小峰熊蜂蜂王蛹期发育蛋白质组分析

为了探明小峰熊蜂Bombus hypocrita蜂王蛹期发育蛋白质表达调控方面的特点,揭示其发育的分子机理。采用双向电泳法对小峰熊蜂蜂王蛹期发育进行蛋白质组研究,结果在小峰熊蜂蜂王蛹期的白眼期(A期)、褐眼期(B期)和黑眼期(C期)分别检测到81、80和75个蛋白点,特有蛋白质分别为8个、7个和2个,共有蛋白质为61个,A期到B期有4个蛋白质显著上调,5个显著下调,B期到C期有7个蛋白质显著上调,1个显著下调,A期到C期有10个蛋白质显著上调,有4个显著下调。此外,3个蛋白质是在A、B期表达C期关闭,6个蛋白质A、C期表达,B期关闭,5个蛋白质A期关闭,而B、C期表达。初步表明小峰熊蜂蜂王从蛹期发育到成蜂过程中,不仅需要一些保守蛋白质来调控,而且还需要一些特异蛋白质。     

移虫日龄对蜂王生长发育的影响

移取1、2、3日龄工蜂幼虫进行人工育王,通过HPLC-MS的方法,分别测定4日龄蜂王幼虫体内保幼激素(JHⅢ)和9日龄蛹体内蜕皮激素(Ecd)的滴度,并通过形态学和解剖学的方法对不同移虫日龄培育的处女王的初生重、卵巢重、头重和卵巢管数进行比较分析,以研究不同移虫日龄对意大利蜂蜂王生长发育的影响。结果显示,不同移虫日龄所培育的蜂王幼虫4日龄JHⅢ和9日龄Ecd浓度均存在显著差异,且随着移虫日龄的增加,蜂王幼虫体内JHⅢ和Ecd含量均显著下降;不同移虫日龄所培育的处女王其初生重、卵巢重、头重及卵巢管数均存在显著差异,且随着移虫日龄的增加,蜂王的初生重、卵巢重和头重显著减轻,蜂王的卵巢管数显著减小;蜂王的初生重和卵巢管数成显著正相关关系,相关系数r=0.82。说明移虫日龄越小幼虫获得的生长条件越好,越有利于蜂王个体尤其是繁殖性状的发育,人工育王实践中应移取虫龄尽量小的幼虫。     

蜂王体内的精子贮存

蜜蜂最重要的生殖特征是一雌多雄交配,蜂王交配后将精子贮存于受精囊中长达数年之久,并仍能保持活力。这些特征使蜜蜂成为研究精子长期贮存的模式动物。文章介绍蜂王的交配和精子贮存过程,精子贮存器官,贮存过程中的精子竞争和隐秘雌性选择,以及蜂王精子的长期贮存机制,并对将来的研究方向进行了展望。     

婚飞行为影响中华蜜蜂性成熟处女蜂王的基因表达

婚飞是性成熟处女蜂王与雄蜂交配过程中的一个重要前奏, 在该过程中蜂王体内伴随着一系列重要的生理变化。为了探究中华蜜蜂Apis cerana cerana处女蜂王婚飞过程中基因表达变化, 本研究利用数字基因表达谱(digital gene expression, DGE) 技术分析了中华蜜蜂性成熟处女蜂王飞行与未飞行之间的基因表达差异。经DGE测序, 分别从两个样品中获得5.98和6.01 百万条Clean标签。通过分析检测到250个基因有差异表达, 其中133个基因在飞行蜂王中上调表达, 117个基因在飞行蜂王中下调表达。这些差异基因可以归类到348个功能性类别和142个生化途径。结果表明中华蜜蜂性成熟处女蜂王在婚飞过程中大量基因的表达发生了变化。这些结果为进一步研究中华蜜蜂蜂王婚飞过程中生理变化的分子机制提供了重要的基因表达信息。     

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。     

应用环介导等温扩增技术(LAMP)检测蜜蜂黑蜂王台病毒的研究

【目的】本文旨在建立用于临床检测黑蜂王台病毒(Black queen cell virus,BQCV)的环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP),为该疾病的检测和防控提供技术支撑。【方法】根据BQCV基因保守序列设计4条特异性引物,探究LAMP扩增的最优条件,并与常规的PCR(Polymerase chain reaction)检测方法进行比较。【结果】建立的LAMP方法特异性好,检测下限为86 fg,灵敏度比PCR高100倍。临床检测显示其对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和中华蜜蜂Apis cerana cerana均准确有效,且检出率比普通PCR法高10%~20%。【结论】建立的针对BQCV的LAMP检测方法为养蜂生产第一线检测和预防BQCV提供了技术支持,有一定的应用价值。     

