西方蜜蜂AKHR基因的生物信息学及表达模式分析

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera脂动激素受体(Adipokinetic hormone receptor,AKHR)基因AmAKHR CDS区进行RT-PCR扩增和生物信息学分析,并测定了AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的表达模式,旨在为进一步的功能研究提供参考和基础。通过PCR扩增AmAKHR的CDS,使用相关软件预测AmAKHR蛋白的理化性质、分子特征及蛋白互作网络。采用RT-qPCR技术检测AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明,AmAKHR基因CDS长度为1050 bp,编码349个氨基酸;AmAKHR的相对分子量约为40.63 kDa,分子式为C1873H2939N471O484S26,含39个磷酸化位点,7个α-跨膜螺旋结构及8个保守基序,不含信号肽,主要分布于质膜;AmAKHR与小蜜蜂Apis florea的AKHR在进化树上聚为一支;AmAKHR的二级结构包含127个无规则卷曲,124个α-螺旋,87条延伸链和11个β-转角;AmAKHR与卵黄原蛋白和神经肽Corazonin等10个蛋白构成1个互作网络;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂的毒腺、中肠、咽下腺、脂肪体、脑和触角等6个组织中差异表达,在脂肪体中的表达量最高,而在中肠中的表达量最低;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂1日龄幼虫、3日龄幼虫、5日龄幼虫、2日龄预蛹、1日龄蛹中均有表达,且表达量随着日龄的增长而持续上调。研究结果揭示AmAKHR为疏水性蛋白和膜蛋白,并与卵黄原蛋白和神经肽等10个蛋白潜在互作,AmAKHR可能在西方蜜蜂工蜂的能量代谢、脂类分解和变态发育中发挥作用。

浅析影响西方蜜蜂繁殖的几个因素

自19世纪西方蜜蜂引入我国以来,为作物授粉以及提高养蜂经济效益作出了巨大贡献。但是,近几年我国蜂群的繁殖能力出现了下降的趋势。文章对环境的变化、杀虫剂、病敌害、替代饲料、人工移虫育王等影响蜜蜂繁殖的因素进行分析,希望能够引起大家的重视。

不同硒源对西方蜜蜂蜂王抗氧化、免疫指标及抗氧化、繁殖相关基因表达的影响

本试验旨探究育王期间添加不同硒源(亚硒酸钠、纳米石墨硒和纳米碳粉硒)对西方蜜蜂蜂王抗氧化、免疫指标及抗氧化、繁殖相关基因表达的影响。控制西方蜜蜂蜂王产卵后,幼虫孵化至24 h后移虫育王,将120只蜂王随机分为4组,每组30只王台。亚硒酸钠组(SSe组)、纳米石墨硒组(GSSe组)和纳米碳粉硒组(TSSe组)分别添加等量3种不同硒源(硒浓度均为3.2 mg/L),在2、3和4日龄的同一时段,从蜂群中取出3组育王框,分别在王台中人工添加5μL亚硒酸钠溶液、纳米石墨硒溶液和纳米碳粉硒溶液;对照组在王台中人工添加5μL双蒸水。待4组蜂王出房后取全虫测定抗氧化和免疫指标,解剖卵巢测定抗氧化和繁殖相关基因的相对表达量。结果表明:1)各组之间蜂王体重、翅长、体长、胸长和胸宽无显著差异(P>0.05)。2)SSe组的蜂王总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性显著高于其余3组(P<0.05),TSSe组的蜂王总抗氧化能力(T-AOC)显著高于其余3组(P<0.05),SSe组和GSSe组的蜂王酚氧化酶(PO)活性显著高于CON组(P<0.05)。3)SSe组、GSSe组和TSSe组的蜂王卵巢UDP-葡萄糖醛酸基转移酶2A3、UDP-葡萄糖醛酸基转移酶2B18和全反式视黄醇脱氢酶基因相对表达量均显著高于CON组(P<0.05)。4)SSe组的蜂王卵巢苯丙氨酸-4氢化酶基因相对表达量显著高于CON组(P<0.05),TSSe组的蜂王卵巢法尼基二磷酸磷酸酶基因相对表达量显著高于CON组(P<0.05),SSe组、GSSe组和TSSe组的蜂王卵巢法尼苏酸甲酯环氧化物酶基因相对表达量均显著高于CON组(P<0.05)。综上所述,不同硒源可提升蜂王体内抗氧化酶活性及其相关基因的相对表达量,促进蜂王的卵巢发育,提升繁殖能力,并对免疫能力具有一定的促进作用。

