中蜂与意蜂围食膜的比较超微结构及蛋白质组学分析

《Apidologie》：Comparative ultrastructural and proteomics analysis of peritrophic membrane between Apis cerana and Apis mellifera

　　

摘要

围食膜（PM），一种由中肠上皮细胞分泌的半透膜黏膜层，在消化、固有免疫和病原体防御中起着关键作用。然而，PM 的物理屏障是否有助于中华蜜蜂（Apis cerana）和西方蜜蜂（Apis mellifera）对囊状幼虫病病毒（SBV）敏感性的种间差异仍不清楚。在本研究中，我们表明，中华蜜蜂（A. cerana）幼虫 PM 中的 SBV 病毒载量（2.52 × 10⁵ 拷贝/μL）显著高于西方蜜蜂（A. mellifera）幼虫（6.87 × 10⁴ 拷贝/μL）。这些结果表明，PM 可能在 SBV 感染过程中充当关键屏障。因此，从形态学和蛋白质组成两个角度深入分析了中华蜜蜂（A. cerana）和西方蜜蜂（A. mellifera）之间 PM 的差异。扫描电子显微镜下，西方蜜蜂（A. mellifera）幼虫 PM 呈现出独特的六边形菱形结构，而中华蜜蜂（A. cerana）幼虫 PM 则显示出突起和褶皱。此外，中华蜜蜂（A. cerana）成虫 PM 的特征是明显的突出颗粒，而西方蜜蜂（A. mellifera）成虫 PM 则显示为光滑、致密且呈纤维状网络。重要的是，中华蜜蜂（A. cerana）成虫 PM 的表面粗糙度显著高于西方蜜蜂（A. mellifera）成虫 PM。此外，通过 LC-MS/MS 共鉴定出中华蜜蜂（A. cerana）幼虫和成虫 PM 上的 1792 种蛋白，而西方蜜蜂（A. mellifera）幼虫和成虫 PM 上检测到 2026 种蛋白。GO 和 KEGG 富集分析表明，所有四组 PM 相关蛋白在与水解酶和肽酶活性相关的通路中表现出显著的共同富集，表明基本功能是保守的。差异蛋白质组谱显示，中华蜜蜂（A. cerana）幼虫和西方蜜蜂（A. mellifera）幼虫之间存在 268 个差异表达蛋白（DEPs）。这是中华蜜蜂（A. cerana）和西方蜜蜂（A. mellifera）之间 PM 的系统性比较形态学和蛋白质组学分析，它加深了对其分子和超微结构的理解，并为种间 SBV 抗性差异的机制提供了见解。