意大利蜜蜂与中华蜜蜂雄蜂胚胎发育期差异蛋白质组及磷酸化蛋白质组分析

意大利蜜蜂(意蜂)和中华蜜蜂(中蜂)是我国目前饲养的两种最主要的蜂种。雄蜂对蜂群具有重要的遗传贡献,本研究通过对意蜂和中蜂雄蜂胚胎发育期3个日龄进行差异蛋白质组和磷酸化蛋白质组的分析,以探明两蜂种雄蜂胚胎的发育特征以及深刻认识雄蜂胚胎发育生物学,这将为蜜蜂遗传改良提供理论依据。本研究采用双向电泳方法建立意蜂、中蜂雄蜂胚胎发育3个日龄的蛋白质组及磷酸化蛋白质组表达谱,获得图谱中蛋白质的分子量、等电点和表达量等信息,并对差异表达蛋白质进行质谱分析、功能鉴定和生物信息学分析。在雄蜂胚胎发育的第1、2、3日龄,意蜂表达304、316、309个蛋白质,其中103、110、106个蛋白质发生了磷酸化修饰;中蜂表达289、311、306个蛋白质,其中有92、98、96个发生了磷酸化修饰。各目龄意蜂、中蜂雄蜂胚胎共同表达的蛋白质分别为243、251和245个。意蜂雄蜂胚胎3个日龄所表达的全蛋白质、磷酸化蛋白质均多于中蜂,说明意蜂雄蜂胚胎的发育较中蜂需要更多的蛋白质参与调控。两蜂种雄蜂胚胎各日龄约1/3的蛋白质发生了磷酸化修饰,这可能与胚胎发育过程中信号传导、细胞增殖分化等活动有关。对差异表达蛋白质的分析结果表明,意蜂雄蜂胚胎各日龄上调表达95、105、98个差异表达蛋白质,中蜂各日龄上调表达83、97、89个。其中意蜂各日龄共鉴定出30、50、42个,中蜂鉴定出24、40、34个。对磷酸化蛋白质的表达量分析表明意蜂上调表达33、39、39个,中蜂上调表达27、34、30个差异磷酸化蛋白质。其中意蜂各日龄共鉴定出12、15、14个,中蜂鉴定出9、13、12个。结果表明这些蛋白主要与胚胎发育、碳水化合物和能量代谢、氨基酸脂肪酸核苷酸代谢、蛋白质合成、抗氧化、折叠以及骨架蛋白相关。对两蜂种差异表达蛋白质的分析表明,意蜂、中蜂雄蜂在长期的进化过程中不仅形成了具有各自生物学特征的胚胎发育方式,而且各自不同生物学特征如意蜂的高采蜜量、产浆量和中蜂的善于利用零星蜜粉源、抗胡蜂等性状已在各自的蛋白质组中得到体现。另外,通过对两蜂种已鉴定的差异表达蛋白质的相互作用网络分析发现,在雄蜂胚胎发育的3个日龄,碳水化合物和能量代谢以及氨基酸脂肪酸核苷酸代谢类蛋白质与其他蛋白质的相互作用最多,发育类蛋白质次之,这表明这几类蛋白质在胚胎发育过程中的重要作用。这些关键蛋白在两蜂种中的不同表达可能与各自的某些特异性状有关,这也为之后对两蜂种的基因改造提供了节点蛋白。

意大利蜜蜂; 中华蜜蜂; 雄蜂胚胎; 双向电泳; 蛋白质组; 磷酸化蛋白质组;

李建科;

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