越冬初期和中期西方蜜蜂四个亚种的miRNA及其靶mRNA的比较分析

【目的】明确西方蜜蜂Apis mellifera微小RNA(microRNA,miRNA)在越冬期间的表达量变化,揭示miRNA及其靶mRNA与抗寒性的潜在关系,在miRNA组学层面进一步揭示西方蜜蜂抗寒性的分子机理。【方法】利用sRNA-seq技术鉴定西方蜜蜂4个亚种意大利蜜蜂A.m.ligustica、欧洲黑蜂A.m.mellifera、高加索蜂A.m.caucasica和卡尼鄂拉蜂A.m.carnica在越冬期初期和越冬中期的miRNA;根据P≤0.05且|log 2fold change|≥1标准筛选4个亚种在越冬不同时期的差异表达miRNA(differentially expressed miRNAs,DEmiRNAs)。利用相关生物信息学软件对筛选出的miRNA的靶mRNA进行预测,并对靶mRNA进行GO及KEGG数据库注释。根据靶向结合关系构建DEmiRNA和靶mRNA的调控网络,并利用Cytoscape进行可视化。随机选取ame-miR-263a-5p,ame-miR-184-3p,ame-miR-263b-5p,ame-miR-190-5p,ame-miR-6052-5p,ame-miR-9a-5p,ame-miR-100-5p和ame-miR-306-5p等8个DEmiRNA进行RT-qPCR验证。【结果】鉴定获得越冬期西方蜜蜂4个亚种210个miRNA,包括178个保守的miRNA和32个新的miRNA,长度介于18~30 nt,分布数量最多的长度为22和23 nt,首位碱基为U的miRNA数量最多。西方蜜蜂4个亚种在越冬初期和越冬中期表达量最高的DEmiRNAs为ame-miR-1-3p,ame-miR-276-3p和ame-miR-184-3p。意大利蜜蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出22个DEmiRNA,可靶向调控394条mRNA,这些mRNA分别注释到161个GO功能条目和16条KEGG通路上;欧洲黑蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出28个DEmiRNA,可靶向调控415条mRNA,这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和15条KEGG通路上;高加索蜂越冬初期vs越冬中期共筛选67个DEmiRNA,可靶向调控1021条mRNA,这些mRNA分别注释到171个GO功能条目和21条KEGG通路上;卡尼鄂拉蜂越冬初期vs越冬中期共筛选18个DEmiRNA,可靶向调控330条mRNA,这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和13条KEGG通路上。西方蜜蜂4个亚种DEmiRNA与靶mRNA之间形成较为复杂的调控网络。RT-qPCR结果显示8个DEmiRNA的表达趋势与测序数据一致,证实了本研究中测序数据的可靠性。【结论】本研究明确西方蜜蜂4个亚种越冬不同时期的miRNA表达量变化,筛选出多个潜在调控西方蜜蜂越冬期抗寒性的分子候选靶标miRNA,其中ame-miR-14-3p和ame-miR-3786-5p在欧洲黑蜂、高加索蜂和卡尼鄂拉蜂中负调控多个mRNA的表达,在意大利蜜蜂中并没有参与;miRNA通过调控靶基因的表达参与甘油磷酸脂代谢、MAPK信号通路和mTOR等关键信号通路参与西方蜜蜂的抗寒性。

西方蜜蜂AmAGO1蛋白的分子特性、时空表达谱及抗体制备

【目的】Argonaute(AGO)家族是一类在进化上高度保守的蛋白家族,其在真核生物中主要参与形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),进而通过沉默基因表达参与诸多生物学过程。蜜蜂AGO蛋白的相关研究迄今仍然缺失。本研究拟通过预测西方蜜蜂Apis mellifera的AGO1(AmAGO1)理化性质和分子特性,解析AmAGO1在西方蜜蜂中的时空表达谱,并制备AmAGO1的多克隆抗体,为深入开展AmAGO1的功能与机制研究提供参考和基础。【方法】PCR扩增西方蜜蜂AmAGO1的编码序列(coding sequence,CDS);通过生物信息学预测AmAGO1蛋白的理化性质和分子特性;利用RT-qPCR检测AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、3日龄幼虫、7日龄预蛹、8日龄预蛹、12日龄蛹以及1,2,6,12,15和18日龄成虫以及工蜂成虫触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺中的表达量;构建原核表达质粒后诱导表达AmAGO1融合蛋白,并鉴定其表达形式;制备AmAGO1多克隆抗体,利用ELISA,Western blot和免疫沉淀(immunoprecipitation,IP)分别检测抗体效价、灵敏度和特异性。【结果】成功克隆到西方蜜蜂AmAGO1的CDS;AmAGO1含928个氨基酸,分子式为C4624H7332N1316O1325S51,分子量约为104.2 kD,等电点为9.31,平均亲水系数为-0.2965,含86个磷酸化位点及典型的PAZ结构域和PIWI结构域,但不存在典型的信号肽;AGO1在智人Homo sapiens、斑马鱼Danio rerio、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、家蚕Bombyx mori、西方蜜蜂、东方蜜蜂A.cerana和欧洲熊蜂Bombus terrestris中具有较高的氨基酸序列一致性;西方蜜蜂和东方蜜蜂的AGO1聚为一支,同源性最高。AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫中均有表达但表达量存在差异,3日龄幼虫和7日龄预蛹中AmAGO1的表达量显著低于卵中的表达量,而8日龄预蛹和12日龄蛹中AmAGO1的表达量显著高于卵中的表达量;AmAGO1在1,2,6,12,15和18日龄工蜂体内均有表达但表达量也存在差异,其中1日龄成虫体内AmAGO1的表达量显著高于其他日龄成虫体内的表达量;AmAGO1在工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮中均有表达但表达量存在差异,触角中AmAGO1的表达量与咽下腺中的相差无几,但二者均显著高于毒腺、脑、中肠、脂肪体和表皮中AmAGO1的表达量;AmAGO1融合蛋白的表达形式为包涵体;制备的AmAGO1多克隆抗体具有较高的效价、灵敏度和特异性。【结论】AmAGO1可能是亲水性胞内蛋白,含有典型的PAZ结构域和PIWI结构域;AmAGO1在西方蜜蜂工蜂不同组织和不同发育阶段发挥潜在的重要功能;成功制备出高效价、高灵敏度和强特异性的AGO1多克隆抗体。