不同授粉方式对设施西瓜授粉效果研究

为了探究不同方式组建授粉蜂群的授粉效率,利用意大利蜜蜂Apis mellifera蜂王上颚腺信息素（Queen mandibular pheromone, QMP）替代蜂群内的真正蜂王组建授粉蜂群给“日本新秀”西瓜授粉,比较有王群（Queenright）、无王群（Queenless）、假王群（QMP+queenless）和人工授粉（Hand pollinated）4种不同授粉方式对设施西瓜授粉后的产量、品质和蜂群采集活动及蜂群损失情况差异,以此验证利用蜂王上颚腺信息素替代蜂王组建蜂群为设施西瓜授粉的可行性。结果表明：假王群采集活动趋势可与有王群保持一致,两者蜂群损耗、出巢、回巢和带粉回巢的采集蜂数显著高于无王群;有王群和假王群授粉西瓜平均产量均显著高于无王群和人工授粉。有王群、假王群和无王群处理的西瓜果实种子饱子数均显著高于人工授粉。且有王群和假王群西瓜的可溶性固形物含量显著高于无王群和人工授粉处理。综上所述,使用蜂王上颚腺信息素替代蜂王组建小型授粉蜂群为设施西瓜授粉切实可行,该研究为设施作物授粉提供了新的思路和方法,也拓展了昆虫信息素在农业系统中的重要利用价值。     

东西方蜜蜂亲缘行为关系研究取得新进展

东方蜜蜂和西方蜜蜂是2个不同的种,二者的亲缘关系很近,但是二者的蜂王和幼虫均具有不同的遗传物质和气味信息素,蜜蜂的气味信息素对蜜蜂的社会行为和行为方式起到非常重要的作用。建立东方蜜蜂和西方蜜蜂的混合饲养蜂群,为研究东方蜜蜂和西方蜜蜂这2个近缘物种间的相互关系提供了一个很好的模式。近日,中国科学院西双版纳热带植物园协同进化组的高级访问学者谭垦教授等,通过测试和分析东方蜜蜂蜂王和西方蜜蜂蜂王的蜂王信息素主要成分的组成和差异,研究蜂王在混合饲养蜂群内对异种工蜂卵巢发育的抑制作用,并探讨了当混合蜂群失去蜂王后,2种工蜂对异种蜜蜂卵和幼虫气味的识别和反应机制。     

工蜂与蜂王的“繁殖等级之战”

蜂群通常具有很高水平的合作,而最新发表在《分子生态学》上的研究表明工蜂和蜂王之间存在繁殖冲突,一些工蜂会“自私”地将蜂群的资源占为己有。该研究以巴西的一种高度社会化的无刺蜂Melipona scutellaris为研究对象,其蜂群有大约1500只工蜂和1只蜂王。     

蜂王上颚腺信息素对雄蜂候选性信息素受体基因表达的影响

【目的】性信息素受体(sex pheromone receptors, PRs)是雄蜂感受蜂王上颚腺信息素(queen mandibular pheromone, QMP)的重要受体。本研究分析中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称"中蜂")和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称"意蜂")雄蜂触角和大脑中候选性信息素受体基因Prs受QMP刺激下的表达特征,为探索蜜蜂气味受体(OR)基因的功能研究提供理论依据。【方法】利用qRT-PCR技术检测分析分别用10μL QMP[7.04μg/μL反式-9-氧代-2-癸烯酸(9-ODA)+1.26μg/μL 9-羟基-2-癸烯酸(9-HDA)+0.03μg/μL对羟基苯甲酸甲酯(HOB)]和10μL 7.04μg/μL 9-ODA处理对飞行状态和爬行状态下的中蜂雄蜂和意蜂雄蜂触角和大脑中4个气味受体基因(Or10,Or11,Or18和Or170)的mRNA表达量的影响。【结果】与空白对照组相比,QMP及9-ODA均能显著下调中蜂雄蜂和意蜂雄蜂触角与大脑中Or11的mRNA表达量;中蜂雄蜂触角中AcOr18和AcOr170基因受QMP及9-ODA刺激后mRNA表达量显著下调;QMP与9-ODA均能显著降低中蜂雄蜂和意蜂雄蜂大脑中Or170的mRNA表达量。在QMP或9-ODA刺激下,飞行中蜂雄蜂大脑中AcOr11的mRNA表达量显著高于爬行中蜂雄蜂大脑中的,而飞行与爬行中蜂雄蜂触角中AcOr11的mRNA表达量没有显著差异。【结论】中蜂和意蜂雄蜂触角与大脑中气味受体基因Or11均能应答蜂王上颚腺信息素9-ODA,且受9-ODA刺激后Or11的mRNA表达下调。