农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室简介

农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室(部省共建)于2022年8月由农业农村部批准设立,实验室负责人由国家新世纪“百千万人才”专家、重庆市学术技术带头人周泽扬教授担任。实验室依托重庆师范大学生物学一级学科博士点、媒介昆虫重庆市重点实验室、动物生物学重庆市重点实验室等学科和平台组建,聚焦长江上游传粉昆虫特别是蜜蜂的资源保护与种质创新等共性关键难题,瞄准传粉昆虫研究的国际前沿和蜂业发展的技术瓶颈,设置传粉昆虫多样性与生态功能、智慧监测与调控、病原与防控、蜜蜂种质保护与改良等4个研究方向。

昆虫脂肪体结构功能及其在人类疾病模型应用中的研究进展

昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内,其是一个动态疏松的组织,包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的,其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化,其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为昆虫生命代谢的核心组织进行物质的合成与储存。此外,脂肪体还有许多重要的功能,是多种激素作用的靶器官,与昆虫的先天免疫、寿命和生长发育等都有关。因此,研究昆虫脂肪体对于解析昆虫重要生命现象是十分重要的。近年来已经有大量研究将昆虫脂肪体作为人类疾病和药物开发等方面的研究模型,将其应用于人类免疫学、人类疾病发病机制探究、新型药物研发等诸多领域。本文对昆虫脂肪体的形态结构、形成与变态、生物学功能及在人类疾病模型研究中的应用与展望进行了综述,以系统地加深对昆虫脂肪体结构与功能的理解与认识。昆虫脂肪体将在人类主要疾病模型的构建、疾病发病机理的探究等方面具有较大的应用潜力。

真社会性昆虫级型结构及寿命分化行为的表观遗传学研究进展

真社会性昆虫,如膜翅目(Hymenoptera)的蜜蜂、蚂蚁和黄蜂,以及蜚蠊目(Blattodea)的白蚁,尽管在一个群体中遗传背景和遗传基础一致,但它们在形态、行为及生活史上具有显著的多样性。大多数真社会性昆虫表现出不同的级型结构和寿命分化,在这些结构中王后往往比职虫的寿命更长,且繁殖能力仅由一个或几个王后拥有,而其他群体成员只能充当职虫。然而,在某些物种中,级型结构具有一定的可塑性,个体可以根据特定的环境线索从一个级型或行为表型切换到另一个级型或行为表型。由于不同的级型之间通常有共同的遗传背景,因此真社会性昆虫群体内的多样性很大程度上是由个体之间的基因转录差异造成的。这就意味着以修饰基因表达而不改变基因序列本身为特征的表观遗传机制可能在真社会性昆虫中发挥着重要作用。已有的证据表明,DNA/RNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等表观遗传调控机制在级型结构、寿命分化和衰老等多个方面影响真社会性昆虫。本文对这些表观遗传调控机制及其在昆虫中不同作用的研究进展进行了综述,以加深对真社会性昆虫起源及其行为演化的理解和认识。未来表观遗传调控机制可在抗衰老药物的研发、衰老相关疾病的治疗、减缓生物体的衰老进程等方面有潜在的应用价值。

综述影响蜜蜂蜂群发展的因素

蜜蜂作为自然界喜群居的资源昆虫,是重要的传粉昆虫之一。其不仅能够提升农作物的产量和品质,还有利于维持生物多样性和生态系统的平衡。但是,近年来由于气候变化、栖息地丧失、病原体侵害、农药污染等诸多因素导致蜜蜂的数量呈现急剧下降的趋势。本文综述了能够影响蜜蜂蜂群发展的主要因素,从自然环境改变、化学环境影响、病原微生物与寄生虫的侵染、营养物质供应、饲料粒度、磁场和食物源的距离等方面具体展开,探讨各因素对蜜蜂蜂群发展的影响;以期提高人们对环境的保护意识,维护蜜蜂生存环境,以及为养蜂工作者进行蜜蜂健康养殖提供参考和借鉴。

蜜蜂白垩病的病原特性与综合防治

蜂病可分为非传染性病害和传染性病害两种,前者由遗传因素或环境中的有害物质等引起,后者则由病原微生物或寄生虫引起。蜜蜂传染性病害对蜂产业的威胁极大,可从感染蜜蜂个体,干扰蜜蜂正常生理代谢,破坏其组织结构,到影响蜂群乃至整个蜂场。