西方蜜蜂对氟吡呋喃酮和吡虫啉胁迫的响应

因新烟碱类农药对蜜蜂高毒,作为其潜在替代品的氟吡呋喃酮(Flupyradifurone,FPF)受到广泛关注。由于FPF被认为对“蜜蜂安全”,可在作物开花期使用,因而蜜蜂可能存在长期接触FPF的现象。农药胁迫下蜜蜂机体生理指标的响应是解析农药慢性毒性的基础。本文比较了FPF和吡虫啉(Imidacloprid,IMI)对蜜蜂存活率、解毒和氧化应激相关酶类以及免疫和凋亡相关基因表达的影响,结果表明,两种农药对哺育蜂的慢性经口毒性相近,均显著降低存活率,导致中肠组织损伤和细胞死亡,并且引起氧化应激、解毒和免疫反应。此外,幸存蜜蜂可能通过抑制过氧化物酶活性和下调细胞凋亡基因表达耐受农药胁迫。以上结果为解析两种农药慢性毒性和抗农药蜂种选育提供一定的理论依据。

中草药烟熏对西方蜜蜂抗氧化酶、解毒酶活性及其基因表达的影响

【目的】蜜蜂疾病是影响养蜂业发展的重要因素之一,可显著降低蜂群繁殖速度、蜂产品产量和品质,甚至造成蜜蜂大量死亡。旨在研究中草药烟熏对蜜蜂的抗氧化能力和解毒能力的影响,进而探究中草药烟熏对蜜蜂的影响,为探寻新型蜜蜂病虫害绿色防控方式提供科学依据。【方法】以西方蜜蜂(Apis mellifera)为研究对象,选用1260只健康1日龄西方蜜蜂工蜂,随机分成6组,每组3个生物学重复,每个重复70只蜜蜂。使用干稻草(对照组)、艾草、蒲公英、虎杖、忍冬藤、板蓝根6种干草作为烟熏燃料,从2日龄开始烟熏,每48 h烟熏1次。每天记录各组蜜蜂死亡率,第14天烟熏6 h后分别测定各组抗氧化酶活性和解毒酶活性,以及相关免疫基因和解毒基因表达。【结果】与对照组相比,中草药烟熏显著改变健康蜜蜂的存活率、抗氧化酶活性和解毒酶活性。蒲公英组的存活率显著降低(P<0.05),但其他组蜜蜂的存活率与对照组差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,艾草组、蒲公英组和板蓝根组超氧化物歧化酶活性显著升高(P<0.05);艾草组、蒲公英组、忍冬藤组过氧化物酶活性显著升高(P<0.05);蒲公英组、虎杖组总抗氧化酶活性显著升高(P<0.05);艾草组、板蓝根组谷胱甘肽-S-转移酶活性显著升高(P<0.05);艾草组、蒲公英组、虎杖组乙酰胆碱酯酶活性显著升高;艾草组细胞色素P450活性显著升高(P<0.05)。对照组羧酸酯酶活性与中草药烟熏处理组无显著影响(P>0.05)。此外,艾草组显著上调Vg、Defensin2、AmNOS和PTP-99A基因表达(P<0.05)。【结论】以艾草、蒲公英、虎杖、忍冬藤、板蓝根作为烟熏燃料,可显著提高蜜蜂机体抗氧化和解毒能力,其中艾草对提高蜜蜂抗氧化酶和解毒酶活性以及免疫和解毒相关基因表达量的效果最佳。因此,利用中草药作蜜蜂烟熏材料在提高蜜蜂抵抗力的同时,不增加劳动力成本,不污染蜂产品,是解决养蜂疾病防控的简单而有效途径,对蜜蜂生态高效饲养和促进养蜂业发展具有重要意义。

