东方蜜蜂微孢子虫侵染中华蜜蜂过程中的高表达基因表达谱及其潜在作用

本研究旨在通过高通量测序技术和生物信息学方法探究东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)在侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)过程中的高表达基因(highly expressed gene, HEG)表达谱及潜在作用.利用RNA-seq技术对N.ceranae感染后7d和10d的中蜂工蜂中肠进行测序,通过连续比对东方蜜蜂(Apis cerana)和N.ceranae的基因组,滤除中蜂的数据,得到侵染中蜂工蜂的N.ceranae(Nc1和Nc2)的有效读段数分别为180 237 114和36 054 033条.根据FPKM值大于15的标准,从Nc1和Nc2中分别筛选出1 482和901个HEG.Venn分析结果显示二者的共有HEG数为890个,特有HEG数分别为592和11个.GO分类和KEGG通路富集分析结果显示,上述共有HEG分布于24个功能条目和富集于72条代谢通路.进一步分析发现分别有2个HEG富集在与真菌的应激反应和毒力密切相关的MAPK信号通路.此外,N.ceranae的孢壁蛋白等毒力因子编码基因和ATP/ADP转移酶基因等能量代谢相关蛋白编码基因在侵染过程维持高量表达.通过RT-PCR验证了随机挑选的8个HEG的表达.研究结果提供了N.ceranae在侵染中蜂工蜂过程中的HEG表达谱及潜在作用.     

东方蜜蜂微孢子虫胁迫下意大利蜜蜂工蜂的piRNA差异表达谱及潜在功能

为探究东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)胁迫下意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂的piRNA差异表达表达谱及潜在功能,本研究利用前期获得的东方蜜蜂微孢子虫接种7 d和10 d的意蜂工蜂中肠(AmT1组和AmT2组)及未接种工蜂中肠(AmCK1组和AmCK2组)转录组数据筛选出宿主响应胁迫的差异表达piRNA(Differentially expressed piRNA, DEpiRNA),并通过相关软件预测和分析DEpiRNA的靶mRNA,进而利用Stem-loop RT-PCR和qPCR对随机选取的DEpiRNA进行验证.结果显示在AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组分别筛选出50和207个DEpiRNA;上述两个比较组共有的DEpiRNA为10个,特有的DEpiRNA分别为40和197个;共有的DEpiRNA piR-ame-1128833可靶向3021条mRNA;Stem-loop RT-PCR验证结果显示4个DEpiRNA均真实表达;qPCR结果显示4个DEpiRNA的表达趋势与测序数据中的表达趋势...     

高表达lncRNA调控意大利蜜蜂工蜂中肠发育的作用解析

为了探究高表达lncRNA(highly-expressed lncRNA, HlncRNA)调控意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠发育的潜在作用,本研究利用前期获得的组学数据筛选出意蜂7和10日龄工蜂中肠的HlncRNA,通过RT-PCR验证上述HlncRNA的真实表达,通过RT-qPCR分析HlncRNA在1～21日龄工蜂中肠发育过程的表达谱,进而对HlncRNA的调控作用进行生物信息学分析.结果表明7和10日龄工蜂中肠中表达量最高的9条lncRNA相同;这些HlncRNA在1～21日龄工蜂中肠发育过程中真实表达且表达规律不同;HlncRNA通过顺式和反式作用分别调控32个上下游基因和18条共表达mRNA,此外可靶向55个miRNA进而结合131条mRNA.研究结果揭示上述9条HlncRNA可通过顺式作用、反式作用和ceRNA网络潜在调节应激反应与糖类消化和吸收等功能条目和通路,进而调控意蜂工蜂的中肠的发育.     