黄缘蜾蠃营巢生物学研究

利用人工巢管(Trap-nest)对我国南方林区捕食性天敌昆虫黄缘蜾蠃Anterhynchium flavomarginatum Smith的营巢生物学进行研究,以期更好的保护和利用该蜂对农林害虫的生物防治作用。2021年4月至2022年12月在江西省选取5个典型样地放置人工巢管收集黄缘蜾蠃,野外观察并记录该蜂雌性成虫活动规律的相关数据,并通过室内解剖筑巢巢管对该蜂的巢管进行观察并测量获取巢管结构的相关数据。研究发现黄缘蜾蠃偏爱巢口朝向东南方向的巢箱筑巢,该蜂巢管内部结构由前庭(Vestibular cell)、虫室(Brood cell)和空室(Empty space)等结构组成,也观察记录了巢管内部结构的相关参数和雌蜂的筑巢行为,其中包括巢管长度、内径以及前庭、虫室、空室的数量和长度;而筑巢行为主要包括日平均出巢次数、单次捕食时间、采泥时间、处理猎物的时间以及筑巢时间。每年5月、7月和10月是黄缘蜾蠃营巢最活跃的时期。黄缘蜾蠃的筑巢习性在不同个体之间无明显差异,但后代雌雄发育情况在不同巢管结构中存在差异;雌性成虫个体较雄性大,其幼虫期所需食物更多;该蜂可能会根据虫室大小及储备食物的多少来决定后代的性别分配。

中国油茶主产区传粉昆虫群落多样性分析

【目的】油茶是我国特有的传统木本食用油料植物,具有较高的食用和药用价值,自花授粉结实率低,主要依靠传粉昆虫授粉。为综合了解我国油茶花期传粉昆虫种类,以及不同地区传粉昆虫群落差异,以期为油茶传粉昆虫的保护与利用提供本底资料。【方法】于2015-2020年,采用定时扫网法对全国16个省份80个样地进行传粉昆虫采集与鉴定,采用物种均匀度、优势度及丰富度等指数对传粉昆虫进行多样性分析。【结果】共采集到油茶传粉昆虫4 379只,分别隶属于6目26科53属90种,主要以膜翅目和双翅目为主。其中,地蜂科(Andrenidae)、蜜蜂科(Apidae)、胡蜂科(Vespidae)、分舌蜂科(Colletidae)和食蚜蝇科(Syrphidae)分别占传粉昆虫总数的28.48%、24.27%、16.78%、10.78%和10.12%。油茶传粉昆虫物种数(S)、个体数(N)、Shannon-Wiener多样性指数(H’)和Berger-Parker优势度指数(D)最高的样地均是湖南省永州市林业科学研究所油茶基地,最低的是广西壮族自治区来宾市维都林场油茶基地;丰富度指数(Chao1)最高是福建南平市武夷山市五夫镇样地,最低的是广西壮族自治区来宾市维都林场油茶基地;Pielou均匀度指数(J’)最高的是湖南省永州市林业科学研究所油茶基地,而较低的是云南省文山州广南县莲城镇、江西省吉安市峡江县戈坪乡和福建省福州市闽侯县荆溪镇样地。福建三明市沙县高砂镇与安徽黄山市歙县徽城镇样地相似性系数最高(CS=0.97),而江西省新余市渝水区水北镇与福建省福州市晋安区岭头山乡、陕西省汉中市南郑区新集镇样地的相似性系数均最低(CS=0.07)。【结论】油茶传粉昆虫优势类群中的地蜂科和分舌蜂科物种均属土壤筑巢野生蜜蜂,成虫活动期与油茶花期高度吻合,是油茶专性传粉者,对解除油茶花粉资源限制,提高油茶产量起到重要的作用。