东、西方蜜蜂对黑尾胡蜂表皮碳氢化合物的触角电位反应

表皮碳氢化合物是昆虫种内和种间识别的重要信息化合物,探究黑尾胡蜂Vespa soror表皮碳氢化合物的种类及蜜蜂的电生理反应对理解蜜蜂与胡蜂间的化学通讯具有重要意义。本研究采用有机溶剂浸提法结合气相色谱-质谱联用技术分析了黑尾胡蜂翅和足的表皮碳氢化合物种类及相对含量,利用昆虫触角电位(EAG)技术分析了东方蜜蜂Apis cerana、西方蜜蜂A. mellifera对其的反应。结果表明,黑尾胡蜂表皮碳氢化合物由C_(23)~C_(31)的31种碳氢化合物构成,其中烷烃类物质26种、烯烃5种,甲基支链烷烃的含量最高,在翅和足中的相对含量分别是58.72%和71.44%。东、西方蜜蜂均对黑尾胡蜂的表皮碳氢化合物产生显著的EAG反应(P<0.001),且东方蜜蜂的EAG相对反应值显著高于西方蜜蜂(P<0.05),说明东方蜜蜂对黑尾胡蜂表皮碳氢化合物的敏感性比西方蜜蜂更高,这可能与两者长期协同进化形成的捕食与反捕食关系有关。

东西方蜜蜂的表皮碳氢化合物分析

表皮碳氢化合物(CHCs)在蜜蜂的巢友识别发挥重要作用,东方蜜蜂(Apis cerana)和西方蜜蜂(Apis mellifera)均可准确识别并驱逐非巢友以保护巢内资源不被掠夺,但与成蜂相比,它们均对刚出房的幼蜂的识别能力相对较弱,即使是非巢友。为探究蜂群内不同种幼蜂个体未被清理的现象,研究通过气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析鉴定东方蜜蜂成蜂、西方蜜蜂成蜂、东方蜜蜂幼蜂和西方蜜蜂幼蜂的表皮碳氢化合物,对鉴定的40种物质的峰面积进行数据转换后进行主成分分析,提取6个特征值大于1的主成分进行判别分析,结果显示四种类型的蜜蜂的表皮碳氢化合物谱图存在显著差异;通过马氏距离进行多重比较,结果显示不同成蜂间的表皮碳氢化合物差异性显著大于幼蜂,同种蜜蜂的成蜂与幼蜂的表皮碳氢化合物谱图差异性较小,这可能揭示了幼蜂更易被不同蜂群接受的原因,也增进我们对昆虫行为和化学通信的理解。

江西省西方蜜蜂多箱体成熟蜂蜜生产技术要点

成熟蜂蜜是蜜蜂采集植物花蜜、蜜露,与蜜蜂自身分泌物混合后,经蜜蜂充分酿造成的天然甜物质,其含水量在18%以下[1]。蜂蜜现已成为一种大众喜爱的营养食品,具有药食同源作用;在生活中对亚健康人群具有保健的功效;在医用上有很好的抗衰老作用、体外抗氧化作用和清除自由基能力作用[2-5]。我国是传统的养蜂大国,也是蜂产品生产大国,但从蜂蜜国际贸易看,中国蜂蜜价格较低[6]。江西省是我国养蜂大省之一,全省蜂群数量近119万群.

晋北西方蜜蜂的冬季管理

1越冬失败的原因1.1越冬蜂不适龄越冬适龄蜂是指秋季培育出的一大批幼蜂,没有参加过采集活动,没有哺育幼虫的经历,没有受过蜂螨寄生、健康无病、出房后进行过爽身排泄。只有具备这5个条件才是真正的越冬适龄蜂。否则是假越冬蜂,寿命不长,蜂群过早衰竭或死亡。这个问题必须在秋季解决。

