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色素通路相关基因在红背和黑背中华蜜蜂成年工蜂背板中的表达模式分析

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昆虫学报 2024年第1期67卷 9-17页

作者：王若虹杨振慧周诗文吴雨珈李秋方梁立强石丹丹杨尚宁苗刘畅苏松坤聂红毅福建农林大学蜂学与生物医药学院福州350002 恩施土家族苗族自治州农业科学院恩施445000

【目的】分析红背中华蜜蜂Apis cerana cerana色素通路相关基因的表达差异,揭示红背中华蜜蜂色素形成的分子机制。【方法】采用体视显微镜观察刚出房红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂(正常个体)成年工蜂的体色差异。通过同源比对鉴定中华蜜... 详细信息

【目的】分析红背中华蜜蜂Apis cerana cerana色素通路相关基因的表达差异,揭示红背中华蜜蜂色素形成的分子机制。【方法】采用体视显微镜观察刚出房红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂(正常个体)成年工蜂的体色差异。通过同源比对鉴定中华蜜蜂成年工蜂黑色素代谢通路相关8个基因(PAH,TH,DDC,ebony,tan,aaNAT,yellow-y和laccase 2)、蝶呤通路相关4个基因(GTPCH I,SPR,PTPS和GC-1)、眼色素通路相关2个基因(vermilion和cinnabar)以及尿酸盐转运相关4个基因(BLOS2,HPS5,OK和Varp)的同源基因;运用荧光定量PCR检测上述色素通路相关基因在红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂胸部背板和腹部体壁中的相对表达量。【结果】红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂体色差异表现在胸部背板:红背中华蜜蜂胸部背板呈现棕红色,黑背中华蜜蜂胸部背板则为黑色。荧光定量PCR检测结果表明,胸部背板中tan,laccase 2,SPR,vermilion,cinnabar,BLOS2和OK的表达量以及腹部体壁中OK的表达量在红背中华蜜蜂成年工蜂与黑背中华蜜蜂成年工蜂间有显著性差异。【结论】红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂明显的体色差异位于胸部背板,这种体色分化的现象受到蜜蜂体内黑色素、蝶呤、眼色素通路及尿酸盐转运相关基因共同作用的影响。

关键词：红背中华蜜蜂形态观察色素通路胸部背板荧光定量PCR

西方蜜蜂AmOBP17基因的生物信息学和表达模式分析

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湖南工程学院学报（自然科学版） 2022年第2期32卷 66-73页

作者：聂红毅郭永康郑秋岚曾何泉福建农林大学动物科学学院/蜂学学院福州350002

在昆虫的气味感知和转运过程中,作为运送气味分子载体的气味结合蛋白发挥着不可或缺的作用.但是气味结合蛋白在蜜蜂哺育蜂中的功能尚未报道.克隆了西方蜜蜂AmOBP17基因中的CDS序列,并对其进行生物信息分析;通过前期的转录组数据分析该... 详细信息

在昆虫的气味感知和转运过程中,作为运送气味分子载体的气味结合蛋白发挥着不可或缺的作用.但是气味结合蛋白在蜜蜂哺育蜂中的功能尚未报道.克隆了西方蜜蜂AmOBP17基因中的CDS序列,并对其进行生物信息分析;通过前期的转录组数据分析该基因不同发育时期和组织表达谱.克隆结果显示:AmOBP17基因CDS全长为408 bp,包含1个信息素/普通气味结合蛋白结构域和6个保守的半胱氨酸残基.结合生物信息学分析发现该蛋白存在1个Sec/SPI类型的信号肽;第18、66位存在潜在的苏氨酸N磷酸化位点,第126位存在潜在的酪氨酸N磷酸化位点,第84位存在潜在的O糖基化位点.时期表达谱显示:AmOBP17基因在卵期、幼虫期及蛹前期基本不表达,而在刚出房和哺育蜂中表达量较高,尤其在哺育蜂中达到最大峰值;脑部、上颚腺和咽下腺的转录组学表明:AmOBP17基因在哺育蜂脑部和上颚腺中的表达量显著高于相同日龄(10日龄和21日龄)采集蜂脑部和上颚腺中的表达量;该基因在哺育蜂咽下腺中的表达量也高于相同日龄(10日龄和21日龄)采集蜂咽下腺中的表达量,其中21日龄哺育蜂咽下腺中的表达量显著高于21日龄采集蜂咽下腺中的表达量,表明在西方蜜蜂哺育行为中,AmOBP17基因发挥着重要的作用.本研究成果为进一步探索AmOBP17基因的功能提供了理论支撑,也为蜜蜂哺育行为的研究提供了新的视角.

