究自然分蜂中的亲属优惠行为。分蜂开始后,分别对参与分蜂的工蜂和留在原巢内的工蜂随机取样,用95%酒精保存待用。取下所有王台,放入培养箱中培养出房,每30min观察1次,记录处女王的出房顺序。运用3个MRJP(major royal jelly protein)标记分析蜂群的亲缘关系和亚家系组成。3群实验蜂群分别由13,12和9个亚家系组成。分蜂过程中,王台的全同胞姐妹工蜂绝大多数都选择留在原巢内,说明工蜂能够辨认出全同胞姐妹王台,并且给予优惠。参与分蜂的工蜂和留在原巢内的工蜂间亚家系分布差异极显著,说明一些亚家系分蜂性更强,而另一些亚家系分蜂性较弱。实验首次运用MRJP分子标记技术证明:在自然分蜂过程中,工蜂和王台之间存在亲属优惠行为,并且这种优惠行为可能会刺激其它工蜂产生分蜂趋向性。     

中华蜜蜂群体越冬及数量动态特征

1998-2003年在皖南山区和皖西大别山区对中华蜜蜂（Apis cerana cerana)群体越冬及数量动态特征进行了系统观察研究．结果表明,中蜂越冬蜂团中心温度与外界环境温度日变化同步,伴随着歪李石群群势下降,越冬蜂团中心温度和相对湿度波动范围增大,蜂群越冬稳定性下降。旧法饲养比新法饲养中蜂蜂群越冬稳定性强．秋季培育适龄越冬蜂的蜂群,工蜂腺体处于发育初期,越冬期蜂群群势下降率低,越冬安静,饲料消耗率低,越冬稳定性强,幽王断于提高了适龄越冬蜂数量和质量,蜂群内年龄组配在不断变化。在新法饲养中蜂季节性管理中,必须采取培育适龄越冬蜂并适时幽王断于的技术措施。     

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。