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肠道微生物对西方蜜蜂嗅觉学习的影响研究

肠道微生物对西方蜜蜂嗅觉学习的影响研究

作者：邱园妹福建农林大学

学位级别：硕士

蜜蜂是世界上最重要且无可替代的授粉者,为全球农业带来了不可估量的经济价值。与绝大多数动物相似,蜜蜂体内也栖息着丰富的特异性肠道微生物。近几年大量研究表明,昆虫肠道微生物与其宿主存在着互利共生的关系。蜜蜂肠道微生物群落与... 详细信息

蜜蜂是世界上最重要且无可替代的授粉者,为全球农业带来了不可估量的经济价值。与绝大多数动物相似,蜜蜂体内也栖息着丰富的特异性肠道微生物。近几年大量研究表明,昆虫肠道微生物与其宿主存在着互利共生的关系。蜜蜂肠道微生物群落与肠道共同构成的微生态系统,与宿主的生长发育、营养代谢、免疫调节以及行为等方面息息相关。在其它模式生物例如大鼠、果蝇等,肠道微生物对宿主的认知行为的影响均有所报导,但对肠道微生物和认知行为之间的互作机制尚未完全了解。本研究首次利用西方蜜蜂作为研究模型,结合16S rRNA和代谢组测序技术,从肠道菌群和代谢的角度来探讨肠道微生物调控蜜蜂嗅觉学习的分子机制,挖掘与蜜蜂嗅觉学习强相关的关键核心菌及调控通路,为肠道微生物对学习认知方面的影响机制提供新的思路。本研究首先是在蜂群中采集7日龄蜜蜂工蜂,使其自由取食含有1%抗生素的(稀释100倍)抗生素的50%(w/v)糖水,实验室内喂养10天后利用学习设备观察蜜蜂嗅觉学习行为,并通过荧光定量对蜜蜂直肠肠道菌进行定量。结果表明抗生素处理组样本直肠16S拷贝数要极显著低于对照组(P蜜蜂直肠内总菌数量显著下降;与对照组相比,经过三次PER训练后,抗生素处理组的学习比率要显著低于对照组(P蜜蜂的Shannon多样性指数显著低于对照蜜蜂(P蜜蜂肠道菌群失调,肠道微生物群落结构发生改变。其中抗生素处理组两种核心菌乳酸杆菌属和双歧杆菌属相对丰度均显著降低(P蜜蜂的嗅觉学习能力,而两种核心菌乳酸杆菌属和双歧杆菌属可能是关键调控菌。随后,通过培养无菌蜜蜂,并对无菌蜜蜂饲喂含有2日龄(Microbiome deprived bees,MD组)和22日龄工蜂(Conventional bees,CV组)直肠肠道微生物糖水溶液。统计差异结果表明CV组的16S拷贝数要极显著高于MD组(P蜜蜂直肠内总菌数量显著高于MD组;CV组蜜蜂嗅觉学习能力显著高于MD组(P蜜蜂直肠微生物测序结果表明,CV组在直肠的肠道菌群物种丰富度高于对照组MD组。CV组直肠Bifidobacterium属相对丰度均极显著高于MD组(P蜜蜂学习能力,进一步证明肠道微生物可影响蜜蜂嗅觉学习能力。此外,结合抗生素实验的微生物测序结果,进一步证明Bifidobacterium属可能是调控蜜蜂嗅觉学习的关键核心菌。最后,通过代谢组比较抗生素处理组和对照组蜜蜂直肠内容物及其相关代谢通路差异。结果表明,在抗生素处理组和对照组样本直肠内总共鉴别出446种差异代谢产物,其中包括193种上调差异代谢物和253种下调差异代谢物。一些有益于学习能力的代谢物如二十二碳六烯酸(DHA)和牛磺酸,在抗生素处理组蜜蜂中显著降低(P蜜蜂嗅觉学习的关键通路。

关键词：西方蜜蜂嗅觉学习肠道微生物 16S rRNA测序代谢组

新烟碱类农药对西方蜜蜂行为影响的神经机理研究

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新烟碱类农药对西方蜜蜂行为影响的神经机理研究

作者：李艾芮中国农业科学院

学位级别：硕士

蜜蜂是重要的授粉昆虫,在外出采集花蜜、花粉、水等的过程中,容易接触到目前广泛使用的新烟碱类杀虫剂。噻虫啉对非靶标昆虫具有较强毒性,会损伤其神经系统,但如何影响蜜蜂的学习记忆能力和脑部神经系统,目前相关的研究较少。此外,已有... 详细信息

