蜜蜂E-β-罗勒烯的研究进展

蜜蜂是真社会性昆虫,蜂群内部各成员之间分工明确,但又紧密合作,共同维系蜂群结构与功能,这离不开三型蜂之间高效的信息传递。蜂群内部的信息传递主要是通过化学通讯即蜜蜂信息素来相互传递,蜜蜂幼虫信息素是其中一个重要的蜜蜂信息。近年来,研究人员探索发现,E-β-罗勒烯是一种新发现的蜜蜂幼虫信息素组分,它不仅能够抑制蜜蜂工蜂的卵巢成熟,还参与调节工蜂的采粉行为,提高了采粉蜂的比例,增加了哺育蜂访问巢房的频率,具有一定的科研实践价值。

甲基硬脂酸酯和E-β-罗勒烯对中华蜜蜂育王质量的影响

为研究育王过程中添加蜜蜂幼虫信息素成分甲基硬脂酸酯和E-β-罗勒烯对中华蜜蜂育王质量的影响,本试验结合免移虫育王技术,在幼虫60~64 h时向王台内注入1μL配置好的信息素(浓度梯度分别为0%、0.1%、1.0%、10.0%),待蜂王出房后测定蜂王个体指标及蜂王卵巢Vg、hex70b和hex110基因的表达水平。与空白对照相比,添加10.0%浓度的E-β-罗勒烯组蜂王的初生重和单侧卵巢管数显著增加,同时Vg、hex70b和hex110基因表达水平也显著上升;添加1.0%的E-β-罗勒烯蜂王单侧卵巢管数量显著增加,Vg和hex110基因的表达量也显著上升;添加甲基硬脂酸酯对培育蜂王的初生重、胸部指标和卵巢相关基因表达均无显著影响,但1.0%和10.0%的甲基硬脂酸酯使蜂王卵巢管数量显著减少。结果表明在中蜂育王过程中添加E-β-罗勒烯可以在一定程度上提高蜂王的质量。

蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素鉴定及其生物合成通路

【目的】蜜蜂幼虫在饥饿状态下会通过释放特定信息素来向外界传递饥饿信号,称为蜜蜂幼虫饥饿信息素(hunger pheromone)。论文旨在研究西方蜜蜂(Apis mellifera)蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素化学成分及在幼虫体内的生物合成通路,明确蜜蜂幼虫与成年蜂之间的化学信息素交流机制。【方法】采集2日龄与4日龄西方蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫及其食物,将其分为饥饿组、饲喂组与纯食物组。饲喂组幼虫平躺在预先准备好的食物表面,饥饿处理组则不提供食物。所有样品分别放入20 m L密封采样瓶中并在35℃条件下放置45 min。利用Needle trap技术从样品瓶中采集10 m L气体,富集气体中的挥发性化学物质。在气质联用进样口以250℃高温将富集的化学物质解离,并通过气质联用技术分析鉴定蜂王与雄蜂幼虫饥饿信息素。同时,采用RNA-Seq技术分析饥饿信息素在蜂王与雄蜂幼虫体内的生物合成通路及相关基因表达。【结果】从蜂王与雄蜂幼虫中分别分析鉴定出10种与9种信息素,其中蜂王幼虫含有一种特有的幼虫信息素——2-庚酮,且在蜂王食物中含量最高。E-β-罗勒烯在蜂王与雄蜂幼虫各饥饿组含量均显著高于其饲喂幼虫组与食物组,表明蜂王与雄蜂幼虫均以E-β-罗勒烯为其饥饿信息素。2日龄蜂王与雄蜂幼虫饥饿组E-β-罗勒烯含量均差异不显著,但4日龄蜂王幼虫饥饿组E-β-罗勒烯含量显著低于雄蜂幼虫组。其余8种信息素为肉豆蔻酸、棕榈酸、甲基棕榈酸脂、硬脂酸、棕榈油酸、十五烷酸、乙酸与乙酸乙酯,均未出现饥饿组高于其他两组的规律。其中乙酸乙酯与乙酸在食物组与饲喂组含量高于饥饿组,推测其可能来自于幼虫食物。RNA-Seq结果表明蜂王与雄蜂幼虫通过甲羟戊酸途径由乙酰辅酶A从头合成E-β-罗勒烯。发现Geranylgeranyl pyrophosphate synthase-like与Farnesyl pyrophosphate synthase等9个基因参与该通路,但在饥饿组与其饲喂组幼虫中表达差异均不显著。【结论】蜜蜂蜂王与雄蜂幼虫利用E-β-罗勒烯作为其饥饿信息素乞求食物,并且在体内从头合成E-β-罗勒烯。工蜂利用2-庚酮标记蜂王幼虫,但未对雄蜂幼虫进行标记。