越冬西方蜜蜂4个亚种的转录组学差异分析

【目的】为进一步探讨西方蜜蜂Apis mellifera在越冬期基因表达模式的变化规律及抗寒机理,进而更好地指导蜂群越冬管理。【方法】利用转录组学鉴定和比较了西方蜜蜂4个亚种高加索蜂A.m.caucasica、欧洲黑蜂A.m.mellifera、意大利蜜蜂A.m.ligustica和卡尼鄂拉蜂A.m.carnica在越冬期的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并进行了GO和KEGG富集分析。利用qRT-PCR验证转录组测序结果的可靠性。【结果】西方蜜蜂4个亚种在越冬期DEGs的表达量变化各具特点,其中意大利蜜蜂在越冬初期到越冬中期DEGs表达量变化活跃,卡尼鄂拉蜂和欧洲黑蜂在越冬中期到越冬末期DEGs表达量变化活跃,高加索蜂在整个越冬期DEGs表达量相对稳定。越冬初期西方蜜蜂4个亚种的DEGs表达模式存在差异,高加索蜂和欧洲黑蜂中表皮蛋白22、卵黄原蛋白、气味结合蛋白14、热休克蛋白70和细胞色素P4509e2基因的表达量比意大利蜜蜂和卡尼鄂拉蜂的高,意大利蜜蜂中几丁质酶、防御素1、视黄醇脱氢酶和细胞色素b5基因的表达量较高,而卡尼鄂拉蜂中DEGs表达量均处于较低水平。从DEGs表达趋势来看,意大利蜜蜂和卡尼鄂拉蜂的热休克蛋白基因和ATP合酶亚基基因表达量在整个越冬期持续上调,同时高加索蜂和欧洲黑蜂的表皮蛋白22、卵黄原蛋白和细胞色素b/c1基因的表达量则呈连续下调趋势。GO与KEGG富集分析结果显示,意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂和高加索蜂的DEGs在越冬初期到越冬中期富集在了氧化还原过程以及糖酵解/糖异生、氧化磷酸化和TCA循环代谢通路上,其中意大利蜜蜂和卡尼鄂拉蜂富集的DEGs是上调的,而高加索蜂富集的DEGs则是下调的;欧洲黑蜂在越冬期DEGs主要富集在了氨基酸代谢通路,另外还参与了Hippo, FoxO和Hedgehog信号通路。qRT-PCR验证结果与RNA-Seq的表达趋势相同,表明转录组测序数据可靠。【结论】本研究初步解析了4种西方蜜蜂亚种的抗寒机制,即意大利蜜蜂和卡尼鄂拉蜂在越冬期通过加强分解体内的糖原物质为机体供能,而高加索蜂越冬以前降低糖原物质分解速率,推测高加索蜂可能与欧洲黑蜂一样,通过在越冬以前积累体内抗寒物质,越冬期逐渐释放能量来抵御寒冷。

西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因鉴定及表达分析

Sirtuin蛋白是一类进化保守的NAD+依赖性脱酰基酶家族,可调控生物的新陈代谢、基因组稳定性和寿命。为探究西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因种类、分布和分子特征,以及不同级型、不同发育时期的表达模式,基于西方蜜蜂全基因组数据,采用生物信息学方法对西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族成员进行鉴定,预测家族基因的结构和染色体位置,分析家族基因的结构域和系统发育关系;采用qRT-PCR分析Sirtuin蛋白家族基因在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期的表达情况。结果表明,在西方蜜蜂全基因组中鉴定出10个Sirtuin蛋白基因,属于6个家族成员(AmSirt1、AmSirt2、AmSirt4~AmSirt7),AmSirt1和AmSirt2家族成员各包含3个基因。6个家族成员基因分别定位于不同的染色体上,其中AmSirt1和AmSirt2呈现典型的串联重复分布,AmSirt1、AmSirt6和AmSirt7主要定位于胞质/细胞核,AmSirt2和AmSirt5主要定位于胞质,AmSirt4定位于线粒体。西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因的编码氨基酸数为265~899个,分子质量为29.45~102.91 ku,等电点为4.58~9.09,外显子数为4~9个,内含子长56~2719 bp,Sirtuin蛋白家族基因包含12个保守结构域,并发现3个西方蜜蜂所特有的保守氨基酸位点。Sirtuin蛋白家族基因鉴定和系统发育关系表明,西方蜜蜂缺少Sirt3基因,10个Sirtuin蛋白基因聚合为4类6个分支,与东方蜜蜂、大蜜蜂的同源性较高。6个家族基因在蜂王和工蜂不同发育时期均有表达,蜂王整体基因表达量高于工蜂,各家族基因表达量均在2日龄蛹达到峰值。综上表明,西方蜜蜂有6个Sirtuin蛋白家族成员,系统进化中分为4类,缺少Sirt3家族成员。推测在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期,Sirtuin蛋白基因表达受禁食行为、热量限制和器官分化的影响。

