近日,從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所獲悉,該所李建科帶領(lǐng)的“蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”在蜜蜂產(chǎn)漿生物學(xué)和胚胎發(fā)育生物學(xué)研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。研究成果近期在國(guó)際知名期刊《蛋白質(zhì)組學(xué)研究雜志(Journal of Proteome Research)》上連續(xù)發(fā)表3篇論文。
據(jù)悉,我國(guó)具有世界上蜂王漿產(chǎn)量最高的蜂種,但高產(chǎn)的機(jī)理還不十分清楚。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)剛出房新蜂、哺育蜂、采集蜂的咽下腺(工蜂分泌蜂王漿的重要器官)磷酸化蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的磷酸化程度與其本身的表達(dá)量不存在相關(guān)性,且磷酸化的動(dòng)態(tài)表達(dá)對(duì)中心體周期、有絲分裂紡錘體延長(zhǎng)、大分子復(fù)合物的解聚和核糖體代謝等咽下腺的重要生物學(xué)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控,以滿足細(xì)胞在不同發(fā)育階段的生物學(xué)功能。同時(shí)蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組通過(guò)互補(bǔ)表達(dá)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)腺體生物學(xué)功能的調(diào)控。
通過(guò)對(duì)蜂王漿高產(chǎn)和低產(chǎn)蜜蜂神經(jīng)肽調(diào)控產(chǎn)漿行為的研究發(fā)現(xiàn),蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂哺育蜂的神經(jīng)肽加強(qiáng)了對(duì)信息素識(shí)別和水分代謝的調(diào)節(jié),從而提高對(duì)幼蟲(chóng)的接受率,這對(duì)提高蜂王漿產(chǎn)量至關(guān)重要;同時(shí),神經(jīng)肽通過(guò)調(diào)控化學(xué)通訊、新陳代謝、生理應(yīng)激等增強(qiáng)了蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂對(duì)花粉采集的傾向性和采集力,從而滿足巢內(nèi)哺育蜂分泌蜂王漿對(duì)蛋白質(zhì)的需求。因此,蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂經(jīng)過(guò)系統(tǒng)選育其神經(jīng)生物學(xué)調(diào)控產(chǎn)漿行為已發(fā)生顯著變化,以保障蜂王漿高產(chǎn)的生理需求。
胚胎期是蜜蜂器官形成的關(guān)鍵時(shí)期,在胚胎期對(duì)蜜蜂進(jìn)行基因改造將對(duì)蜜蜂產(chǎn)生永久的影響。盡管雄蜂是單倍體,工蜂是雙倍體,但其胚胎發(fā)育模式基本相同,然而雄蜂的胚胎器官形成較工蜂早,并一直持續(xù)整個(gè)胚胎發(fā)育過(guò)程,由于雄蜂個(gè)體較大,其器官的形成需要較多的生物材料來(lái)構(gòu)建,因此,器官形成較工蜂早且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)雄蜂和工蜂形成適合各自生物學(xué)需求的胚胎發(fā)育機(jī)制,如雄蜂的細(xì)胞骨架系統(tǒng)、抗氧化系統(tǒng)功能的加強(qiáng)以保證胚胎的正常發(fā)育。研究還建立了蜜蜂胚胎RNA干涉的方法,初步結(jié)果表明在胚胎發(fā)育的前48小時(shí)對(duì)基因進(jìn)行沉默的效果較好,這對(duì)蜜蜂分子遺傳學(xué)具有重要意義。
這一系列研究成果不僅深入揭示了蜜蜂產(chǎn)漿生物學(xué)特征,且為今后從分子遺傳學(xué)角度進(jìn)行蜜蜂優(yōu)良性狀的改造和利用奠定了理論基礎(chǔ)。由該團(tuán)隊(duì)自2008年以來(lái)在該雜志發(fā)表的論文數(shù)已達(dá)13篇,也是迄今為止在國(guó)際上開(kāi)展蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)研究最深入和最活躍的團(tuán)隊(duì)。
文章鏈接: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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