蜜蜂是重要的授粉昆虫,在外出采集花蜜、花粉、水等的过程中,容易接触到目前广泛使用的新烟碱类杀虫剂。噻虫啉对非靶标昆虫具有较强毒性,会损伤其神经系统,但如何影响蜜蜂的学习记忆能力和脑部神经系统,目前相关的研究较少。此外,已有研究发现,噻虫嗪会导致蜜蜂出现取食偏好行为,为新烟碱类农药对蜜蜂行为的影响提供了新的研究方向。本论文首先在实验室条件下测定噻虫啉对蜜蜂的半致死剂量,根据测定的结果选取实验浓度,监测噻虫啉对蜜蜂生存率、体重和取食量的影响,并在14 d暴露结束后,使用伸吻反应检测蜜蜂的学习记忆水平,通过免疫组织化学方法检测噻虫啉对蜜蜂大脑神经细胞的影响,结合分子层面基因表达水平的结果,共同揭示了噻虫啉影响蜜蜂学习记忆的分子神经机制。同时,探究长期暴露于噻虫嗪对蜜蜂取食行为的影响。主要结果如下:(1)在实验室条件下对蜜蜂进行48 h的噻虫啉半数致死浓度测定,根据检测结果及其在花粉和花蜜中的残留量,本研究选定噻虫啉的实验浓度为0.2 mg/L,0.6 mg/L,1.0 mg/L和2.0 mg/L。(2)记录不同浓度噻虫啉处理后的蜜蜂的生存率、体重和取食量的变化,并用伸吻反应检测蜜蜂的学习和记忆能力。结果显示,1.0 mg/L和2.0 mg/L浓度组的蜜蜂生存率、体重和取食量显著降低,同时学习和记忆水平均显著下降。(3)使用TUNEL法和Caspase-3法共同检测蜜蜂脑部细胞凋亡情况,结果显示,噻虫啉处理会导致蜜蜂大脑神经细胞的凋亡数量增加,其中蘑菇体和触角叶的凋亡率显著上升。(4)使用qRT-PCR检测与蜜蜂寿命、免疫、学习记忆和细胞凋亡等有关的15个基因表达量变化,结果显示,噻虫啉处理导致与生存相关的基因Vg、apidaecin表达量显著下调,与免疫相关的基因catalase表达量显著上调,与学习记忆相关的基因pka、creb、Nmdar1表达量显著下调,与神经递质相关的基因n ACh Ra7、Dop2、Oa1、Oa-2R、Oa-3R表达量显著下调,与细胞凋亡有关的基因Caspase1、Caspase3表达量显著上调,表明噻虫啉处理可能通过调控相关基因的表达,进而影响蜜蜂的生存、免疫和学习记忆能力等。本文评估了新烟碱类杀虫剂噻虫啉对西方蜜蜂的生存风险以及对学习记忆的影响,并初步探究了噻虫啉对蜜蜂大脑神经细胞的凋亡作用以及分子作用机理。同时研究了噻虫嗪诱导蜜蜂产生取食偏好行为的影响。通过本研究,我们期望能够解析新烟碱类杀虫剂对蜜蜂行为的影响机制,为新烟碱类杀虫剂的科学合理使用和蜜蜂保护工作提供新的参考依据。

关键词：西方蜜蜂噻虫嗪噻虫啉学习记忆细胞凋亡

信息素介导的西方蜜蜂与狄斯瓦螨互作研究进展

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应用生态学报 2017年第6期28卷 2055-2062页

作者：张好好刘振国龚佑辉刁青云中国农业科学院蜜蜂研究所北京100093 农业部授粉昆虫生物学重点开放实验室北京100093 山东农业大学动物科技学院山东泰安271018

狄斯瓦螨是一种严重危害西方蜜蜂的体外寄生螨,是世界养蜂业的最大威胁.人们广泛采用化学方法防治狄斯瓦螨,但易引起狄斯瓦螨的抗药性、蜜蜂中毒和蜂产品药物残留等问题.为此,人们尝试了多种蜂螨绿色防控技术.其中利用蜜蜂信息素防治狄... 详细信息