关键词：西方蜜蜂 AmOBP17 生物信息分析时空表达

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多巴胺影响蜜蜂行为的研究进展

应用昆虫学报 2023年第3期60卷 730-740页

作者：余岢骏耿龙武尊张曌楠黄景南李志国聂红毅苏松坤福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福州350002 福建农林大学生命科学学院福州350002 图卢兹第三大学生物与进化多样性实验室图卢兹31062

多巴胺作为广泛存在于动物中的儿茶酚胺类神经递质,对动物复杂行为的调控起着关键的作用。蜜蜂作为一种重要的授粉昆虫,在全球农业生产和生态环境保护中发挥着重要作用。蜜蜂是研究社会行为和健康的模式生物。本研究基于对多巴胺与蜜蜂... 详细信息

多巴胺作为广泛存在于动物中的儿茶酚胺类神经递质,对动物复杂行为的调控起着关键的作用。蜜蜂作为一种重要的授粉昆虫,在全球农业生产和生态环境保护中发挥着重要作用。蜜蜂是研究社会行为和健康的模式生物。本研究基于对多巴胺与蜜蜂行为相关文献的整理分析,综述了多巴胺的代谢途径,蜜蜂脑部多巴胺受体,影响蜜蜂脑部多巴胺的因素,以及多巴胺在蜜蜂行为中的调控作用等,这将为多巴胺调控蜜蜂舞蹈行为、劳动分工和学习记忆等研究提供新的思路。

关键词：蜜蜂行为多巴胺生物胺

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昆虫触角转录组研究进展

应用昆虫学报 2016年第6期53卷 1157-1164页

作者：谢翠琴聂红毅苏松坤福建农林大学蜂学学院福州350000

昆虫通过信息交流感受内外坏境的变化,影响着昆虫定位、搜索食物源、寻找产卵地点和选择配偶等行为。在昆虫中,触角分布着较多的嗅觉感受器,可以感知挥发性分子、气味和激素,是昆虫重要的嗅觉器官,参与信息交流。综述和展望昆虫触角转... 详细信息

昆虫通过信息交流感受内外坏境的变化,影响着昆虫定位、搜索食物源、寻找产卵地点和选择配偶等行为。在昆虫中,触角分布着较多的嗅觉感受器,可以感知挥发性分子、气味和激素,是昆虫重要的嗅觉器官,参与信息交流。综述和展望昆虫触角转录组的研究进展,有利于促进害虫管理、害虫防治和社会性昆虫级型分化与劳动分工的研究,也能为昆虫触角后续研究和昆虫触角仿生的应用提供参考。

关键词：昆虫触角转录组信息交流

西方蜜蜂Lozenge基因的克隆鉴定及时空表达分析

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环境昆虫学报 2023年第1期45卷 133-141页

作者：黄蕾朱雅楠梁立强李秋方李正汉卿林焱聂红毅苏松坤福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福州350002 云南省农业科学院桑蚕蜜蜂研究所云南蒙自661101

Lozenge蛋白(Lz蛋白)是昆虫的重要转录因子,在昆虫胚胎发育过程中发挥重要作用。为研究Lozenge在西方蜜蜂Apis mellifera中的作用,本研究克隆了Lozenge基因,并对其进行生物信息学分析,同时基于荧光定量PCR技术检测该基因在西方蜜蜂不同... 详细信息

Lozenge蛋白(Lz蛋白)是昆虫的重要转录因子,在昆虫胚胎发育过程中发挥重要作用。为研究Lozenge在西方蜜蜂Apis mellifera中的作用,本研究克隆了Lozenge基因,并对其进行生物信息学分析,同时基于荧光定量PCR技术检测该基因在西方蜜蜂不同发育时期(卵期、幼虫期、蛹期和成年蜂)和10日龄哺育蜂各组织的表达谱。生物信息学分析结果显示,Lozenge基因的开放阅读框(ORF)为1 554 bp,共编码517个氨基酸,预测分子量为54.63918 kDa,等电点为6.08;结构域预测分析发现Lozenge蛋白含有一个Runt结构域,多物种蛋白序列对比发现该蛋白同源性高。时期表达谱表明,该基因在第1日卵和第2日卵的表达量远高于其他时期,在卵期表达量随时间依次递减,幼虫期表达量极低,蛹期表达量呈先增后减的趋势,而成年蜂中均有表达;组织表达谱显示,该基因在哺育蜂头部、上颚腺中的表达量较高,而在腹部的表达量低。这些结果表明,Lozenge基因可能在西方蜜蜂胚胎期细胞发育过程、哺育蜂蜂王浆合成和分泌过程中发挥重要作用,这些结果为该基因功能的深入研究提供了重要的理论参考。

