西方蜜蜂工蜂泌浆遗传机制的研究

成年工蜂阶段性泌浆是蜜蜂社会性生活的重要特征。本研究根据西方蜜蜂工蜂阶段性泌浆的行为特征，结合转录组学与蛋白质组学最新实验技术，对泌浆前后3、6、9、12、16等日龄及越冬后西方蜜蜂工蜂头部咽下腺进行差异表达分析，并通过生物信息学手段对差异结果进行分析，以期获得与工蜂泌浆性状相关的候选差异蛋白及候选主效基因，并运用荧光定量PCR技术对所筛选到的候选基因的转录情况进行验证。在此基础上，运用RNAi技术，通过饲喂靶基因dsRNA的方法，并结合蜂群产浆性能的观察，分析工蜂泌浆行为主效基因的功能及其遗传机制，最终获得调控工蜂泌浆行为的优势基因。对工蜂泌浆行为遗传机制研究对探求蜂种蜂王浆高产性状的分子机理，继而为将来通过分子手段进行蜜蜂优质经济性状育种，提高我国蜂王浆生产水平提供理论基础。

我国是世界第一养蜂大国，蜂王浆全球市场占有率达90%，得益于蜂王浆高产蜂种选育成功和广泛应用。然而一直以来我国蜜蜂遗传学的研究远滞后于育种实践，泌浆分子调控机制尚不清晰，以单一性状选育出的王浆高产蜂种存在抗逆性和采蜜性能弱化等不良性状。.本研究以卡蜂为实验对象，解剖内勤蜂和越冬前后蜂咽下腺，采用解剖形态学、转录组学、蛋白质组学和甲基化组学相关联的技术，充分挖掘蜜蜂咽下腺发育及应答阶段的形态学、基因、蛋白差异表达及甲基化水平差异。.结果表明：.1、电镜结果表明，随着日龄增加，咽下腺小囊直径呈现“钟形”的趋势，细胞结构出现与之相应的改变，其中9日龄工蜂和春繁阶段越冬蜂咽下腺小囊发育最为饱满，细胞器最丰富。.2、转录组学测序在内勤蜂和越冬蜂分别获得3658、698个差异表达基因。筛选出结构分子活性、质膜、肌动蛋白和系统发育以及α-葡糖苷酶活性、水解酶活性等GO富集的差异基因；富集于能量代谢、氨基酸代谢、蛋白合成和转运等相关通路中。发现MRJP（1、2、4、5）、线粒体核糖体RNA、葡萄糖氧化酶、微管蛋白和α-葡糖苷酶等基因在内勤蜂和越冬蜜蜂中均有较高的转录水平，且与咽下腺发育规律和活性调控基本一致。营养和幼虫的刺激通过核糖体通路和PI3K-Akt介导的TOR通路，调节咽下腺细胞代谢、酶活性等，完成对咽下腺活性的调节，进而影响工蜂的社会分工。.3、蛋白质组学在内勤蜂和越冬工蜂分别鉴定到284、698个为差异表达蛋白。内勤蜂主要富集在RNA转运通路、核糖体通路、蛋白合成和NOD样受体信号通路等调控基因转录的通路中；春繁阶段越冬蜂与9日龄相似，同时伴随着王浆合成和分泌，能量消耗极大，糖类代谢、线粒体中的TCA循环和果糖、甘露糖代谢，为春繁蜂泌浆行为提供了能量保障和原料供应。.4、甲基化结果表明，甲基化区域在不同染色体上的数目和区域长度均有差异，染色体1数目最多，区域长度最长，染色体16最少。春繁蜂代谢相关蛋白、神经相关蛋白和RNA结合蛋白等受甲基化影响下调表达；春繁蜂内质网驻留蛋白甲基化水平下调，而二磷酸核苷激酶甲基化水平上调。. 综上所述，对工蜂泌浆行为分子机理的研究有助于揭示泌浆与抗逆性及采集力等性状的关联，以分子选育手段提高蜂王浆高产蜂种的抗逆性奠定理论基础，所以开展深入研究对养蜂业发展具有重要意义和应用前景。