意大利蜜蜂不同日龄工蜂对啶氧菌酯胁迫的生化和生理响应

【目的】啶氧菌酯是蜜蜂常接触到的杀菌剂,其对蜜蜂工蜂健康的影响常被忽视。研究明确啶氧菌酯胁迫对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica不同日龄工蜂的影响,为蜜蜂健康养殖和授粉安全提供理论依据。【方法】利用啶氧菌酯田间推荐浓度(113, 150, 225和281 mg/L)分别连续暴露处理意大利蜜蜂1, 8和21日龄工蜂7 d,测定各浓度处理组不同日龄工蜂存活率,测定保护酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)及解毒酶羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE),谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)和细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase, CYP450)活性;利用RT-qPCR检测营养相关基因胰岛素样肽(insulin-like peptides, ILP)基因(ILP1和ILP2)和卵黄原蛋白(Vitellogenin)基因以及免疫相关基因蜂蛾抗菌肽(Abaecin)基因、蜜蜂抗菌肽(Apidaecin)基因、防卫素(Defensin1)基因和膜翅抗菌肽(Hymenoptaecin)基因的表达量。【结果】113, 150, 225和281 mg/L啶氧菌酯连续处理与对照组比可显著降低意大利蜜蜂1和21日龄工蜂的存活率。113, 150和225 mg/L啶氧菌酯处理使1和8日龄工蜂CAT和CYP450活性比对照组增加,使SOD, CarE和GST活性随处理浓度的增加而下降,比对照组诱导21日龄工蜂CAT, SOD和GST活性抑制CarE活性。啶氧菌酯各处理组1和21日龄工蜂ILP1和ILP2表达量比对照组均下调,而1和8日龄工蜂的Vitellogenin表达量均高于对照组。与对照组相比,啶氧菌酯可显著提高1日龄工蜂Apidaecin和Hymenoptaecin的表达量,但抑制8日龄工蜂Apidaecin和Hymenoptaecin的表达量,同时225和281 mg/L啶氧菌酯可显著抑制21日龄工蜂Abaecin,Apidaecin,Defensin1和Hymenoptaecin的表达量。【结论】田间推荐使用浓度的啶氧菌酯对意大利蜜蜂不同日龄工蜂具有显著的毒性,对工蜂的存活、酶活性、营养代谢和免疫能力产生胁迫,增加工蜂的生存压力,进而危害蜂群的健康。

拟除虫菊酯类杀虫剂对蜜蜂的毒性和影响

蜜蜂是最重要的农业授粉昆虫之一,蜜蜂在授粉过程中极有可能接触到广泛使用的广谱杀虫剂-拟除虫菊酯,大多数拟除虫菊酯对蜜蜂等农业授粉昆虫有较高的毒性。本文对拟除虫菊酯类杀虫剂的作用机理进行了综述;总结了蜂群及蜂产品中拟除虫菊酯类杀虫剂的残留现状、拟除虫菊酯对蜜蜂的急性毒性以及亚致死效应,讨论了拟除虫菊酯类杀虫剂复配农药对蜜蜂的影响。认为:一方面要加强害虫的综合防控和绿色防控手段,用环境友好型的生物农药替换化学农药,合理科学地使用;另一方面,应加速研发高效防治靶标害虫以及对蜜蜂低毒或无毒的高度选择性杀虫剂,以保障蜜蜂授粉安全。

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。

乙虫腈对意大利蜜蜂工蜂幼虫核酸甲基化的影响

蜜蜂是重要的环境污染指示生物。作为氟虫腈的替代药剂,乙虫腈对蜜蜂仍有高风险。本文首次基于DNA和RNA甲基化角度评估了亚致死剂量(10^(-5)、10^(-4)、10^(-3)和10^(-2)mg·L^(-1))乙虫腈重复暴露对意大利蜜蜂工蜂幼虫生长发育的影响。结果显示,乙虫腈持续暴露引起了DNA 5mC甲基化水平显著下降和DNA甲基化酶基因Dnmt3显著下调;与DNA相比,RNA(总RNA和mRNA)甲基化所受影响更为显著,各暴露浓度下,总RNA m^(5)C、m^(3)C甲基化和mRNA m^(6)A、m^(3)C甲基化水平均显著提高,RNA m^(6)A去甲基化酶基因ALKBH1均显著下调(P<0.01),m^(5)C甲基化酶基因NSUN4的表达均显著上调(P<0.01)。综上,甲基化酶基因Dnmt3、ALKBH1和NSUN4可作为乙虫腈暴露风险评估的潜在标志物。本研究为杀虫剂的风险预警及评估提供了新的科学视角和技术手段。

中华蜜蜂磁响应基因MagR、Cry2的克隆和时空表达

为探究中华蜜蜂磁响应基因的生物学功能,提取中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称中蜂)总RNA,反转录制备cDNA,用特异性引物PCR扩增AcMagR和AcCry2基因的CDS序列,利用生物信息学软件对其功能结构域、系统进化树等进行分析;采用实时荧光定量PCR技术(qPCR)分析中蜂工蜂不同日龄(1、5、10、15、20、25、30日龄)和不同组织(头部、胸部和腹部)中AcMagR和AcCry2基因的相对表达量.结果表明,中蜂AcMagR和AcCry2基因的ORF序列长分别为393、1 713 bp,分别编码130、570个氨基酸.AcMagR蛋白存在1个Fe-S_biosyn功能结构域,AcCry2蛋白则具有2个功能结构域(DNA_photolyase和FAD_binding_7).系统发育树显示,中蜂AcMagR、AcCry2基因与西方蜜蜂关系最近,它们再进一步与小蜜蜂和大蜜蜂聚为一支.荧光定量PCR结果表明,AcMagR和AcCry2基因在不同日龄工蜂胸部的表达量显著高于头部和腹部,且在采集蜂胸部中表达量最高,该结果表明这两个基因在蜜蜂的采集飞行活动中发挥着重要作用.