关键词： Lozenge RUNX家族西方蜜蜂表达分析基因克隆

西方蜜蜂采集蜂咽下腺中高表达基因的筛选及表达分析

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昆虫学报 2023年第7期66卷 896-908页

作者：张娟高艳王若虹李秋方杨尚宁周诗文石丹丹苏松坤聂红毅福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福州350002 江西省养蜂研究所(江西省蜂业技术推广站) 南昌330052 恩施土家族苗族自治州农业科学院恩施445000

【目的】本研究旨在筛选西方蜜蜂Apis mellifera采集蜂咽下腺中高表达的基因,为进一步筛选和研究蜜蜂采集行为相关基因提供依据。【方法】基于前期已获得西方蜜蜂3日龄工蜂(3 d_W)、10日龄哺育蜂(10 d_N)、10日龄采集蜂(10 d_F)、21日... 详细信息

【目的】本研究旨在筛选西方蜜蜂Apis mellifera采集蜂咽下腺中高表达的基因,为进一步筛选和研究蜜蜂采集行为相关基因提供依据。【方法】基于前期已获得西方蜜蜂3日龄工蜂(3 d_W)、10日龄哺育蜂(10 d_N)、10日龄采集蜂(10 d_F)、21日龄哺育蜂(21 d_N)和21日龄采集蜂(21 d_F)的咽下腺转录组数据,筛选咽下腺差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并对10日龄和21日龄采集蜂咽下腺中高表达的DEGs进行GO和KEGG富集分析;利用qPCR检测西方蜜蜂采集蜂咽下腺中高表达的4个DEGs(LOC409889,LOC406114,LOC408453和LOC100578735)在不同发育时期(卵、幼虫、蛹、刚出房工蜂、10日龄哺育蜂和21日龄采集蜂)和21日龄采集蜂组织(腹、胸、触角、上颚腺、咽下腺、蛰针、足、肠道、翅和脑)中的表达量。【结果】比较转录组结果表明,164个上调表达的DEGs在21日龄采集蜂咽下腺中的表达量明显高于在3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂咽下腺中的表达量,且在10日龄采集蜂咽下腺中的表达量也高于在10日龄哺育蜂咽下腺中的表达量;105个下调表达的DEGs的表达趋势与上述164个DEGs的相反。GO分析结果表明,10日龄和21日龄采集蜂咽下腺中高表达的164个DEGs显著富集于硫酸盐跨膜转运蛋白活性、硫化合物跨膜转运蛋白活性、铁离子结合和氧化还原酶活性;下调表达的105个DEGs显著富集于核糖体、细胞内核糖核蛋白复合物和核糖核蛋白复合物;KEGG通路分析结果表明,105个下调表达的DEGs显著富集于核糖体以及淀粉和蔗糖代谢两个通路。qPCR检测结果显示,LOC409889,LOC406114,LOC408453和LOC100578735均在21日龄采集蜂中表达量最高;LOC406114和LOC100578735在21日龄采集蜂咽下腺中的表达量最高,而在其他组织中表达量较低或不表达。【结论】本研究通过比较转录组筛选鉴定了西方蜜蜂采集蜂咽下腺中高表达的DEGs,为深入研究采集蜂咽下腺的功能提供了数据,同时也为研究西方蜜蜂的采集行为及采集力强蜂种的分子选育提供新的视角。

关键词：西方蜜蜂咽下腺差异表达基因 α-淀粉酶丙酮酸脱氢酶α亚基E1组分

转录组学分析意大利蜜蜂脑部哺育行为相关基因

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中国农业科学 2020年第19期53卷 4092-4102页

作者：高艳朱雅楠李秋方苏松坤聂红毅福建农林大学动物科学学院(蜂学学院)

