转录组学分析意大利蜜蜂脑部哺育行为相关基因

发布时间：2021-10-24 10:55

　　【目的】意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）哺育行为在维护蜂群稳定和生产蜂王浆方面发挥重要作用。本研究通过人工组建蜂群获得相同日龄的哺育蜂和采集蜂,筛选出排除日龄因素干扰后哺育蜂脑部与哺育行为密切相关的差异表达基因,揭示哺育蜂脑部调控哺育行为的分子网络。【方法】通过人工组建蜂群的方法获得3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和采集蜂、21日龄哺育蜂和采集蜂,解剖各组工蜂头部获得脑组织样本,应用RNA-seq技术对5组脑部样本（3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂、21日龄采集蜂）中基因表达量进行转录组测序的全面分析,筛选出哺育蜂脑部哺育行为密切相关的差异表达基因,并对这些差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。同时利用实时荧光定量PCR（qPCR）对随机选取的4个差异表达基因的表达模式进行验证。【结果】RNA-seq分析筛选得到32个与哺育蜂哺育行为密切相关的差异表达基因,这些基因在10日龄哺育蜂脑中表达量均显著高于3日龄工蜂、10日龄采集蜂、21日龄采集蜂,且在21日龄哺育蜂脑中的表达量也显著高于21日龄采集蜂。GO富集分析发现上调差异表达基因主要... 

【文章来源】：中国农业科学. 2020,53(19)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

哺育蜂哺育行为相关DEG的KEGG功能富集分析

转录组数据的qPCR验证

41个DEG的表达量热图聚类分析发现，这些DEG主要在21 d N和10 d N组表达量较高（图1-C）；其中，在哺育蜂阶段均上调表达的DEG有32个，均下调表达的有6个，剩余的3个DEG除在10 d N vs 3d中呈上调表达外，其余都是在哺育蜂阶段呈下调表达（表3）。32个在哺育蜂阶段均上调表达的DEG为脑中与哺育行为密切相关的DEG。将32个DEG在10 d N vs10 d F和21 d N vs 21 d F中按照log2 FC值从高到低的顺序排列，其中差异倍数最大的为编码王浆主蛋白1(MRJP1）的基因LOC551813(log2 FC (10 d N vs 10d F)=9.44,log2 FC (21 d N vs 21 d F)=5.71），该基因在哺育蜂阶段高量表达（10 d N、21 d N脑中FPKM值分别为1 564.78和510.71），在3日龄工蜂和采集蜂阶段呈低量表达（3 d、10 d F和21 d F脑中FPKM值分别为0.40、2.27和9.64）；其次为LOC725215（编码毒酸磷酸酶Acph-1样）、LOC411186（编码突触小泡糖蛋白2C）、LOC410149（编码羧肽酶Q样）、LOC409709（编码葡萄糖基神经酰胺酶4），其中LOC409709在哺育蜂阶段呈高量表达（10 d N和21 d N脑中FPKM值分别为75.03、50.90），在3日龄工蜂和采集蜂阶段呈低量表达（3 d、10 d F和21 d F脑中FPKM值分别为2.83、7.81和8.63）；还在上调DEG中发现编码气味结合蛋白（odorant binding protein,OBP）的3个基因Obp17、Obp21、Obp14，以及编码细胞色素P450家族之一的基因CYP6AQ1（表4）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]蜜蜂全脑解剖新方法的研究[J]. 赵元洪,赵晓蒙,苏松坤.  中国蜂业. 2014(Z1)
[2]鞘脂代谢及其相关疾病研究进展[J]. 孙九丽,林慧珍,苟萍.  生物技术. 2011(05)

博士论文
[1]工蜂劳动分工与蜂王浆高产机理的大脑神经肽组、膜蛋白质组和膜磷酸化蛋白质组研究[D]. 韩宾.中国农业科学院 2017

硕士论文
[1]西方蜜蜂细胞色素P450单加氧酶特性初步研究[D]. 唐晓伟.中国农业科学院 2011



本文编号：3455159