移虫育王是大量培育蜜蜂蜂王的有效手段.近年来,大量研究表明人工移虫育王会对蜂王的发育和质量造成不良影响,并且改变其表观遗传修饰和基因表达.然而,移虫育王是否会改变蜂王体内的miRNA表达尚不清楚.本试验以西方蜜蜂Apis mellifera为研究对象,通过miRNA测序比较移虫育王(2日龄幼虫)与对照组移卵育王所培育蜂王的miRNA表达情况.结果表明:移虫育王与移卵育王培育的2种蜂王存在7个差异表达的miRNA,而这7个差异的miRNA可注释到651个靶基因.GO功能分析结果显示,这些靶基因主要富集在基因转录调控、转录因子活性、DNA结合、细胞核调控类型等方面;KEGG信号通路分析结果显示,靶基因主要富集在Wnt、Hippo信号通路和糖类代谢等方面.因此,本研究结果表明移虫育王可改变蜂王体内的miRNA表达,并可能通过调控Wnt、Hippo和糖代谢等信号通路上的靶基因来影响蜂王发育和质量.

为探究蜕皮激素早期应答因子ecr和usp在不同级型的西方蜜蜂体内的表达及其他相关生物学功能和作用,本研究通过荧光定量PCR技术对不同级型、发育时期的西方蜜蜂中的ecr与usp表达水平进行检测.结果表明,ecr、usp在工蜂小幼虫体内的表达与参照相同,随后稍有增加,但在变态期急剧降至最低水平,而后的蛹期又逐步增加,在成年蜂时期的表达持续维持在较高水平;蜂王体内的变化趋势与工蜂基本类似,所不同的是各阶段的表达量都显著高于工蜂,且在产卵王体内的表达显著高于处女蜂王;雄蜂体内ecr的表达在小幼虫时期稍高,但此后至蛹期都一直处于较低的表达水平,至蛹后期才稍有增加,但羽化后水平较低,老龄雄蜂体内又稍有提高.但usp在雄蜂体内的表达却基本呈现出与发育时期无关的高表达,大致为参照的283倍.ecr与usp在三型蜂体内的这种表达模式揭示了MH不仅调控蜜蜂生长发育、蜕皮变态,还可能与蜜蜂的生殖有关,而usp在雄蜂体内的表达说明USP除了与EcR组成活性复合体参与MH调控蜕皮与生殖外,还可能具有其他的生物学功能.该结果为进一步研究蜕皮激素及其效应因子的生物学功能提供了依据.

[目的]基于免移虫育王技术,探究幼虫信息素酯类混合物在育王中对中华蜜蜂Apis cerana cerana 蜂王质量的影响,为优质蜂王的培育奠定基础.[方法]利用中华蜜蜂免移虫育王生产器培育蜂王,在幼虫60 - 64 h 时向王台内注入1 μL 不同酯类组成的混合物(酯类混和物的浓度梯度分别为0,0. 1％,1. 0％和10. 0％),待蜂王出房后测定蜂王初生重、胸重、胸宽以及单侧卵巢管数量;并利用荧光定量PCR 测定蜂王卵巢卵黄原蛋白基因Vitellogenin (Vg),昆虫储存蛋白基因 hexamerin70b (hex70b) 和hexamerin110 (hex110) 的表达量.[结果]免移虫育王过程中添加3 种信息素酯类混合物3E(1. 0％甲基亚油酸酯、16. 0％ 甲基亚麻酸酯和35. 0％ 甲基油酸酯),不同浓度处理时蜂王的初生重较对照(石蜡油) 均显著增加,但蜂王胸宽和胸重均无显著变化; 0. 1％ 和 1. 0％浓度处理组蜂王单侧卵巢管数显著增加; 不同浓度处理组Vg 和hex70b 的表达量均无显著变化,但1. 0％和10. 0％浓度处理组蜂王卵巢的hex110 表达量显著升高.4 种信息素酯类混合物4E(4. 5％甲基棕榈酸酯、1. 0％ 甲基亚油酸酯、16. 0％ 甲基亚麻酸酯和35. 0％ 甲基油酸酯) 试验组只有10. 0％浓度处理组蜂王的初生重和单侧卵巢管数较对照显著上升(P ＜ 0. 05),0. 1％和1. 0％浓度处理对蜂王的个体发育指标均无显著影响(P ＞ 0. 05); 0. 1％和1. 0％浓度处理组Vg 的表达量、 10. 0％浓度处理组hex70b 的表达量以及1. 0％和10. 0％ 浓度处理组hex110 的表达量均显著上升(P ＜ 0. 05).10 种信息素酯类混合物10E(4. 5％ 甲基棕榈酸酯、2. 5％ 甲基硬脂酸、35. 0％ 甲基油酸酯、1. 0％甲基亚油酸酯、16. 0％甲基亚麻酸酯、3. 5％乙基棕榈酸酯、1. 5％乙基硬脂酸酯、18. 0％乙基油酸酯、0. 5％ 乙基亚油酸酯和17. 5％ 乙基亚麻酸酯) 试验组,各个浓度处理蜂王的初生重以及Vg 和hex110 的表达量均显著下降(P ＜ 0. 05),但蜂王的单侧卵巢管数和胸部指标无显著变化(P ＞ 0. 05),10. 0％浓度处理时hex70b 的表达量也显著降低(P ＜ 0. 05).[结论]中华蜜蜂育王过程中添加1. 0％的3E 和10. 0％的4E 幼虫信息素酯类可以在一定程度上提高蜂王质量.

