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。     

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。     

意大利蜜蜂血淋巴HP19蛋白的表达及功能

昆虫血淋巴蛋白HP19主要参与蜕皮激素调控昆虫的变态及发育进程,蜂群内的工蜂、蜂王和雄蜂具有不同的变态和发育历期,为探究hp19在调控意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica三型蜂变态发育中的作用,本研究利用实时荧光定量PCR技术对hp19在不同发育时期的工蜂、雄蜂和蜂王体内的转录水平进行检测。结果表明,该基因在工蜂和雄蜂3龄幼虫体内表达量分别为参照基因的104和105倍,在5龄幼虫体内的表达则分别降为参照的10和102倍,蛹期表达量又都显著提高。hp19在蜂王整个幼虫期的表达保持在参照的102倍,封盖后逐渐上升,至化蛹前达到参照的105倍。在成年工蜂体内的表达为参照的104倍,而在新羽化蜂王和雄蜂体内表达水平为参照的107倍,但在性成熟的产卵蜂王和雄蜂体内的表达显著降低至参照的104倍。hp19在三型蜂体内这种不同的表达模式说明其不仅与三型蜂差异的变态发育历期有关,还可能与雄蜂和蜂王的生殖有关,具有多样的生物学功能。     

气味结合蛋白OBPs在意大利蜜蜂头部表达模式的研究

昆虫气味结合蛋白(OBPs)是脂溶性化学物质的载体,参与了嗅觉识别和化学传输等生理过程.本研究利用MEME在线软件对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica OBPs基因家族21条氨基酸序列进行Motif预测分析;采用RT-PCR初步筛选出在意大利蜜蜂头部表达量较高的OBPs基因,然后利用qPCR技术对筛选出的基因进一步分析其在不同日龄内勤蜂头部的表达情况.结果 表明,在预测获得的6个motif中,motif1为21个OBPs所共有,具有极高的保守性,推测该序列元件可能是意大利蜜蜂OBPs与底物结合的区域;表达谱分析结果表明,13个OBPs基因的凝胶电泳条带明显(即在头部的表达量较高),且大多数基因在4日龄时表达量达到最高值,推测这类蛋白可能参与了幼虫信息素和糖类物质的识别过程.本研究结果丰富了蜜蜂OBPs表达特性的研究数据,同时也为探讨昆虫OBPs广泛的生理功能奠定了基础.     

意大利蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变相关基因的表达差异研究

【目的】深入了解蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变机制,寻找与之相关的调控因子。【方法】我们随机选取了5群意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica,分别采集相应的哺育蜂和采集蜂。利用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)对哺育蜂和采集蜂头部中的mrjp1、Ache、CSP3、Dop1等22个基因的表达进行了分析。【结果】实验结果表明:mrjp2、mrjp4、mrjp6、mrjp7、LOC406114、Hbg3、Ef-1a-f1、Obp3、Wat、Oa1、Tpn T在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异极显著(P<0.01),mrjp1、mrjp3、Ache、LOC406142、Mblk-1、Tpn CIIIa、Ant、CSP3、Dop1、Jhe、Per在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异显著(0.01相似文献   

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。     

意大利工蜂不同发育时期抗氧化酶基因mRNA表达量的变化

超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）在清除工蜂体内自由基的过程中起着关键的作用, 其活性和基因表达量的高低与蜜蜂的寿命、 抗病力有直接的联系, 进而影响着蜂群的生产性能。本研究采用实时荧光定量PCR法研究意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica不同发育时期铜锌超氧化物歧化酶（copper zinc superoxide dismutase, CuZnSOD）、 锰超氧化物歧化酶（manganese superoxide dismutase, MnSOD）及过氧化氢酶（catalase, CAT）基因mRNA表达量的变化。实验分别在幼虫、 蛹、 成虫3个阶段5个时间点（产卵后5 d的幼虫, 产卵后14 d的蛹, 出房后1 d, 12 d, 32 d的成虫）取样。结果表明, 3个抗氧化酶基因在各个发育阶段均有表达, 其中CuZnSOD和MnSOD mRNA的表达量在幼虫到蛹期和出房后12-32 d两个阶段呈下降趋势, 而都以出房后1 d时表达量最大, 蛹期表达量最小, 且显著低于其他4个时期(P<0.05)。CuZnSOD基因 mRNA的表达量在成虫阶段的下降趋势不明显, MnSOD mRNA的表达量则显著下降(P<0.05); 而CAT基因的mRNA表达量以蛹期最低, 且其表达量随蜜蜂的生长发育稳定上升, 在出房后12 d和32 d时表达量显著高于其他3个时期。这些研究结果在分子水平上揭示了抗氧化酶基因在蜜蜂不同发育时期的作用。     

