蜂王浆高产蜜蜂与意大利蜜蜂哺育蜂唾液腺蛋白质组分析

【目的】比较蜂王浆高产蜜蜂(浆蜂,Apis mellifera liguatica)和意大利蜜蜂(意蜂,Apis mellifera liguatica)哺育蜂头唾腺、胸唾腺的蛋白质组差异,揭示唾液腺调控蜂王浆生产的分子基础,为解析浆蜂蜂王浆高产机理提供依据。【方法】解剖浆蜂、意蜂哺育蜂头唾腺和胸唾腺,提取蛋白质、液内酶切并进行液相色谱与串联质谱蛋白质组分析。采用MaxQuant软件对质谱数据定量和定性分析,利用Perseus软件对结果进行生物信息学分析。使用SignalP预测分泌性蛋白。利用ClueGO软件对唾液腺蛋白质组进行生物学进程和代谢通路富集分析。【结果】浆蜂和意蜂哺育蜂唾液腺共鉴定到2335个蛋白,其中头唾腺1823个,胸唾腺1922个。浆蜂、意蜂头唾腺和胸唾腺核心蛋白表达谱相似,主要参与RNA代谢、核酸代谢、ATP代谢、蛋白质的翻译、翻译调控和分解代谢,为腺体行使生物学功能提供了必要的代谢能和核酸、蛋白质等原料。浆蜂、意蜂哺育蜂头唾腺和胸唾腺主成分分析(PCA)显示二者唾液腺分子基础在选育过程中出现了一定程度的分化。意蜂、浆蜂头唾腺分别上调表达254和333个蛋白,意蜂小分子、碳水化合物代谢等通路上调,浆蜂有机氮化合物合成、细胞氧化还原稳态、氨基酸代谢、氧化还原等通路上调,证明浆蜂头唾腺细胞蛋白质合成、氨基酸代谢旺盛、供能加强。意蜂、浆蜂胸唾腺分别上调表达412和162个蛋白,意蜂氧化磷酸化、翻译调控等通路上调,浆蜂氧化磷酸化、对有毒物质的反应等通路上调,说明浆蜂胸唾腺细胞抗逆水平提高。浆蜂、意蜂唾液腺共鉴定到43个分泌性蛋白,其中有15个也在蜂王浆中得到鉴定,蜂王浆主蛋白1、2、3、4、5、7同时在头唾腺和胸唾腺中检出,表明头唾腺和胸唾腺均参与了蜂王浆主蛋白的合成;参与花蜜转化的α-葡萄糖苷酶和参与化学信息素合成与释放的气味结合蛋白3、13、17、21同时在头唾腺和胸唾腺中检出,为花蜜转化和信息素合成奠定了基础。蜂王浆主蛋白1、2、3、7,昆虫储存蛋白70a、110,气味结合蛋白3、13、17、21以及与幼虫先天免疫紧密相关的转铁蛋白、载脂蛋白Ⅲ样蛋白均在浆蜂唾液腺中高表达,说明浆蜂唾液腺信息素和蜂王浆蛋白质合成较意蜂旺盛。【结论】浆蜂、意蜂唾液腺具有相似的核心蛋白质组以保证蜂王浆蛋白质、信息素和转化酶的合成与分泌。经过长期选育,浆蜂、意蜂唾液腺分子基础出现差异,浆蜂哺育蜂唾液腺较意蜂蛋白质合成、氨基酸代谢旺盛,细胞供能、抗逆性加强且分泌性蛋白普遍在浆蜂唾液腺上调表达,为浆蜂提供了更加持久和高效的蛋白质合成系统,促成了蜂王浆的高产。

意大利蜜蜂产浆性状10个微卫星位点的遗传分析(英文)

我国培育成功的世界上蜂王浆产量最高的蜂种(Ea)是从20世纪30年代引进我国的意大利蜜蜂(Eb)中选育的。采用10个微卫星位点对蜂王浆高产蜜蜂、原种意大利蜜蜂(Ee)和本地意大利蜜蜂进行研究,以探明由于人工选择和地理隔离造成的其分子进化上的一些特征。结果,10个微卫星位点在3个蜂种中共扩增到96个等位基因,其中有48个等位基因是不同的,表明10个微卫星位点在3个蜂种中的高度多态性,而且由于人工选择和地理隔离已造成3蜂种在遗传基础上的一些分化。3蜂种的多态信息含量(PIC)分别为0.57、0.50、0.57,杂合度分别为0.60、0.57、0.61,二者均无显著差异。遗传距离的分析结果显示,Ee和Eb(0.14)、Eb和Ea(0.16)之间的遗传距离较近,而Ea和Ee(0.25)之间的遗传距离较远。等位基因频率的分析结果表明,6个位点的7个等位基因的频率(A29的159bp、A24的100bp和104bp、A7的110bp、A43的126bp、A14的221bp和A113的221bp)以Ee、Eb、Ea的顺序递增,Ea的这7个等位基因频率分别显著高于Ee和Eb。同时4个位点的4个等位基因的频率(A24的106bp、A43的140bp;A113的215bp和A14的219bp)以Ea、Eb、Ee的顺序下降,Ea在这4个位点的频率分别显著低于Eb和Ee。这些位点的等位基因可能与蜂王浆产量有关。