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌胁迫的可变剪切基因分析

基于前期已获得的中华蜜蜂(简称中蜂)幼虫肠道转录组数据,利用TopHat2软件在正常(AcCK)及球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道样品(AcT1、AcT2、AcT3)中共鉴定出发生于9124个基因的57327个可变剪切事件,其中以基因间(17.68%)、可变3′端剪切(15.32%)、外显子跨越(14.12%)和可变5′端剪切(12.81%)类型为主.Venn分析结果显示4个肠道样品的共有可变剪切基因数为8111个,特有可变剪切基因数分别为272、189和385个.GO分类结果显示共有可变剪切基因涉及47个条目,AcT1、AcT2、AcT3的特有可变剪切基因分别富集于24、20和34个条目.KEGG代谢通路富集分析结果显示,共有可变剪切基因富集在327个代谢通路,基因富集数最多的是RNA转运、内质网蛋白加工及核糖体;AcT1、AcT2、AcT3的特有可变剪切基因分别富集在22、46和83个代谢通路.结果揭示了可变剪切基因在宿主的胁迫响应过程中的重要作用.     

东方蜜蜂微孢子虫环介导恒温扩增检测方法的建立

以从重庆酉阳分离到的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)为研究对象,以该物种16SrDNA作为靶标,设计引物并采用环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术检测东方蜜蜂微孢子虫。实验结果显示,LAMP检测的最佳条件为内引物浓度5μmol·L-1,聚合酶用量800U;以研究对象16SrDNA质粒为模板,LAMP检测的最低质量浓度为1.735×10-2ng·μL-1,PCR检测的最低质量浓度为1.735×10-1ng·μL-1;以研究对象基因组DNA为模板,LAMP检测的最低质量浓度为1.475×10-3ng·μL-1,PCR检测的最低质量浓度为1.475×10-1ng·μL-1;以研究对象基因组DNA、正常中蜂(Apis cerana)中肠基因组DNA、正常意蜂(Apis mellifera ligustica)中肠基因组DNA、正常家蚕(Bombyx mori)中肠基因组DNA、蜜蜂球囊菌(Ascosphaera a pis)孢子基因组DNA和中蜂囊状幼虫病毒cDNA作为模板进行检测,其中只有以研究对象基因组DNA为模板时,LAMP扩增才有条带。以上研究提示具有高灵敏度和高特异性的LAMP检测方法是东方蜜蜂微孢子虫检测的一个有效工具,可为后期在养蜂场建立快速有效的检测工具奠定基础。
     

中华蜜蜂（Apis cerana cerana）蜂王脑部结构的观察

通过HE染色方法,对中华蜜蜂（Apis cerana cerana）蜂王的脑部形态结构进行了显微观察.结果发现,蜂王珠前脑中具有较大的蕈形体,但在脑中所占的比例小于工蜂;中脑的触角叶明显小于工蜂,说明蜂王在学习、记忆和认知等行为方面不及工蜂.和其他昆虫相比,蜜蜂前脑中的蕈形体和视叶都较发达,这反映了社会性昆虫复杂社会行为的认知需求.     

你认识蜜蜂吗？

蜜蜂为无脊椎动物,属于昆虫纲、膜翅目、蜜蜂科,是一种十分古老的昆虫。当裸子植物逐渐为被子植物所取代、花开果熟成为普遍现象时,蜜蜂就开始登上舞台了。从出土化石来看,蜜蜂在地球上已经生活了2000多万年。我国养蜂酿蜜的历史十分悠久,有关蜜蜂的饲养记录可以追溯到4000多年前,当时饲养的主要是中蜂(全称为中华蜜蜂),现在饲养的蜂种除了中蜂之外,还有意蜂(意大利蜂)。中蜂和意蜂是我国的主要家蜂,在生活中人们很少将它们仔细地区别开来,一般都统称为蜜蜂。蜜蜂是一种社会性昆虫,一般由一个蜂王、少数雄蜂和千万个工蜂组成蜂群,它们分工合作,共同维持群体生存。蜂群     

