红光熊蜂Bombus ignitus生殖行为的影响因素的研究

熊蜂是设施农作物的重要授粉昆虫之一，熊蜂的继代繁育是影响熊蜂工厂化繁育的主要因素之一，交配和产卵是有性繁殖昆虫繁衍后代的重要环节，是成虫行为发生改变的转折点。本研究以昆虫生理学理论为基础，利用人工授精技术结合分子生物学技术对红光熊蜂的生殖行为的影响因素进行研究。研究内容主要包括：1、温湿度对红光熊蜂的继代蜂王和雄性蜂胚后发育的影响；2、应用人工授精技术进行雄蜂的单雄、多雄和饲养的6种熊蜂种间受精研究；3、受精蜂王的繁育和授粉研究。4、利用微卫星标记的基因扫描技术分析受精蜂王后代的亲缘关系。研究成果期望提高红光熊蜂子代蜂王交配成功率，为熊蜂工厂化繁育提供新思路和方法，还可以为熊蜂良种选育提供理论支持，也为熊蜂商品化繁育奠定基础，因而具有重要的理论和实践意义。

本研究以昆虫生理学理论为基础，利用人工授精技术结合分子生物学技术对红光熊蜂的生殖行为的影响因素进行研究。结果得出：1、采用B118、B11、B96、B124和B126微卫星位点，对来自5群野生红光熊蜂的工蜂和雄蜂样本进行了分析表明在自然条件下，红光熊蜂同其他蜜蜂科的蜂种一样，也存在一妻多夫现象，且与蜂王交配的雄蜂数量平均为3只。2、红光熊蜂的雄性蜂在3-7日龄时的精子数量最多，到8日龄时开始减少，到14日龄时无精子。蜂王的受精囊在没有精子的时候是无色透明的，而在有精子时是乳白色的，这与蜜蜂蜂王是完全不同的。解剖人工授精后的蜂王受精囊，如果是乳白色，授精成功。3、红光熊蜂卵黄原蛋白基因（Vitellogenin，Vg）全长cDNA为5481bp，GenBank中的登录号为FJ913883‏，有一个完整的开放阅读框（ORF），编码1772个氨基酸，N-末端的前16个氨基酸为一个信号肽。接近C－末端区域存在保守的GL/ICG基元，其后含有9个半胱氨酸，而且DGXR位于GL/ICG基元上游18个氨基酸残基处。其氨基酸序列与韩国熊蜂B. ignitus和B. hypocrita相似性高达95%，与Apis mellifera的相似性达到51%。Vg的mRNA首先在蜂王白眼蛹时期出现，其表达量在蜂王整个蛹期发育过程中呈上升趋势，且在黑眼蛹时期达到最高，在成年蜂的脂肪体中的表达量甚至更高。Vg也在工蜂的白眼蛹时期被检测到，然后在整个蛹期发育过程中呈现上升趋势，在刚羽化出房时达到高峰，Vg的mRNA水平随着成年蜂日龄的增加而增加，到15日龄时达到最高，然后呈现下降趋势。雄性蜂Vg几乎在整个蛹期发育阶段都表达，但是表达水平非常低，只有在刚羽化出房时期表达水平较高。4、红光熊蜂的三型蜂蛹期蛋白质组分析得出蜂王、工蜂和雄蜂白眼蛹期表达的共有蛋白数为63个，褐眼蛹期表达的共有蛋白数为67个，黑眼蛹期表达的共有蛋白数为50个， 鉴定蛋白质数为40个，其中能量代谢相关蛋白质为12个，折叠蛋白质5个，3个为热激蛋白质；发育蛋白2个、转运蛋白2个、转录翻译相关蛋白质12个，抗氧化蛋白和骨架蛋白质分别为1个和3个，未知功能蛋白3个。蛋白质组研究结果表明红光熊蜂三型蜂从蛹期发育到成蜂过程中，不仅需要一些保守蛋白质来调控，而且还需要一些特异蛋白质。课题执行期间，发表相关论文8篇，其中SCI文章4篇。