蜜蜂工蜂觸角蛋白質(zhì)組研究揭示觸角功能和王漿分泌相關(guān)分子基礎(chǔ).pdf

1、蜜蜂在進(jìn)化中形成了一套由化學(xué)通訊組成的精準(zhǔn)系統(tǒng)用以調(diào)節(jié)他們復(fù)雜的社會(huì)活動(dòng)。觸角是蜜蜂最重要的嗅覺器官，對(duì)于各類化學(xué)信號(hào)非常敏感，如信息素和各類氣味，在調(diào)節(jié)蜜蜂哺育和采集行為中扮演重要角色。雖然蜜蜂的嗅覺系統(tǒng)對(duì)于哺育和采集行為至關(guān)重要，但其在蜜蜂隨日齡變化的勞動(dòng)分工職能轉(zhuǎn)變中的分子機(jī)理，以及不同蜂種間的差異還不明確。在哺育過(guò)程中，蜜蜂的哺育行為能夠促進(jìn)蜜蜂對(duì)幼蟲信息素的識(shí)別，增強(qiáng)蜜蜂的采粉行為，從而提高工蜂王漿的分泌。因此，為了深入探究觸

2、角在促進(jìn)蜂王漿高產(chǎn)中的分子機(jī)理，我們對(duì)不同日齡意蜂(ITBs)和漿蜂(RJBs)觸角蛋白質(zhì)組進(jìn)行了比較。漿蜂是從意蜂中選育出的高產(chǎn)王漿的一個(gè)品系。兩個(gè)蜂種中共鑒定到了5692個(gè)觸角蛋白，是目前在觸角中鑒定到的最多的蛋白質(zhì)。在成年工蜂中，兩蜂工蜂的觸角蛋白質(zhì)組主要功能是支持促進(jìn)與生理和日齡相關(guān)的行為發(fā)育的各項(xiàng)基礎(chǔ)功能。然而，為了適應(yīng)不同的生理行為，不同日齡的工蜂嗅覺蛋白質(zhì)組已發(fā)生變化。在幼蜂中，觸角蛋白質(zhì)組主要功能是刺激觸角神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育

3、和分化，以支持嗅覺系統(tǒng)發(fā)育成熟。在哺育蜂(NBs)中，觸角蛋白質(zhì)組加強(qiáng)了觸角的敏感性，以利于幼蟲信息素的識(shí)別并促進(jìn)蜜蜂的哺育行為。在采集蜂(FBs)中，觸角蛋白質(zhì)組扮演著重要角色，主要包括促進(jìn)各類信號(hào)刺激的集中響應(yīng)和處理，采集期間提供合成蛋白和代謝的原料以調(diào)節(jié)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)平衡等。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的選育，漿蜂觸角蛋白質(zhì)組較意蜂同日齡的觸角蛋白質(zhì)組發(fā)生了顯著的變化，漿蜂觸角蛋白質(zhì)組主要功能是促進(jìn)哺育和采集行為，以支持蜂王漿高產(chǎn)的需求。在漿蜂哺育蜂中

4、，主要富集到大量與能量代謝和細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡相關(guān)的功能類別，上調(diào)蛋白均富集到與能量代謝相關(guān)的通路，表明漿蜂的觸角蛋白質(zhì)組經(jīng)過(guò)選育已經(jīng)形成不同的嗅覺系統(tǒng)，以適應(yīng)大量分泌蜂王漿這一行為。在漿蜂采集蜂中，主要富集到與能量代謝相關(guān)的功能類別和代謝通路，例如脂肪酸降解、丙酮酸代謝和包含堿基的化合物代謝加工、吡啶核苷酸代謝加工和乙醛酸、二甲酸代謝，這表明其觸角蛋白質(zhì)組增強(qiáng)了嗅覺系統(tǒng)，為強(qiáng)化花粉等采集行為做準(zhǔn)備。本研究為闡明嗅覺在日齡相關(guān)的社會(huì)勞動(dòng)分工的