一种适于意大利蜜蜂中肠总蛋白提取方法的建立和应用

依次采用不锈钢珠破碎结合IPG裂解液法、液氮研磨结合IPG裂解液法、液氮研磨结合PBS裂解液法和不锈钢珠结合PBS裂解液法提取意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,Ap)中肠总蛋白,并通过SDS-PAGE对获得的总蛋白进行质量检测。结果显示,与其他3种方法相比,利用不锈钢玻璃珠破碎处理结合PBS裂解液法能够提取并获得丰度较高的Ap中肠总蛋白,蛋白质种类较多,分子量大小为18.4~116kD,样品的电泳条带清晰可见。应用该方法还开展了Ap感染东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae,Nc)后中肠组织蛋白质的差异表达分析,结果显示感染Nc的Ap中肠出现了蛋白质的上调表达;同时SDS-PAGE结果显示该方法也适用于中华蜜蜂(Apis cerana cerana Fabricius)中肠总蛋白的提取。利用不锈钢玻璃珠破碎处理结合PBS裂解液法提取Ap中肠总蛋白方法的建立将有助于对蜜蜂中肠蛋白进行鉴定分析,为深入研究蜜蜂中肠蛋白质组成、功能及其肠道免疫机制奠定基础。     

东方蜜蜂微孢子虫环介导恒温扩增检测方法的建立

以从重庆酉阳分离到的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)为研究对象,以该物种16SrDNA作为靶标,设计引物并采用环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术检测东方蜜蜂微孢子虫。实验结果显示,LAMP检测的最佳条件为内引物浓度5μmol·L~(-1),聚合酶用量800U;以研究对象16SrDNA质粒为模板,LAMP检测的最低质量浓度为1.735×10~(-2)ng·μL~(-1),PCR检测的最低质量浓度为1.735×10~(-1)ng·μL~(-1);以研究对象基因组DNA为模板,LAMP检测的最低质量浓度为1.475×10~(-3)ng·μL~(-1),PCR检测的最低质量浓度为1.475×10~(-1)ng·μL~(-1);以研究对象基因组DNA、正常中蜂(Apis cerana)中肠基因组DNA、正常意蜂(Apis mellifera ligustica)中肠基因组DNA、正常家蚕(Bombyx mori)中肠基因组DNA、蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)孢子基因组DNA和中蜂囊状幼虫病毒cDNA作为模板进行检测,其中只有以研究对象基因组DNA为模板时,LAMP扩增才有条带。以上研究提示具有高灵敏度和高特异性的LAMP检测方法是东方蜜蜂微孢子虫检测的一个有效工具,可为后期在养蜂场建立快速有效的检测工具奠定基础。     

微孢子虫感染下意大利蜜蜂谷胱甘肽降解酶基因

【目的】通过生物信息学鉴定意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)谷胱甘肽特异性γ-谷氨酰环转移酶2(AmCHAC2)，并通过定量PCR分析该蛋白的编码基因〖STBX〗AmCHAC2〖STBZ〗在意大利蜜蜂组织中的时空表达特征，探讨该基因在蜜蜂抵抗微孢子虫感染中的作用。【方法】采用多重序列比对分析AmCHAC2的氨基酸序列特征和结构域组成；在线预测该蛋白的结构、互作蛋白网络、细胞定位特征和功能；构建系统进化树分析该蛋白的的系统分类和进化关系；实时定量PCR分析〖STBX〗AmCHAC2〖STBZ〗在供试蜜蜂组织中的时空表达特征；采用试剂盒检测分析供试蜜蜂组织谷胱甘肽含量的表达特征；采用ELISA法检测分析供试蜜蜂中肠活性氧含量。【结果】AmCHAC2由245个氨基酸残基组成，相对分子质量为28.3 kDa，pI为6.71。AmCHAC2为疏水蛋白，不具备信号肽，定位于细胞质。供试蜜蜂在感染东方蜜蜂微孢子虫(Noseama ceranae)14 d后大量死亡，存活率仅为23%；与对照组相比，感染微孢子虫的供试蜜蜂胸部和中肠组织中〖STBX〗AmCHAC2〖STBZ〗表达明显上调，GSH含量明显下降，且中肠内活性氧含量明显上升而触发氧化应激。【结论】〖STBX〗AmCHAC2〖STBZ〗在受到东方蜜蜂微孢子虫感染后表达上调，这可能在意大利蜜蜂抵抗微孢子虫感染过程中扮演着重要角色。     