中华蜜蜂气味受体基因AcerOr167的克隆及表达分析

本研究通过RT-PCR获得中华蜜蜂气味受体基因Or167的cDNA序列,并采用多种生物信息学软件对其结构特征进行预测分析;利用荧光定量PCR检测Acer Or167 m RNA在工蜂羽化后不同发育阶段(1、5、10、15、20、25和30日龄)和不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)中的相对表达量。克隆获得中华蜜蜂Or167的c DNA序列,命名为Acer Or167(Gen Bank登录号为KF239369),其全长1311 bp,编码436个氨基酸,预测有5个跨膜结构域;多序列比对结果显示,中华蜜蜂Acer Or167与西方蜜蜂Amel Or167的一致性最高,达94%,而与毕氏粗角蚁Cbir Or4-like的一致性最低,为49%;荧光定量结果显示,Acer Or167 m RNA在成蜂不同发育期的各个组织中均有表达,且触角中的表达量极显著高于其它各个组织(P0.01),在头、胸、腹、足、翅中有少量表达;从触角不同发育阶段的表达情况来看,1日龄表达量最低,5日龄表达量显著升高,20日龄表达量最高,且极显著高于其它各日龄(P0.01)。推测Acer Or167可能在中华蜜蜂的嗅觉识别系统中起着重要的作用,与中华蜜蜂外出采集,识别花香气味有关。本研究为进一步深入研究中华蜜蜂传统气味受体的功能奠定理论基础。     

意大利蜜蜂amPGAM2基因的克隆、序列特征及表达分析

【目的】磷酸甘油酸变位酶(PGAM)是糖酵解和葡萄糖异生途径中一种发挥重要作用的蛋白酶,本研究拟明确amPGAM2基因的序列特征及表达模式。【方法】以意大利蜜蜂Apismellifera为研究对象,克隆了amPGAM2基因的cDNA序列,分析了其序列特征及其在工蜂、雄蜂、蜂王的不同发育时期的表达模式。【结果】序列特征分析表明,克隆所得序列全长976 bp,包含1个完整的开放阅读框,共编码254个氨基酸。该基因核苷酸序列与中华蜜蜂Apiscerana(98.4%)高度相似,并存在15个潜在抗原表位、9个磷酸化位点和5个组氨酸磷酸酶域活性部位,属于组氨酸磷酸酶超家族,是一种二磷酸甘油酸依赖性的可溶中性稳定蛋白。荧光定量PCR结果表明,amPGAM2基因在不同品级、不同发育时期的表达差异显著(P0.05)。工蜂卵期3日龄、幼虫期5日龄表达最高,雄蜂成虫期表达最高,蜂王幼虫期4日龄表达最高,且工蜂、雄蜂及蜂王由卵孵化成幼虫阶段和由红眼蛹羽化至成虫阶段,其表达都呈上升趋势。【结论】本研究结果推测amPGAM2基因在卵的孵化及精卵发生过程中具有重要作用,为进一步认识意大利蜜蜂生殖发育过程中的能量代谢提供理论基础。     

吡哆醛激酶基因在家蚕体内的时空表达特征

【目的】了解家蚕Bombyx mori维生素B₆关键代谢酶吡哆醛激酶（pyridoxal kinase, PLK）在家蚕不同组织间的表达差异。【方法】原核表达家蚕重组PLK, 获得目的蛋白制备多克隆抗体, 利用Western blot方法对PLK在家蚕不同发育时期、 5龄第3天幼虫不同组织及5龄不同日龄幼虫表皮、 头部和马氏管中的表达进行分析; 并采用实时荧光定量PCR的方法对PLK基因在家蚕不同组织中的mRNA转录水平进行比较。【结果】PLK在家蚕5龄幼虫的表达水平最高, 在5龄第3天幼虫各组织中的表达由高到低依次为： 精巢、 马氏管、 表皮、 中肠、 头部、 卵巢、 脂肪体、 丝腺; 5龄期不同日龄幼虫表皮组织的表达差异最大, 头部和马氏管中均为前期表达量稍高于后期。在转录水平方面, 精巢的表达量最高, 其次是马氏管和头部。【结论】PLK在家蚕不同发育时期及组织中的差异表达进一步证实PLK在家蚕VB6代谢中的生物学功能的重要性。     

Antioxidant capacity of major royal jelly proteins of honeybee (Apis mellifera) royal jelly