不同试剂盒对传粉昆虫携带混合花粉DNA提取效果比较

【目的】传粉昆虫所携带花粉的准确鉴定是构建传粉网络的重要环节。本研究通过比较不同植物试剂盒在微量混合花粉DNA提取中的差异,以阐明不同试剂盒的提取效果,并明确满足DNA提取的混合花粉最低需求量。【方法】将不同地区中华蜜蜂Apis cerana cerana、凹唇壁蜂Osmia excavata和白斑切叶蜂Amegachilestrupigera体表携带的花粉进行混合。利用上海生工磁珠法植物基因组DNA抽提试剂盒(CZ)、北京BioTeke(百泰克)离心柱型微量样品基因组DNA提取试剂盒(BT)、美国Omega E.Z.N.A.?MicroElute基因组DNA提取试剂盒(EZ)、北京天根微量样品基因组DNA提取试剂盒(TG)及江苏吉锐Genloci?TNA抽提试剂盒(GL)提取混合花粉DNA。基于ITS2宏条形码技术获取测序数据,通过方差、线性判别和层次聚类分析,比较5种试剂盒提取效果。最后,调整试剂盒BT的提取方法,降低混合花粉的需求量。【结果】试剂盒TG与GL提取混合花粉DNA浓度较高,试剂盒CZ、BT和EZ提取混合花粉DNA浓度较低,前者浓度约为后者的5-15倍。试剂盒EZ和TG提取混合花粉样品的DNA纯度与其它试剂盒存在显著差异。5种试剂盒检测到植物种类分别为(143±12)(CZ)、(167±8)(BT)、(160±10)(EZ)、(160±6)(TG)和(161±16)种(GL),且不同试剂盒在目、科和属水平上具有显著提取优势的植物,部分植物只能由特定试剂盒提取到DNA模板。此外,试剂盒BT通过花粉所鉴定的植物种类最多,且能提取到合格DNA模板的最低混合花粉质量为0.02mg。【结论】不同试剂盒提取微量混合花粉效果不同且各有优势,混合花粉质量最低可以降至0.02 mg。本研究为选择提取微量混合花粉DNA试剂盒继而用于传粉网络研究提供参考。

蜂蜜中活性物质种类及功效

蜂蜜是天然营养物质,其化学组成成分复杂,含有氨基酸、维生素、糖类、有机酸、蛋白质等多种活性物。随着对蜂蜜的研究,其营养价值和保健功效越来越受到重视,应用前景十分广阔。为了充分发掘其潜在价值,综述了蜂蜜中的活性物质种类及功效,旨在为蜂蜜的进一步研究与产品开发应用提供理论依据和参考。

中华蜜蜂肠粘蛋白AcMucin5AC-1的鉴定和定位分析

【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响,为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征;利用RT-qPCR检测AcMucin 5 AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠和表皮以及2日龄幼虫感染中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)后0,12,24,48和72 h时中肠中的表达量。通过原核表达系统对中华蜜蜂AcMucin5AC-1进行表达,亲和层析柱纯化重组蛋白并制备相应多克隆抗体;Western blot检测AcMucin5AC-1在中华蜜蜂健康3-6日龄幼虫中以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜中的表达,应用间接免疫荧光试验分析AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中的定位。通过饲喂法利用RNAi沉默中华蜜蜂2日龄幼虫AcMucin 5 AC-1后12,24,48和72 h时分析RNAi干扰效率,利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法探究RNAi干扰2日幼虫AcMucin 5 AC-1后24,48和72 h时对中华蜜蜂幼虫整体组织形态的影响。【结果】中华蜜蜂基因组中有8个AcMucin5AC基因,其氨基酸序列均含有粘蛋白结构域。RT-qPCR检测结果表明,AcMucin 5 AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠中表达量较表皮中的高,且在感染CSBV病毒的12和72 h时的2日龄幼虫中肠中比对照组显著下调。成功获得约50 kD的重组蛋白AcMucin5AC-1和多克隆抗体,Western blot结果显示在中华蜜蜂3-6日龄幼虫以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜的总蛋白中均能检测到AcMucin5AC-1。间接免疫荧光试验结果表明AcMucin5AC-1主要定位在4日龄幼虫中肠和围食膜。RNAi效率检测结果表明,2.0μg/头ds AcMucin 5 AC-1干扰24 h时中华蜜蜂AcMucin 5 AC-1较ds EGFP对照组表达量下调92%。HE染色检测结果表明,在AcMucin 5 AC-1的RNAi后72 h时中华蜜蜂幼虫整个肠腔的细胞间的致密程度减弱,形态结构紊乱。【结论】中华蜜蜂AcMucin5AC-1是位于幼虫的中肠和围食膜的粘蛋白,AcMucin 5 AC-1的下调影响中华蜜蜂幼虫中肠的形态,暗示该基因在幼虫中肠发育过程中可能发挥重要作用。