中华蜜蜂肠道细菌群落的PCR-DGGE分析

肠道微生物与中华蜜蜂的生长发育密切相关,在为宿主提供营养、抵抗病原菌侵袭等方面起重要作用.为了探究中华蜜蜂在封盖一日龄蛹、破巢幼蜂和采集蜂三个重要发育阶段肠道细菌群落的结构组成及差异变化,我们对细菌16S r DNA的V6-V8可变区进行PCR-DGGE和克隆测序,并计算封盖一日龄蛹、破巣蜂和采集蜂阶段中华蜜蜂肠道菌群的多样性指数和相似性系数,结果表明:采集蜂肠道内细菌多样性指数最大,而封盖一日龄蛹和破巣幼蜂之间的肠道菌群相似性较高;测序结果初步得到了Gilliamella、Snodgrassella、Carnobacterium、Neisseriaceae、Frischella、Janthinobacterium、Pseudomonas、Lactobacillus、Lactococcus和Leuconostoc十种菌属,其中封盖一日龄蛹和破巢幼蜂的优势菌属为Snodgrassella和Pseudomonas;采集蜂的优势菌属为Gilliamella和Snodgrassella.本研究旨在为提高中华蜜蜂的环境适应性和病虫害的防治提供依据.     

中华蜜蜂工蜂复眼的胚后发育研究

通过形态解剖、免疫组织化学、原位细胞凋亡检测等技术,对中华蜜蜂工蜂复眼的胚后发育过程进行了比较研究.结果表明:中华蜜蜂的复眼产生自幼虫头壳表皮的眼分化中心.在3龄幼虫出现的形态发生沟沿背-腹轴方向扫过整个复眼发生区,其后部细胞聚集成群,最终形成光感受器.细胞的增殖从幼虫早期开始,到末龄幼虫达到高峰;活跃分裂的细胞主要集中在两条形态发生沟外侧的增殖细胞带内;那里的细胞凋亡也非常活跃.中华蜜蜂视觉细胞发出的视神经进入前脑大约是在蛹发育的第5天.     

重庆市4个中华蜜蜂地理种群形态及mtDNA多样性分析

选取重庆武陵山脉、大巴山脉以及大娄山脉的4个中华蜜蜂地理种群,对它们的形态和mtDNA非编码区遗传多样性进行了比较分析。6 项形态指标聚类分析显示4个地理种群主要分为武隆 - 南川 - 江津支、南川 - 江津 - 城口支、城口支共3 个大支。对mtDNAtRNA leu~COⅡ 段的序列进行测定并分析其中的非编码区,发现4个地理种群呈现5个单倍型,包括3个共有单倍型和2个种群特有单倍型,整体单倍型多样度为0.754±0.00559,核苷酸多样度为0.01819。单倍型网络中介分析和聚类分析发现,单倍型H1,H3为武隆与城口中华蜜蜂所共有,与湖北荆门中华蜜蜂2个单倍型最为近缘,而与南川 - 江津中华蜜蜂单倍型H4距离较远;单倍型H2,H5分别为城口和南川中华蜜蜂所特有,单倍型H2起源于单倍型H3,单倍型H5与其余单倍型表现出分离。以上结果暗示重庆市4个中华蜜蜂地理种群形态分化与三大山脉地理环境具有关联性,但mtDNA多样性与地理无直接关系。
     

