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【编辑推荐】为解析中华蜜蜂（Apis cerana）蜂王热胁迫响应机制，研究人员通过转录组分析，鉴定不同时间点头、卵巢和胸的差异表达基因（DEGs）。发现热胁迫显著影响代谢、信号和转运通路，涉及 HSP、抗氧化酶等基因，为耐热蜂种培育提供遗传信息。
全球农业对蜜蜂授粉高度依赖，中华蜜蜂作为本土重要传粉者，在温室等环境中易受热胁迫影响，导致行为、生理及繁殖能力下降。然而，其蜂王关键器官应对热胁迫的分子机制尚不明确。为此，广西农业科学院等机构的研究人员开展相关研究，旨在揭示中华蜜蜂蜂王热胁迫响应的遗传基础，该成果发表于《BMC Genomics》。
研究采用转录组分析技术，以交配后 72 小时的中华蜜蜂蜂王为对象，设置对照（34.5℃±0.5℃）和高温处理组（40℃±0.5℃），分别在 24 小时、96 小时和 168 小时取样，分析头、卵巢和胸部的基因表达变化。
转录组分析与差异表达基因鉴定
测序共获得 14.05 亿条原始 reads，经质控后保留 392.37 Gb 清洁数据，映射率达 91%-96%。分析发现，热胁迫下不同组织和时间点的 DEGs 数量差异显著：24 小时时头和卵巢分别有 116 和 106 个 DEGs；168 小时时头、卵巢和胸的 DEGs 分别增至 846、479 和 582 个，表明长时间热胁迫引发更强的转录响应。
基因功能富集与通路分析
GO 富集显示，DEGs 涉及氨基酸跨膜运输、三羧酸循环、信号转导等过程，其中 DNA 结合和跨膜转运活性在各时间点均显著富集。KEGG 分析揭示，MAPK 信号通路、内质网蛋白加工等通路在热胁迫下持续激活，提示其在蜜蜂适应高温中起核心作用。此外，不饱和脂肪酸生物合成等通路在 168 小时显著富集，表明代谢重编程是长期热胁迫的重要响应。
关键基因与蛋白互作网络
抗氧化酶基因如 CAT、POD 呈现差异表达，部分 CYP450 基因在不同组织中表达模式各异，提示组织特异性抗氧化机制。热休克蛋白家族（HSP70、HSP90 等）显著上调，且在蛋白互作（PPI）网络中作为枢纽基因，表明其在维持蛋白稳态中的关键作用。锌指蛋白（ZFPs）和丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶（STKs）多数上调，可能参与转录调控和信号传导。
代谢与转运相关基因变化
糖、氨基酸和脂肪酸代谢相关基因如 α,α- 海藻糖酶、葡萄糖脱氢酶等表达改变，影响能量代谢和渗透调节。ABC 转运蛋白、氨基酸转运体等多数下调，可能导致物质运输障碍，进而影响繁殖和生长。
研究表明，中华蜜蜂蜂王对头和卵巢对热胁迫响应显著，涉及抗氧化活性、HSP 介导的蛋白保护、代谢调控及信号通路等多方面机制。这些发现不仅揭示了蜜蜂热胁迫适应的分子基础，也为筛选耐热相关基因、培育抗热蜂种提供了重要遗传资源，对维持温室作物授粉效率和生态平衡具有重要意义。研究通过多组学手段系统解析了热胁迫下的基因表达动态，为昆虫应对气候变化的研究提供了新视角。