东方蜜蜂微孢子虫一新孢壁蛋白NcER_100148的鉴定与生物学功能研究

【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae作为蜜蜂微孢子虫病的主要病原体,对其侵染机制的相关研究鲜有报道。本研究旨在对团队前期通过质谱鉴定获得的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148进行原核表达,明确其亚细胞定位,并初步探索其生物学功能。【方法】通过在线软件对前期鉴定的东方蜜蜂微孢子虫候选孢壁蛋白NcER_100148序列进行生物信息学分析;利用RT-PCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染后西方蜜蜂Apis mellifera成蜂中肠中NcER_100148的表达量;将NcER_100148基因片段克隆至原核表达载体pET30a中,IPTG诱导表达重组蛋白并用于制备多克隆抗体;利用Western blot检测NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的表达量;通过间接免疫荧光和免疫电镜技术分析NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫成熟孢子中的亚细胞定位;利用Western blot和免疫共沉淀法分别分析重组蛋白NcER_100148与东方蜜蜂微孢子虫几丁质孢子壳(chitin spore coats,CSCs)和极管蛋白NcPTP2和NcPTP3的相互作用关系。【结果】序列分析结果表明,东方蜜蜂微孢子虫NcER_100148预测分子量为12.169 kD,含1个O-糖基化位点、1个N-糖基化位点和1个糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)锚定位点;RT-PCR检测结果表明,NcER_100148在东方蜜蜂微孢子虫感染后4 d时的西方蜜蜂成蜂中肠中开始表达;Western blot结果表明,NcER_100148蛋白能在成熟孢子表面表达,并且能够与东方蜜蜂微孢子虫的CSCs互作;亚细胞定位结果显示NcER_100148定位于东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上;Western blot和免疫共沉淀结果显示重组蛋白NcER_100148能够与极管蛋白NcPTP2和NcPTP3相互作用。【结论】NcER_100148是定位在东方蜜蜂微孢子虫的成熟孢子孢壁上的一个新型孢壁蛋白,且其可能在孢子内壁的构建、极管的盘绕与固定和参与对宿主的侵染等过程中扮演重要的角色。

主要蜂制品的种类与应用

蜂产品制品又称蜂制品,是以蜂产品作为主要原料或附加成分加工而成的产品。目前,蜂制品的种类越来越丰富,主要包括蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂胶、蜂蜡、蜂毒、蜂子等几类。以目前市场上的主要蜂制品为对象,针对蜂制品的来源、生活中的应用方式、产品选择及储存方法、食用或使用方面的禁忌、创意产品等方面进行了系统的综述,这可为蜂制品的进一步推广与新型蜂制品的开发提供丰富的依据。

蜜蜂秋季易高发的两种疾病

蜜蜂是重要的传粉昆虫,在生态系统中具有举足轻重的地位,是我国畜牧业重要的组成部分。随着秋季的到来,气温逐渐降低,蜜蜂也进入了繁殖和采集的黄金时期。然而,秋季是蜜蜂越冬前的关键时期,也是蜜蜂疾病的高发期。蜜蜂容易受到一些疾病的侵袭,其中“爬蜂病”和欧洲幼虫腐臭病尤为高发"。这对蜜蜂群体的健康和农作物的产量都带来了威胁。

防范盗蜂的几点建议

盗蜂是指去其他蜂巢中偷取蜂蜜的工蜂,一般发生在蜜源不足的季节。在偷取蜂蜜的过程中,2个蜂群间会进行激烈的打斗,造成工蜂大批伤亡,蜂群的群势锐减,严重时蜂王甚至会被围殴至死,导致蜂群四处逃散,秩序全无。此外,盗蜂还会使传染病的病原体在蜂群间传播,造成交叉感染[1]。因此,盗蜂对蜂业生产会造成严重的损失,在养殖蜜蜂时要注意预防盗蜂及在盗蜂发生后及时采取措施弥补。本文总结了防范盗蜂的建议与措施,希望能对广大蜂农及蜂业工作者有所帮助。

提高枇杷蜜产量的策略——回复读者的一封信

枇杷花期主要集中在10-12月,这时自然界中其它开花植物较少,因此枇杷蜜是十分纯净的,收购价远高于其它蜂蜜。但枇杷蜜一直产量不高,养蜂人经济效益提升困难。总结了前人的养殖经验,包括对蜂种、蜂箱、蜂群管理、蜜源地等管理的建议,希望为广大的养蜂工作者提供参考。

防止中蜂分蜂的方法

在气候适宜、蜜源充足时期,蜂群将快速壮大。当群势过强时,蜂群中会培育新的蜂王从而导致分蜂的发生。分蜂后蜂群的群势、抗逆性显著降低,导致蜂产品产量和品质急剧下降,给蜂农带来巨大的损失。中华蜜蜂因其适应性、抗逆性、采集力、繁殖力、造脾能力强等特点能适应各种气候和蜜源条件,是我国主要的养殖蜂种之一。如何避免中蜂养殖过程中分蜂的发生是中蜂养殖的关键性问题,总结了关于中蜂分蜂的一些防治方法,希望供广大科研及养蜂工作者参考。