Major royal jelly proteins (MRJPs) of honeybee royal jelly (RJ) exhibit antimicrobial and antioxidant activities. Although MRJPs of Apis mellifera RJ (AmMRJPs) responsible for antibacterial activity have been identified, AmMRJPs with antioxidant effects remain to be elucidated. Here we identified and compared the antioxidant activities of purified recombinant AmMRJPs 1–7, which are expressed in baculovirus-infected insect cells. Antioxidant assays of recombinant AmMRJPs 1–7 against H₂O₂ revealed that AmMRJPs reduce caspase-3 activity and oxidative stress-induced cell apoptosis and lead to increased cell viability. Consistent with these results, AmMRJPs 1–7 exhibit 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical-scavenging activity and protect against oxidative DNA damage. These results indicate that AmMRJPs play a role as antioxidants in A. mellifera RJ.     

Antiapoptotic role of major royal jelly protein 8 of honeybee (Apis mellifera) venom

The dominant protein components of honeybee royal jelly (RJ) are major royal jelly proteins (MRJPs), which exhibit various biological properties. However, the biological basis of why bee venom contains MRJPs and what role MRJPs play in bee venom remains to be elucidated. This study reports the antiapoptotic role of MRJP 8 of Apis mellifera venom (AmMRJP 8) in melittin-treated mammalian cells. Recombinant AmMRJP 8 reduced caspase-3 activity and melittin-induced cell apoptosis. Additionally, recombinant AmMRJP 8 decreased the production levels of H₂O₂ and proinflammatory molecules. These results indicate that MRJP in bee venom plays a role in cell protection in bee venom-induced inflammatory responses.     

Antimicrobial activity of major royal jelly protein 8 and 9 of honeybee (Apis mellifera) venom

Honeybee venom is a complex mixture of toxic components, including major royal jelly protein (MRJP) 8 and 9. MRJP 8 and MRJP 9 are allergens, and MRJP 8 reduces melittin-induced cell apoptosis. However, their functional roles are poorly understood, and their antimicrobial activities have not been determined. In this study, the antimicrobial role of MRJP 8 and MRJP 9 of honeybee (Apis mellifera) venom (AmMRJP 8 and AmMRJP 9) was demonstrated. The presence of AmMRJP 8 and AmMRJP 9 in the secreted venom was observed using antibodies against recombinant AmMRJP 8 and AmMRJP 9 produced in baculovirus-infected insect cells. Recombinant AmMRJP 8 and AmMRJP 9 exhibited an inhibitory activity against microbial serine proteases. Consistent with their inhibitory activity, they induced structural damage by binding to microbial surfaces, resulting in a broad-spectrum antimicrobial activity against bacteria and fungi. They had little effect on hemolysis. Therefore, AmMRJP 8 and AmMRJP 9 could function as antimicrobial agents in honeybee venom.     

Antibacterial activity of major royal jelly proteins of the honeybee (Apis mellifera) royal jelly

Major royal jelly proteins (MRJPs) are the protein components in royal jelly (RJ). MRJPs 1–7 are detected in the honeybee Apis mellifera RJ. Although A. mellifera MRJP (AmMRJP) 2 exhibited antibacterial activity, the other MRJPs with antimicrobial activities in A. mellifera RJ remains largely unknown. Here, we compared the antibacterial activity of recombinant AmMRJPs 1–7 expressed in baculovirus-infected insect cells. Antibacterial assays of recombinant AmMRJPs 1–7 against the gram-negative bacterium Escherichia coli revealed that AmMRJPs 2–5 and 7 exhibited antibacterial activity, whereas AmMRJPs 1 and 6 displayed almost no antibacterial activity. Consistent with the antibacterial activity of AmMRJPs, AmMRJPs 2–5 and 7 are bound to bacterial cell walls. These results indicated that AmMRJPs 2–5 and 7 contribute directly to the antibacterial property of RJ, suggesting that MRJPs play a role in the antimicrobial property of RJ.     

Expression pattern of empty-spiracles,a conserved head-patterning gene,in honeybee (Apis mellifera) embryos

Empty-spiracle class homeodomain proteins have similar roles in anterior and head development in many animal species. We have identified a honeybee empty-spiracles gene and examined its expression in honeybee ovaries and embryos. The expression of honeybee empty-spiracles in embryos is similar to that reported for Drosophila and Tribolium, implying broad conservation of the role of this gene in insect embryogenesis. We also identify expression in somatic and germ-line cells of the ovary, not previously seen in other insect species.