西方蜜蜂羽化出房蜂王与工蜂形态及生理生化指标比较

【目的】蜜蜂蜂王和工蜂由相同遗传背景的受精卵发育而来,但由于食物营养和发育空间的差异,使两者不仅在体型外貌上差异巨大,而且在生殖能力、寿命和行为等方面迥然不同。本研究旨在比较研究蜂王与工蜂形态及生理生化指标的差异,为蜜蜂育种提供科学理论基础。【方法】以羽化出房的西方蜜蜂(Apis mellifera)蜂王与工蜂作为试验材料,利用微小采集技术对蜂王与工蜂翅膀、后足、背板、腹板等形态指标进行测定;采用ELISA技术对蜂王与工蜂血淋巴卵黄原蛋白(Vg)与保幼激素3(JH3)含量进行测定;并检测分析蜂王与工蜂血淋巴中蛋白、氨基酸代谢、糖代谢、脂代谢等生化指标。【结果】在翅膀指标中:蜂王前翅长(FL)、前翅宽(FB)、肘脉a(a)、肘脉b(b)、肘脉指数(Ci)、前翅翅脉角A4(A4)、前翅翅脉角G18(G18)、后翅勾数(HWH)等形态指标显著高于工蜂;在后足指标中:蜂王后足胫节长(Ti)、后足股节长(Fe)、后足基跗节长(ML)等形态指标显著高于工蜂;在背板指标中:蜂王第3背板长(T3)、第4背板长(T4)、第5背板绒毛长(5 h)等形态指标显著高于工蜂;在腹板指标中:蜂王第6腹板长(L6)、第6腹板宽(T6)形态指标显著高于工蜂;在生理指标中:蜂王血淋巴卵黄原蛋白(Vg)含量显著高于工蜂;在生化指标中:蜂王血淋巴中总蛋白(TP)、谷草转氨酶(AST)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、肌酐(CRE)、尿酸(UA)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)等指标含量显著高于工蜂;工蜂血淋巴中葡萄糖(GLU)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TGL)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)含量显著高于蜂王。【结论】西方蜜蜂羽化出房蜂王与工蜂在翅膀、后足、背板、腹板等形态指标和血淋巴中蛋白、氨基酸代谢、糖代谢、脂代谢等生理生化指标上存在显著性差异。研究结果有助于更全面理解蜜蜂级型分化,同时有望为优质蜂王培育和蜜蜂资源保护提供全新思路。

王台产卵育王技术对西方蜜蜂蜂王质量的影响

【目的】蜜蜂蜂王的质量是影响蜂群生产的首要因素。旨在探究蜜蜂王台产卵育王技术培育蜂王的质量(生产力和免疫能力等),以期为如何提高蜂王质量和促进蜂群生产提供新思路。【方法】以西方蜜蜂(Apis mellifera)为试验对象,控制F1蜂王在王台产卵育王器中直接产卵,待产卵后转移至育王条,并放入继箱育王区中进行培育F2蜂王,为培育王台产卵组F2蜂王;对照组为人工移虫育王方式,即利用移虫针移取2日龄工蜂巢房幼虫至王台进行育王,培育对照组F2蜂王。通过测定分析F2蜂王个体形态、卵巢数量,以及分析两种育王方式培育F2蜂王Jhamt,Hex110,Defensin1和CYP9Q14种基因的相对表达丰度,以科学评估培育蜂王质量水平。【结果】王台产卵组蜂王接受率显著低于对照组(P<0.05),但王台产卵组蜂王的初生重、前翅长与后翅长均显著高于对照组蜂王(P<0.05);王台产卵组蜂王的右侧卵巢管数也显著高于对照组(P<0.05);3个与蜂王发育和免疫相关基因(Jhamt,Hex110,Defensin1)在王台产卵组蜂王体内的表达量显著高于对照组蜂王,而与解毒相关的蜂王发育和免疫相关基因(CYP9Q1)则差异不显著(P≥0.05)。【结论】蜜蜂王台产卵育王技术培育蜂王的个体发育、卵巢发育、免疫力优于人工移虫育王技术。王台产卵培育蜂王可改善蜂王品质,为提高整个蜂群生存繁衍和环境抵御能力提供科学基础,有助于扭转人工移虫育王对蜜蜂的质量不良影响,推动蜜蜂健康和养蜂业良性发展,在保护和利用蜜蜂这种宝贵资源方面具有重要意义。