【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... 详细信息

【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参与氧化还原酶活性、气味结合、跨膜运输等功能。KEGG富集结果显示,上调的差异表达基因主要参与蛋白质代谢(核糖体)、能量代谢(氧化磷酸化、碳代谢、三羧酸循环、淀粉和蔗糖代谢、氮代谢、其他聚糖降解通路)、信号转导(Toll和Imd信号通路、光传导、鞘脂代谢)、消化作用(溶酶体),其中显著性富集在鞘脂代谢和其他聚糖降解通路。qPCR结果显示3个上调差异表达基因(LOC409709、LOC551813、LOC409708)和1个下调差异表达基因(LOC551165)表达模式的检测结果与测序数据一致。【结论】通过对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5组样本脑部进行全面分析,获得相同日龄哺育蜂和采集蜂脑部基因的转录组图谱,分析得到了脑部哺育行为相关的32个上调差异表达基因。哺育蜂脑部的差异表达基因主要通过信号转导和能量代谢等途径调控哺育蜂的哺育行为。

关键词：意大利蜜蜂哺育蜂脑部哺育行为蜂王浆 RNA-seq

家蚕酪氨酸羟化酶的氨基酸序列分析和重组表达

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蚕业科学 2013年第3期39卷 467-473页

作者：刘春周梦婷谭祥吕金凤李栋聂红毅夏庆友家蚕基因组生物学国家重点实验室西南大学重庆400715

酪氨酸羟化酶参与昆虫体色和斑纹黑色素合成以及免疫黑化反应等重要生理过程。为了研究家蚕(Bombyx mori)酪氨酸羟化酶的生物学功能,采用生物信息学方法对家蚕与其它物种的酪氨酸羟化酶氨基酸序列进行比对分析,结果显示不同物种之间的... 详细信息

酪氨酸羟化酶参与昆虫体色和斑纹黑色素合成以及免疫黑化反应等重要生理过程。为了研究家蚕(Bombyx mori)酪氨酸羟化酶的生物学功能,采用生物信息学方法对家蚕与其它物种的酪氨酸羟化酶氨基酸序列进行比对分析,结果显示不同物种之间的酪氨酸羟化酶具有保守性,在昆虫物种之间尤其保守;家蚕酪氨酸羟化酶含有保守的功能位点,如铁原子结合位点His331、His336、Glu376,底物蝶呤结合位点Gly293、Leu294、Leu295、Phe300、Glu332、Tyr371和Glu376。构建重组质粒p29-Bmth,利用原核表达系统实现了家蚕酪氨酸羟化酶蛋白的重组表达,通过高效液相色谱分析证明纯化获得的重组家蚕酪氨酸羟化酶蛋白具有酪氨酸羟化活性,测定其活性为0.81 U,比活性为0.13 U/mg。研究结果为深入研究家蚕酪氨酸羟化酶的生理功能奠定了基础。

关键词：家蚕酪氨酸羟化酶氨基酸序列功能位点原核表达纯化酶活性

不同产丝量家蚕品系后部丝腺的蛋白质组学分析

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蚕业科学 2012年第3期38卷 468-474页

作者：张利平钟晓武聂红毅王晨荀利杰赵萍夏庆友家蚕基因组生物学国家重点实验室西南大学蚕学与系统生物学研究所重庆400716

家蚕幼虫后部丝腺是合成和分泌丝素蛋白的重要器官。为从蛋白质水平探究不同家蚕品系产丝量差异的原因,应用蛋白质组学研究方法,选取3个产丝量有较大差异的家蚕品系Ndx、大造和21-872为材料,通过双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时... 详细信息

家蚕幼虫后部丝腺是合成和分泌丝素蛋白的重要器官。为从蛋白质水平探究不同家蚕品系产丝量差异的原因,应用蛋白质组学研究方法,选取3个产丝量有较大差异的家蚕品系Ndx、大造和21-872为材料,通过双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对各品系5龄第5天幼虫后部丝腺表达的差异蛋白进行鉴定,查找与丝蛋白合成相关的蛋白质。结果表明,茧丝突变品系Ndx后部丝腺的蛋白质表达水平与普通丝量品系大造和高丝量品系21-872有差异,差异表达蛋白种类主要为应激反应相关蛋白、能量相关蛋白、蛋白质合成相关蛋白和一些酶类,其中核糖体磷酸化蛋白P0和P2、蛋白质二硫化物异构酶、丝素轻链蛋白Fib-L以及丝素蛋白P25等在Ndx后部丝腺的含量明显低于其它2个品系。推测在茧丝突变品系Ndx的后部丝腺中,上述蛋白质表达量的变化可能是导致其不能正常吐丝结茧的原因。

关键词：家蚕茧丝突变品系后部丝腺差异蛋白双向电泳基质辅助激光解析电离飞行时间质谱