基于转录组学研究中华蜜蜂群体强度的分子机制

《BMC Genomics》：Study on the molecular mechanism of colony strength of Apis cerana cerana based on transcriptomics

　　

摘要

Apis cerana cerana具有高度敏感的嗅觉能力、耐寒耐热性以及强大的采食能力。它在维持生态系统稳定、提升山区农业生产力及农民经济收益方面发挥着关键作用。由于蜂群的强壮程度直接影响Apis cerana cerana的繁殖能力和生产力，因此保持强健的蜂群对于提升其抗病性、生存率及生产力至关重要。本研究以吕梁山紫洲县的Apis cerana cerana为研究对象，通过对比强蜂群与弱蜂群工蜂头部和胸部的转录组序列，旨在找出与头部感觉功能及胸部能量代谢相关的差异表达基因和调控通路。

研究结果显示，强蜂群与弱蜂群头部之间存在751个差异表达基因，这些基因主要涉及气味结合蛋白、蜂王浆主要蛋白、味觉受体基因、嗅觉受体家族基因等。而在不同蜂群工蜂的胸部则发现了852个差异表达基因，这类基因多与细胞色素P450、锌指蛋白、丝氨酸/苏氨酸激酶以及细胞色素C氧化酶家族基因相关。基因功能富集分析表明，蜂群强度与蜜蜂头部的生长和免疫反应通路有关，如大分子生物合成、有机氮生物合成以及核糖体代谢；同时也与胸部的能量代谢通路相关，包括糖代谢、脂质代谢和氨基酸代谢。这些通路在其他昆虫模型中已被证实与延长寿命有关，由此推测它们可能与强蜂群中个体的长寿存在关联。此外，蜂群强度还与能量代谢、免疫功能、热应激以及磷酸化调控密切相关，强蜂群中的工蜂具有更强的抗氧化能力、更好的能量代谢能力，以及对外部环境温度和有害物质的抵抗力，同时还具备更强的抗炎和抗菌能力。