西方蜜蜂m 6A甲基转移酶的基因克隆、多克隆抗体制备及表达模式

【目的】本研究旨在克隆西方蜜蜂Apis mellifera RNA m 6A甲基转移酶14(methyltransferase 14,METTL14)基因AmMETTL14,分析AmMETTL14的理化性质和分子特性以及AmMETTL14在工蜂不同发育阶段和不同组织中的表达模式,并制备AmMETTL14多克隆抗体,为持续深入开展AmMETTL14的功能研究提供参考和基础。【方法】通过PCR扩增西方蜜蜂AmMETTL14的CDS并进行Sanger测序验证。使用相关生物信息学软件对AmMETTL14进行生物信息学分析,并构建系统进化树。通过原核表达系统诱导表达AmMETTL14融合蛋白,免疫新西兰白兔以制备多克隆抗体,利用ELISA和Western blot分别检测抗体的效价及特异性。采用RT-qPCR检测AmMETTL14在卵、幼虫、预蛹、蛹及工蜂成虫中以及刚出房工蜂成虫的触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮7种组织中的相对表达量。【结果】成功克隆到西方蜜蜂AmMETTL14的CDS;AmMETTL14的分子式为C 1957 H 3113 N 567 O 589 S 15,分子量约为44.49 kD,脂溶系数为79.97,理论等电点为8.58,平均亲水系数为-0.59,不含典型的跨膜结构域和信号肽,可同时定位于细胞核、线粒体和细胞质;西方蜜蜂、中华蜜蜂A.cerana cerana、黑大蜜蜂A.laboriosa、东方蜜蜂A.cerana、大蜜蜂A.dorsata、小蜜蜂A.florea、欧洲熊蜂Bombus terrestris、金环胡蜂Vespa mandarinia、美洲东部熊蜂B.impatiens和黑腹果蝇Drosophila melanogaster的METTL14均含有MT-A70结构域和3个相同的保守基序;AmMETTL14与黑大蜜蜂的METTL14的氨基酸序列一致性最高(65.60%)且亲缘关系最近。制备的AmMETTL14多克隆抗体效价较高(大于512 K)且特异性较强。AmMETTL14在7和8日龄预蛹与卵中的表达量相近且均显著高于在3日龄幼虫中的表达量,在12日龄蛹中的表达量显著高于卵、幼虫和预蛹中的表达量,在6,12和15日龄工蜂成虫体内的表达量显著高于1日龄工蜂成虫体内的表达量;AmMETTL14在刚出房工蜂成虫脑和咽下腺中的表达量与触角中的表达量相近且均显著高于在毒腺、中肠、脂肪体和表皮中的表达量。【结论】研究结果表明,AmMETTL14可能为亲水性、非跨膜和胞内蛋白,AmMETTL14在幼虫生长发育中发挥潜在的调控作用,制备得到的AmMETTL14的多克隆抗体效价高、灵敏度高和特异性强,为进一步探究AmMETTL14的功能及其参与的表观调控机制打下了基础。

不同组配的蜜蜂信息素对西方蜜蜂的蜂蜜生产及繁殖性能影响

为了探究不同组配的蜜蜂信息素对西方蜜蜂Apis mellifera蜂蜜生产及繁殖性能的影响。本研究在不同浓度(0.05μg/μL、0.10μg/μL和0.15μg/μL)反式-9-氧代-2-癸烯酸[(E)-9-oxodec-2-enoicacid, 9-ODA]对工蜂卵黄原蛋白基因(Vg)表达影响基础上,以蜂蜡为载体,用4种蜂王上颚腺信息素(9-ODA,9-HDA,HOB,HVA)与蜜蜂幼虫饥饿信息素(β-罗勒烯)按照一定比例组配了4种蜜蜂信息素挂片(T1-1、T1-2、T2-1、T2-2),同时以纯蜂蜡挂片作为空白对照组(CK)。系统研究了4种蜜蜂信息素挂片对西方蜜蜂无王群急造王台以及有王群的蜂蜜产量、封盖子数和群势影响。结果表明:人工饲喂0.05μg/μL、0.10μg/μL和0.15μg/μL的9-ODA,对工蜂Vg表达水平具有显著抑制作用(P<0.05);与对照组相比,4个实验组(T1-1、T1-2、T2-1和T2-2组)出现封盖王台的时间均有显著延迟(P<0.05),推迟时间2~3 d;T2-1组蜂蜜产量显著高于对照组(P<0.05),蜂蜜产量提高24.00%;T1-2组、T2-1组和T2-2组封盖子数量都显著高于对照组(P<0.05),分别提高84.52%、64.50%和80.09%;T1-2组和T2-1组蜂群群势显著高于对照组(P<0.05),分别提高了53.37%和50.85%。因此不同组配的蜜蜂信息素对西方蜜蜂蜂蜜生产及繁殖性能都起到了积极作用,相关研究结果对养蜂生产中合理利用蜜蜂信息素有指导意义。