基于微卫星标记的中华蜜蜂5个自然群体遗传多样性分析

【目的】分析中国四川阿坝、黄土高原、海南岛、浙闽丘陵、滇南地区等地的中华蜜蜂(Apis cerana cerana)自然群体遗传多样性。【方法】提取样品基因组DNA后进行PCR扩增,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。通过计算15对微卫星标记在5个中华蜜蜂自然群体中的等位基因数、多态信息含量、期望杂合度、观测杂合度、遗传距离、遗传相似系数和遗传分化系数,进而评估各中华蜜蜂种群遗传多样性和各种群间遗传分化。【结果】15个微卫星位点共检测到64个等位基因,每个位点的等位基因数平均为4.266 7个,单个位点的等位基因数为2～6个。各群体平均等位基因数为2.6～3.066 7个,平均观测杂合度为0.550 3～0.664 3,平均期望杂合度为0.524 4～0.566 7,平均多态信息量为0.410 3～0.492 7。四川阿坝群体与黄土高原、海南岛、浙闽丘陵、滇南地区等地群体在Acc001,Acc096,Acc131等3个位点上存在明显分化;黄土高原群体与海南岛、浙闽丘陵、滇南地区等地群体在Acc114,Acc121,Acc132等3个位点上表现出一定程度的遗传分化;海南岛群体与浙闽丘陵、滇南地区两地群体在Acc001,Acc002,Acc004,Acc131,Acc132等5个位点上均表现出较强的遗传分化;浙闽丘陵与滇南地区群体间在Acc002,Acc121,Acc131等3个位点上遗传分化极明显。5个中华蜜蜂自然群体之间的遗传距离在0.160 1～0.491 0之间。【结论】5个中华蜜蜂群体遗传多样性丰富,群体间遗传分化明显。     

意蜂工蜂酸性磷酸酶的分离纯化及动力学研究

酸性磷酸酶在自然界中分布很广 .从低等生物大肠杆菌、酵母到高等动植物组织、体液以及人类肝脏、前列腺内都发现有ＡＣＰａｓｅ的存在[1～ 3] .目前人们对生物组织ＡＣＰａｓｅ已有相当广泛的研究 .但对昆虫类特别是蜜蜂的ＡＣＰａｓｅ研究报道较少 .为此 ,我们比较了工蜂、蜂蜜、蜂王浆和蜂蛹的ＡＣＰａｓｅ活力大小 ,并对工蜂ＡＣＰａｓｅ在分离纯化的基础上 ,对其动力学特性进行了初步研究 .该结果对于深入探讨蜜蜂在各发育周期内的代谢活动以及该酶的诱导、调节机制具有重要意义 .1　材料和方法1.1　材料鲜雄蜂虫蛹 (8日龄 )、鲜蜂蜜、…     

重庆金佛山地区东方蜜蜂遗传多样性研究

对重庆金佛山地区31个东方蜜蜂样本的线粒体DNAtRNAleu～COⅡ基因进行了扩增和测序,同时还测定了重庆市其他地区6个东方蜜蜂样本的相同基因序列和从GenBank中下载了中国境内其他地区的10个东方蜜蜂样本相同基因序列,利用相关软件对重庆金佛山地区东方蜜蜂进行了遗传多样性分析.结果表明:金佛山地区东方蜜蜂存在4个单倍型,主体单倍型与国内大部分地区的单倍型相同,其余3个单倍型在国内尚未见报道;聚类分析显示金佛山东方蜜蜂单倍型H2和海南海口东方蜜蜂聚在一起.推测金佛山地区东方蜜蜂与国内大部分地区东方蜜蜂具有相似的基因库,但同时又具有自己独特的遗传背景.     

中华蜜蜂工蜂下唇腺的电镜观察

本文通过扫描电镜和透射电镜对中华蜜蜂(Apis Cerana Fab.)成年工峰下唇腺细胞的超微结构进行了观察,根据细胞的形态特征的变化证明下唇腺正处于有分泌活性的阶段,此外还观察到输送分泌物的途径。