熊蜂是重要的商业传粉昆虫之一,人工驯养和应用熊蜂传粉是弥补自然传粉蜂锐减,满足现代农业授粉需求的重要举措.营养和饲料是实现熊蜂驯养和工厂化生产的关键问题之一.本文综述了单一和混合花粉饲料,不同蛋白质和脂肪比例的饲料,不同氨基酸水平的饲料,以及碳水化合物饲料中添加营养元素或者蜂王浆等对熊蜂发育的影响.其中,混合花粉相比单一花粉对幼虫体重发育有促进作用;欧洲地熊蜂Bombus terrestris成年蜂摄取的蛋白质和脂肪的最佳比例为14∶1;高浓度的氨基酸饲料对蜂王产卵和幼虫成熟有促进作用;碳水化合物中添加营养元素能够促进蜂王产卵,蜂群成群;饲料中添加蜂王浆能够提高蜂王存活率和产卵率.建议未来以本土熊蜂的生产群体为研究对象,针对熊蜂阶段性营养需求及可能影响熊蜂发育的肠道共生菌等因素开展研究.

表观遗传不仅是当下科学研究的热点,而且还将走进高中生物学新教材.蜂王与工蜂分化发育过程中,雌幼虫早期的蜂王浆喂食与否,决定了其发育的命运.蜂王浆决定雌幼虫分化发育的原因在于含有表观遗传效应物质分子,控制重要基因的表达模式向着蜂王方向进行.

蜜蜂是整个大自然生态系统中不可或缺的一部分,能有效地为多种植物和农作物授粉.蜜蜂是典型的真社会性昆虫,其生殖劳动分工现象有重要进化意义.而级型分化是导致劳动分工的一个重要因素,蜜蜂级型分化现象的机理研究已成为目前重要的研究热点之一.本文对近年来蜜蜂级型分化机理方面的研究进展进行了综述.国内外很多学者从营养、激素、基因表达、蛋白质和表观遗传等方面对蜜蜂级型分化机理进行了研究.蜂王浆中富含的57 kDa、蜂王幼虫期充足的食物量以及蜂王幼虫期高滴度的保幼激素(JH)和蜕皮激素(MA)等都可促进蜂王卵巢的发育以及诱导蜂王表型产生;而工蜂浆中富含的双香豆酸可诱使工蜂表型的产生.近年研究表明,表皮生长因子受体(Egfr)、胰岛素受体底物基因(Irs)、雷帕霉素基因(Tor)和甲基转移酶3(Dnmt3)等基因均可影响蜂王和工蜂的分化;蛋白质表达谱分析表明,不同时间点的蜂王幼虫和工蜂幼虫表达的差异蛋白质很多;表观遗传分析表明,DNA甲基化、microRNAs以及组蛋白乙酰化均是导致蜂王和工蜂级型分化的因素.此外,发育空间和蜂王浆均可通过调控基因的DNA甲基化水平影响蜜蜂幼虫的级型分化.

[目的]本实验旨在研究王台中残留啶虫脒对西方蜜蜂Apis mellifera蜂王培育质量的影响.[方法]通过融化蜂蜡并添加啶虫脒药液制作王台,使各王台中分别含4个不同剂量的啶虫脒(0,10,100和1 000 μg/kg蜂蜡).同时,控制蜂王产卵6h,3d后,将孵化为1日龄的幼虫分别移入各组王台中,并放入蜂群哺育.移虫后第3和6天分别统计各组王台中幼虫的接受率和封盖率,待蜂王出房时,计算其出房率,测定蜂王个体初生重、胸重和胸宽指标;采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术测定蜂王卵巢中卵黄原蛋白基因(Vg)、储存蛋白基因(hex1 10和hex70b)的相对表达量.[结果]100 μg/kg蜂蜡和1 000 μg/kg蜂蜡这两个啶虫脒剂量组西方蜜蜂蜂王的出房率都显著低于0 μg/kg蜂蜡和10 μg/kg蜂蜡剂量组,而0μg/kg蜂蜡与10 μg/kg蜂蜡剂量组之间及100μg/kg蜂蜡与1 000 μg/kg蜂蜡剂量组之间出房率均差异不显著;这4个剂量组的王台幼虫接受率和封盖率以及蜂王的初生重、胸重和胸宽均无显著差异.qPCR结果显示,Vg基因的相对表达量随啶虫脒浓度的增加而下降,其中,1 000μg/kg蜂蜡剂量组Vg基因的相对表达量显著低于10 μg/kg蜂蜡剂量组和0 μg/kg蜂蜡剂量组,其余各剂量组之间差异不显著;这4个剂量组之间hex110和hex70b基因的表达量差异不显著.[结论]西方蜜蜂王台中啶虫脒残留超过100 μg/kg蜂蜡剂量时,会对蜂王培育产生不利影响.