综述蜂疗的应用

蜂疗是以蜜蜂自身或蜂产品用以人们日常保健、治疗疾病的特殊医疗手段,是较安全、天然的疾病防治、健康疗养方式。蜂疗因具有应用广泛,治疗方式多样化的特点,拥有可观的发展潜力。简要的综述了蜂疗在养生保健,治疗痹症、慢性肾脏损伤和癌症等领域的具体应用,以期为后续进一步推进蜂疗的应用提供一定的理论依据。

中华蜜蜂表皮蛋白AcFCP12的克隆表达及其RNAi研究

【目的】昆虫的表皮是维持昆虫形态、抵御病原以及外界环境变化的主要保护屏障。本研究旨在通过RNA干扰(RNA interference,RNAi)检测中华蜜蜂Apis cerana cerana柔软表皮蛋白flexible cuticle protein 12(FCP12)对CSBV病毒感染的影响。【方法】采用生物信息学分析鉴定AcFCP12序列特征,通过qRT-PCR检测CSBV感染前后中蜂AcFCP12的转录水平;通过原核表达系统对中华蜜蜂AcFCP12进行表达、纯化及其抗体制备;利用L4440载体表达双链ds AcFCP12,采用RNAi干扰技术下调中蜂幼虫AcFCP12的表达,再对其进行CSBV病毒感染实验,通过qRT-PCR检测AcFCP12和CSBV衣壳蛋白基因VP1的表达量,分析CSBV病毒感染与中蜂表皮蛋白AcFCP12的相关性。【结果】生物信息分析表明,中蜂AcFCP12包含一个几丁质结合域,具有RR1基序,表明该基因编码柔软表皮蛋白。qRT-PCR结果显示,AcFCP12在CSBV病毒感染24 h和48 h分别下调了86%和40%。通过原核克隆表达成功获得约12 kD的AcFCP12重组蛋白并制备了特异性较好的鼠多克隆抗体。利用L4440载体系统成功获得AcFCP12的双链RNA,RNAi实验表明,AcFCP12基因表达下调了65%。通过下调AcFCP12表达后再进行CSBV病毒感染,qRT-PCR结果显示CSBV的VP1基因表达量显著增加了33%。【结论】CSBV病毒感染中蜂引起AcFCP12表达量降低,下调AcFCP12表达后导致CSBV病毒增殖加剧,表明中华蜜蜂AcFCP12在抵御CSBV感染时发挥重要作用,研究结果为阐明CSBV病毒对中蜂的感染机制奠定基础。

东方蜜蜂微孢子虫诱导蜜蜂中肠蛋白差异表达研究

【目的】为探讨东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae感染蜜蜂后的形态学影响、各组织的感染情况及对中肠组织蛋白质的影响,初步探索蜜蜂自身免疫应答调控。【方法】分别提取中华蜜蜂/意大利蜜蜂实验组与对照组的蜜蜂中肠组织总蛋白,通过SDS-PAGE电泳技术筛选差异蛋白条带,LC-MS/MS质谱分析技术鉴定差异蛋白质,利用半定量和荧光定量RT-PCR技术验证筛选出的差异蛋白质。【结果】蜜蜂受东方蜜蜂微孢子虫感染后,中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricius和意大利蜜蜂Apis mellifera Ligustica的体重均未出现显著性差异,而二者受感染的中肠组织形态变化均较为明显。其次,对意大利蜜蜂而言,被筛选出的两条较明显的中肠差异表达蛋白质条带经质谱分析共鉴定到35个候选蛋白质。筛选出的两条中华蜜蜂中肠差异蛋白条带经质谱分析技术共鉴定到11个候选蛋白质。经验证,在感染N.ceranae后的第4天,筛选出的意大利蜜蜂精氨酸激酶(AK)和甘油三磷酸脱氢酶(GPDH)及中华蜜蜂硫氧还原蛋白还原酶(TrxR)及精氨酸激酶(AK)的蛋白表达量分别是对照组的2.02倍、2.21倍、1.72倍和1.88倍,均呈现上调表达,与蛋白质差异表达趋势一致。【结论】在东方蜜蜂微孢子虫感染意大利蜜蜂或中华蜜蜂后,筛选获得差异表达的蛋白质条带并进行鉴定。其中与蜜蜂中肠组织基本代谢、免疫应答、氧化应激与能量代谢相关蛋白质(如意大利蜜蜂的AK和GPDH、中华蜜蜂的AK和TrxR)的表达量被显著上调,暗示这些差异蛋白可能参与了蜜蜂中肠组织的免疫防御。本研究为深入探讨蜜蜂中肠对蜜蜂微孢子虫的免疫与代谢应答方式提供了丰富的数据基础。