王浆高产与意大利蜜蜂工蜂幼虫期蛋白质组研究

王浆高产蜜蜂(A.m.ligustica,浆蜂)是我国从原种意大利蜜蜂(A.m.ligustica,意蜂)选育成功的蜂王浆高产蜂种,它是目前世界上产浆量最高的蜂种。利用蛋白质组学方法从分子水平研究它们在幼虫发育期的蛋白质组异同,将对解释产浆性状的差异和拓展蜜蜂生物学奠定基础。通过比较浆蜂与意蜂工蜂幼虫期蛋白组,结果发现在幼虫期2日龄,浆蜂的蛋白表达谱为284个蛋白,意蜂为246个蛋白,两蜂种共有蛋白点为218个,而浆蜂特异蛋白为46个,而意蜂特异蛋白为28个;幼虫4日龄时,浆蜂总蛋白点数为315个,意蜂总蛋白点数为278个蛋白,两蜂种共有蛋白点为240个,而浆蜂特异蛋白为65个,意蜂特异蛋白为38个;到达幼虫6日龄时,浆蜂蛋白组含244个蛋白,意蜂蛋白质组含211个蛋白,两蜂种共有蛋白点为187个,而浆蜂特异蛋白为37个,意蜂特异蛋白为24个。在蜜蜂幼虫期浆蜂较意蜂表达的蛋白总数和特有蛋白多,说明经选育的浆蜂较意蜂幼虫的基因表达和代谢更加旺盛。在2蜂种幼虫期表达的共有蛋白中,其中一些蛋白的表达量存在差异,而2蜂种在3个日龄所表达的特有蛋白的数和量也存在一定差异,这些说明幼虫发育需要管家蛋白和不同发育阶段相应的特定蛋白来调控,但管家蛋白和特有蛋白在2蜂种的表达模式存在差异。在蛋白质组表达谱分析的基础上,利用MAILDI-TOF/MS、MAILDI-TOF-TOF/MS、MASCOT检索引擎和生物通路分析方法对意蜂表达谱中的蛋白进行功能鉴定和生化通路分析。其2、4、6日龄蛋白谱中的分别有101、97、71个已成功得到鉴定,按功能可分为八大类:分别是生物代谢类、抗氧化类、营养蛋白类、蛋白折叠类、发育相关类蛋白、转录及翻译类调控类因子、细胞骨架类以及外源蛋白类。统计分析表明,这些功能蛋白中有57个表达量差异显著。对其中16个蛋白进行荧光定量PCR验证,结果显示有7个在mRNA水平与蛋白表达水平相一致。通路分析表明,在所有鉴定的蛋白中,有24个蛋白是幼虫发育中的节点蛋白,他们是:HSP 60,imaginal disc growth factor 4,heat shock 70 kDaprotein 1 beta,translation elongation factor 1-gamma,enolase,ATP synthase beta subunit,guanine nucleotide-binding protein subunit beta-like protein,lethal(2)37Cc,proteindisulfide-isomerase,triose phosphate isomerase,aldehyde reductase,transketolase,Hspcognate 3,bellwether,thioredoxin peroxidase 1,translationally controlled tumor protein,fatty acid binding protein,aldolase,leonardo,elongation factor 1-alpha F2,HSP cognate5,HSP 8。这表明幼虫发育需要不同种类的功能蛋白相互配合,通过顺序开启和关闭一些基因的表达时间和表达量来完成幼虫的发育,其中高能量代谢和大量营养储存是幼虫发育最显著的特点。这些节点蛋白是对幼虫发育其至关重要的作用,并且这些节点蛋白也为今后的蜜蜂转基因操作提供了靶点。

原种意大利蜜蜂(A.m.ligustica); 王浆高产蜜蜂(A.m.ligustica); 工蜂幼虫; 双向电泳; 蛋白质组;

李建科;

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