蜜蜂所发现蜜蜂产浆和胚胎发育机理

近日，从中国农业科学院蜜蜂研究所获悉，该所李建科带领的“蜜蜂蛋白质组学创新团队”在蜜蜂产浆生物学和胚胎发育生物学研究领域取得突破性进展。研究成果近期在国际知名期刊《蛋白质组学研究杂志（Journal of Proteome Research）》上连续发表3篇论文。
据悉，我国具有世界上蜂王浆产量最高的蜂种，但高产的机理还不十分清楚。该团队通过对刚出房新蜂、哺育蜂、采集蜂的咽下腺（工蜂分泌蜂王浆的重要器官）磷酸化蛋白质组进行分析，发现蛋白质的磷酸化程度与其本身的表达量不存在相关性，且磷酸化的动态表达对中心体周期、有丝分裂纺锤体延长、大分子复合物的解聚和核糖体代谢等咽下腺的重要生物学过程进行动态调控，以满足细胞在不同发育阶段的生物学功能。同时蛋白质组和磷酸化蛋白质组通过互补表达机制实现对腺体生物学功能的调控。
通过对蜂王浆高产和低产蜜蜂神经肽调控产浆行为的研究发现，蜂王浆高产蜜蜂哺育蜂的神经肽加强了对信息素识别和水分代谢的调节，从而提高对幼虫的接受率，这对提高蜂王浆产量至关重要；同时，神经肽通过调控化学通讯、新陈代谢、生理应激等增强了蜂王浆高产蜜蜂对花粉采集的倾向性和采集力，从而满足巢内哺育蜂分泌蜂王浆对蛋白质的需求。因此，蜂王浆高产蜜蜂经过系统选育其神经生物学调控产浆行为已发生显著变化，以保障蜂王浆高产的生理需求。
胚胎期是蜜蜂器官形成的关键时期，在胚胎期对蜜蜂进行基因改造将对蜜蜂产生永久的影响。尽管雄蜂是单倍体，工蜂是双倍体，但其胚胎发育模式基本相同，然而雄蜂的胚胎器官形成较工蜂早，并一直持续整个胚胎发育过程，由于雄蜂个体较大，其器官的形成需要较多的生物材料来构建，因此，器官形成较工蜂早且持续时间长。同时雄蜂和工蜂形成适合各自生物学需求的胚胎发育机制，如雄蜂的细胞骨架系统、抗氧化系统功能的加强以保证胚胎的正常发育。研究还建立了蜜蜂胚胎RNA干涉的方法，初步结果表明在胚胎发育的前48小时对基因进行沉默的效果较好，这对蜜蜂分子遗传学具有重要意义。
这一系列研究成果不仅深入揭示了蜜蜂产浆生物学特征，且为今后从分子遗传学角度进行蜜蜂优良性状的改造和利用奠定了理论基础。由该团队自2008年以来在该杂志发表的论文数已达13篇，也是迄今为止在国际上开展蜜蜂蛋白质组学研究最深入和最活跃的团队。
文章链接：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26384081
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.5b00632
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jproteome.5b00625
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