[目的]探索雌性中华蜜蜂Apis ceranacerana胚胎组织发育过程.[方法]在正常蜂群中,用蜂王产卵控制器将蜂王限制在工蜂巢房的巢脾上产卵1h,蜂王在工蜂巢房中产下的卵是受精的雌性卵,将有卵的巢脾割下放入恒温恒湿箱中培养.恒温恒湿箱中样本所在的位置温度严格控制在35±0.2℃,相对湿度75％±5％.把限王产卵1h内获得的蜜蜂卵作为Oh胚胎,每隔4h取样一次.采用石蜡切片技术,对二倍体雌性中华蜜蜂胚胎发育过程进行观察.[结果]根据胚胎发育过程中的形态特征,雌性中华蜜蜂胚胎发育过程划分为4个阶段:(1)卵裂期(0-12 h),活质体迁移到卵的表面,呈双层排列;(2)胚盘形成期(12-28 h),活质体排列为单层,并形成细胞膜;(3)胚层形成期(28-40 h),侧板覆盖中板,两者在腹中线愈合;(4)胚胎器官系统形成期(40-68 h).[结论]本研究明确了雌性中华蜜蜂胚胎发育过程的形态变化,进行了阶段划分并明确了各发育阶段的形态特征及对应的发育时间.本项研究结果有助于开展与蜜蜂胚胎发育的相关蜜蜂生态学、发育生物学、营养学等课题深入研究.

[目的]磷酸甘油酸变位酶(PGAM)是糖酵解和葡萄糖异生途径中一种发挥重要作用的蛋白酶,本研究拟明确amPGAM2基因的序列特征及表达模式.[方法]以意大利蜜蜂Apis mellifera为研究对象,克隆了amPGAM2基因的cDNA序列,分析了其序列特征及其在工蜂、雄蜂、蜂王的不同发育时期的表达模式.[结果]序列特征分析表明,克隆所得序列全长976bp,包含1个完整的开放阅读框,共编码254个氨基酸.该基因核苷酸序列与中华蜜蜂Apis cerana(98.4％)高度相似,并存在15个潜在抗原表位、9个磷酸化位点和5个组氨酸磷酸酶域活性部位,属于组氨酸磷酸酶超家族,是一种二磷酸甘油酸依赖性的可溶中性稳定蛋白.荧光定量PCR结果表明,amPGAM2基因在不同品级、不同发育时期的表达差异显著(P＜0.05).工蜂卵期3日龄、幼虫期5日龄表达最高,雄蜂成虫期表达最高,蜂王幼虫期4日龄表达最高,且工蜂、雄蜂及蜂王由卵孵化成幼虫阶段和由红眼蛹羽化至成虫阶段,其表达都呈上升趋势.[结论]本研究结果推测amPGAM2基因在卵的孵化及精卵发生过程中具有重要作用,为进一步认识意大利蜜蜂生殖发育过程中的能量代谢提供理论基础.

[目的]本研究旨在明确意大利蜜蜂磷酸果糖激酶(amPFK)基因的序列特征及表达模式,为进一步研究amPFK在生殖和发育中的功能奠定理论基础.[方法]采用RT-PCR技术克隆了amPFK基因,并对其氨基酸序列和蛋白结构进行了分析;通过RT-qPCR检测了amPFK基因在意大利蜜蜂不同品级不同发育时期的表达模式.[结果]克隆获得了意大利蜜蜂amPFK的全长cDNA序列,其中开放阅读框(ORF)2 486bp,编码757个氨基酸.序列分析表明,amPFK在进化过程中具有较高的保守性,可能存在两个磷酸果糖激酶结构域;amPFK蛋白主要由a-螺旋构成,是一个稳定的亲水性蛋白,具有1个可能的互作蛋白Vha44.表达模式显示,amPFK基因在意大利蜜蜂不同品级、不同发育时期的表达量差异显著(P＜0.05);雄蜂、蜂王不同时期amPFK的表达量均呈现出先升高后降低再升高的趋势,羽化成虫后表达量最高;不同品级的幼虫第一日龄amPFK的表达量明显较高,而且羽化成虫后蜂王和雄蜂的表达量明显高于工蜂.[结论]意大利蜜蜂amPFK在蜂王、雄蜂的幼虫初期和成虫期的高表达量可能与其胚后发育初期和生殖发育中细胞增殖的能量代谢有关.