东方蜜蜂微孢子虫感染西方蜜蜂工蜂中肠的蛋白质组学分析

通过分析西方蜜蜂工蜂感染东方蜜蜂微孢子虫Vairimorpha ceranae(Nosema ceranae)后,中肠蛋白质组的差异,探讨病原与中肠细胞的互作机制。给西方蜜蜂5日龄工蜂自由取食含104个·μL^(-1)的孢子蔗糖液48 h后,在30℃恒温饲养18 d(23日龄)。结果表明,感染组工蜂存活率仅为34.81%,显著低于对照组的71.85%(P<0.05),感染后工蜂中肠蛋白浓度显著下降(P<0.05),但两组的平均单只日均糖液消耗量没有显著差异(P>0.05)。通过串联质谱标签(TMT)定量蛋白分析系统比较了感染组与对照组工蜂的中肠蛋白质组差异,发现差异显著的蛋白共565个,其中感染中肠显著上调的蛋白有301个,显著下调的蛋白有264个。差异蛋白GO富集分析显示,感染对中肠细胞的细胞进程、能量代谢、细胞形态、蛋白质复合物、分子结合和催化活性等有显著影响;KEGG通路注释发现富集到氨酰-tRNA生物合成、内质网中的蛋白质加工、不同类型的N-聚糖生物合成显著上调,部分抗氧化相关的蛋白显著上调;而显著下调蛋白富集到氨基酸代谢和蔗糖代谢等通路。东方蜜蜂微孢子虫感染后期显著减弱西方蜜蜂工蜂的消化和免疫相关蛋白表达,这些差异显著蛋白为后续开展东方蜜蜂微孢子虫与西方蜜蜂的互作蛋白筛选与验证提供了重要支撑。

西方蜜蜂几丁质合成酶基因的生物信息学分析及功能研究

【目的】本研究旨在明确西方蜜蜂Apis mellifera几丁质合成酶(chitin synthase,CHS)基因的分子特性,并揭示CHS在西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis胁迫的免疫应答中的功能。【方法】利用相关生物信息学软件预测和分析西方蜜蜂CHS蛋白的分子特性、保守基序和结构域。使用MEGA X软件对西方蜜蜂和其他昆虫CHSs的氨基酸序列进行系统进化分析。采用体外转录法合成CHS和egfp的dsRNA,饲喂蜜蜂球囊菌胁迫的西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫以进行RNAi,并利用RT-qPCR检测西方蜜蜂工蜂5日龄幼虫肠道中CHS及宿主响应蜜蜂球囊菌侵染的免疫相关基因abaecin,apidaecin,birc5,defensin-1和PGRP-S2的表达量。【结果】西方蜜蜂CHS蛋白含有1572个氨基酸,属于20种氨基酸,其中正电荷氨基酸与负电荷氨基酸分别为177和169个,分子量约为178.77 kD,等电点为6.65;含纤维素合酶CESA3催化结构域。在西方蜜蜂和东方蜜蜂A.cerana等共13种昆虫的CHSs中均鉴定到3个Motif(Motif 1,Motif 2和Motif 3)和2个结构域(Chitin_synth_2和Glyco_trans_2_3)。系统进化树表明,膜翅目的西方蜜蜂与东方蜜蜂的CHSs的氨基酸序列一致性最高,聚为一支且自举值为100。相较于ds egfp饲喂对照组,ds CHS饲喂组5日龄幼虫肠道中CHS的表达量显著下调,干扰效率为29.40%,abaecin,birc5和defensin-1的表达量均极显著上调,PGRP-S2的表达量显著上调,apidaecin的表达量极显著下调。【结论】西方蜜蜂CHS可能是胞内亲水性跨膜蛋白,西方蜜蜂与其他昆虫CHSs的氨基酸序列具有较高的保守性,其中与东方蜜蜂的CHS的氨基酸序列之间保守性最高,CHS影响西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌胁迫的免疫应答。

西方蜜蜂Lozenge基因的克隆鉴定及时空表达分析

Lozenge蛋白(Lz蛋白)是昆虫的重要转录因子,在昆虫胚胎发育过程中发挥重要作用。为研究Lozenge在西方蜜蜂Apis mellifera中的作用,本研究克隆了Lozenge基因,并对其进行生物信息学分析,同时基于荧光定量PCR技术检测该基因在西方蜜蜂不同发育时期(卵期、幼虫期、蛹期和成年蜂)和10日龄哺育蜂各组织的表达谱。生物信息学分析结果显示,Lozenge基因的开放阅读框(ORF)为1 554 bp,共编码517个氨基酸,预测分子量为54.63918 kDa,等电点为6.08;结构域预测分析发现Lozenge蛋白含有一个Runt结构域,多物种蛋白序列对比发现该蛋白同源性高。时期表达谱表明,该基因在第1日卵和第2日卵的表达量远高于其他时期,在卵期表达量随时间依次递减,幼虫期表达量极低,蛹期表达量呈先增后减的趋势,而成年蜂中均有表达;组织表达谱显示,该基因在哺育蜂头部、上颚腺中的表达量较高,而在腹部的表达量低。这些结果表明,Lozenge基因可能在西方蜜蜂胚胎期细胞发育过程、哺育蜂蜂王浆合成和分泌过程中发挥重要作用,这些结果为该基因功能的深入研究提供了重要的理论参考。