蜜蜂对复合气味中特征因素的选择性记忆巩固的研究

目的 蜜蜂天生具有丰富的嗅觉辨识能力,觅食、交配、导航以及社交活动均依赖其嗅觉系统,是研究嗅觉感知和学习记忆的行为及神经机制的理想模型。蜜蜂既能够将某个复合气味作为一个整体也可以将复合气味的各组成成分进行辨别和区分,但是在特征依赖的联合记忆中依据何种原则进行加工并存储到长期记忆还不清楚。方法 本文利用特征阳性(feature positive:AB+,B-)和特征阴性(feature negative:AB-,B+)的奖赏性嗅觉条件化,训练蜜蜂对复合气味和成分气味的辨别,并检测蜜蜂对复合气味(AB)、成分气味(B)以及特征气味(A)的中长时记忆(3 h)和长时记忆(24 h)。结果 在特征阳性的奖赏性嗅觉条件化中,蜜蜂对训练过的气味可以形成稳定的中长时和长时记忆,并且对复合气味中的特征气味的记忆与复合气味的记忆呈现高度相似。但在特征阴性的奖赏性嗅觉条件化中,蜜蜂虽能够在3 h和24 h对训练过的两种气味具有显著的伸喙反应差异,且对特征阴性的气味无显著反应,但对复合气味的反应随时间的推移而增加。结论 实验结果表明,蜜蜂选择性地将与奖赏信息联合出现的气味巩固到长时记忆中,但并未依据特征成分加工储存到长时记忆中。奖赏信息预示着食物源,与生存息息相关,表明对环境信息进行选择性的记忆巩固加工并储存可能是低等动物高效地编码生存相关信息的重要策略。

意大利蜜蜂哺育蜂学习记忆相关基因的转录组学分析

【目的】筛选与意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica哺育蜂学习记忆密切相关的基因。【方法】在人工组建意大利蜜蜂蜂群中收集10日龄哺育蜂、21日龄哺育蜂、21日龄采集蜂,通过喙伸反应(proboscis extension reflex,PER)实验测定这3组样本之间学习记忆能力的差异。利用RNA-seq技术对具有学习能力和不具有学习能力的10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂脑中基因表达量进行全面分析,筛选出与哺育蜂学习记忆密切相关的差异表达基因(DEGs),并对这些差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。qPCR检测随机选取的3个DEGs(上调基因TpnCⅢa和MED23以及下调基因Pkc)在具有学习能力和不具有学习能力的10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂脑中的表达量。【结果】PER实验结果显示,经过5次训练后,意大利蜜蜂21日龄哺育蜂的学习能力显著高于10日龄哺育蜂的,而21日龄哺育蜂和21日龄采集蜂的学习能力无显著差异;同样地,21日龄哺育蜂的记忆能力显著高于10日龄哺育蜂的,而21日龄哺育蜂和21日龄采集蜂的记忆能力无显著差异。RNA-seq分析筛选到88个与哺育蜂学习记忆密切相关的DEGs,其中18个上调表达,70个下调表达。GO富集结果显示,上调DEGs在生物学进程分类中富集的基因数最多,主要富集在信号转导、蛋白质加工修饰相关;下调DEGs也是在生物学进程分类中富集的基因数最多,主要富集在转录、信号转导、蛋白质生物合成相关,其中显著性富集在转录相关。KEGG富集结果显示,下调DEGs显著性富集在吞噬、光转导、AGE-RAGE信号通路。qPCR结果显示差异表达基因TpnCⅢa,MED23和Pkc在具有学习能力和不具有学习能力的10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂脑中的表达水平的变化趋势与RNA-seq数据中的变化趋势一致。【结论】PER实验表明日龄是影响意大利蜜蜂哺育蜂的学习和记忆能力的重要因素;同时本研究获得学习后哺育蜂脑部的基因表达变化趋势和富集分析,为深入研究哺育蜂学习记忆的分子机制奠定了重要的理论基础。

吡虫啉对意大利蜜蜂学习行为的影响

[目的]吡虫啉是一种新烟碱类杀虫剂,它作用于昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体。通过喙伸反应研究了亚致死剂量吡虫啉对意大利蜜蜂工蜂学习行为的影响。[方法]喙伸反应(PER)是研究学习行为的经典方法。吡虫啉以0.1、0.15、0.65 ng/蜂3种剂量滴蜜蜂背板,最高浓度为室内毒力测定LD5值的1/10。[结果]0.65 ng/蜂剂量吡虫啉滴背板后,蜜蜂对稀糖水的敏感性显著降低。0.15、0.65 ng/蜂剂量吡虫啉对蜜蜂学习行为有影响。研究结果表明亚致死剂量吡虫啉对蜜蜂的学习行为有影响。[结论]喙伸反应试验可应用于亚致死剂量农药对蜜蜂学习行为的研究中。

亚致死剂量杀虫剂对意蜂工蜂嗅觉敏感性的影响

喙伸反应(PER)试验适用于评价杀虫剂对蜜蜂行为的影响。本实验利用喙伸反应研究了亚致死剂量(LD50/100～LD50/10)溴氰菊酯和吡虫啉对意蜂Apis mellifera ligustica L.工蜂嗅觉敏感性的影响。结果发现,经口饲喂溴氰菊酯5ng和10ng后,工蜂对0.1%的蔗糖溶液的敏感性显著下降(P<0.05),水应激指数降低,但对0.3%,1%,3%,10%和30%的蔗糖溶液的敏感性没有显著变化;而经口饲喂吡虫啉0.3ng和0.6ng后,工蜂对上述各浓度蔗糖溶液的敏感性变化不明显,但其水应激指数升高。