狄斯瓦螨是一种严重危害西方蜜蜂的体外寄生螨,是世界养蜂业的最大威胁.人们广泛采用化学方法防治狄斯瓦螨,但易引起狄斯瓦螨的抗药性、蜜蜂中毒和蜂产品药物残留等问题.为此,人们尝试了多种蜂螨绿色防控技术.其中利用蜜蜂信息素防治狄斯瓦螨是一个重要的研究方向.研究表明,狄斯瓦螨能利用蜜蜂信息素识别处于不同发育阶段的寄主,并对特定时期的寄主表现出高度的选择性.近年来,多种能作用于狄斯瓦螨的蜜蜂信息素相继被报道.这些信息素包括成蜂、蛹和幼虫信息素.有的信息素对狄斯瓦螨表现出驱避作用,有的则表现出引诱作用.本文对这些信息素的种类、主要组成成分、对狄斯瓦螨的作用等进行了综述,旨在为今后的研究与应用提供参考.

关键词：西方蜜蜂狄斯瓦螨信息素生物防治

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西方蜜蜂越夏期2种不同饲喂方式的繁殖效果

蜜蜂杂志 2022年第3期42卷 1-4页

作者：周春涛宋文菲余玉生云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所

为明确定地饲养西方蜜蜂夏末繁殖2种饲喂方式对蜂群增殖的效果，通过采用饲喂盒、白色食品袋同时同量饲喂，对蜂群增殖的效果进行比较。结果表明：所采用的2种饲喂方式对定地饲养的西方蜜蜂越夏期的繁殖效果差异不显著，但白色食品袋饲... 详细信息

为明确定地饲养西方蜜蜂夏末繁殖2种饲喂方式对蜂群增殖的效果，通过采用饲喂盒、白色食品袋同时同量饲喂，对蜂群增殖的效果进行比较。结果表明：所采用的2种饲喂方式对定地饲养的西方蜜蜂越夏期的繁殖效果差异不显著，但白色食品袋饲喂更优于饲喂盒饲喂，为蜜蜂优质高产提供了科学依据。

关键词：西方蜜蜂饲喂蜂群增殖

西方蜜蜂Lozenge基因的克隆鉴定及时空表达分析

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西方蜜蜂Lozenge基因的克隆鉴定及时空表达分析

2023年中国（浙江·江山）蜂业博览会暨全国蜂产品市场...

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) 云南省农业科学院桑蚕蜜蜂研究所

Lozenge蛋白(Lz)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在西方蜜蜂中的作用,我们克隆了Lozenge基因,并对其进行生物信息学分析,同时检测该基因在西方蜜蜂不同发育时期和组织(10日龄哺育蜂)的表达谱。... 详细信息

Lozenge蛋白(Lz)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在西方蜜蜂中的作用,我们克隆了Lozenge基因,并对其进行生物信息学分析,同时检测该基因在西方蜜蜂不同发育时期和组织(10日龄哺育蜂)的表达谱。结果显示:Lozenge开放阅读框为1 554bp,共编码517个氨基酸,预测分子量为54.63918 kDa。其表达量在第1、2日卵时远高于其他时期,蛹期表达量呈先增后减的趋势;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。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。

关键词： Lozenge RUNX家族西方蜜蜂表达分析基因克隆

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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西方蜜蜂隔离交尾高效繁育方法

中国蜂业 2022年第1期73卷 54-58页

作者：袁芳刘锋何旭江骆群赵者云熊卓林胡景华伊作林席芳贵韩兵庚刘赟江西省养蜂研究所南昌330052 江西农业大学蜜蜂研究所南昌330045

【目的】蜜蜂是最重要的授粉昆虫之一。如何在我国快速城镇化带来的机遇和挑战下,保护和利用蜜蜂,维护蜜蜂的种群繁衍和优质育种,这是一个迫切需要研究和解决的问题。【方法】选择在人口密集、工业化程度较高的南昌小蓝经济开发区建立... 详细信息

【目的】蜜蜂是最重要的授粉昆虫之一。如何在我国快速城镇化带来的机遇和挑战下,保护和利用蜜蜂,维护蜜蜂的种群繁衍和优质育种,这是一个迫切需要研究和解决的问题。【方法】选择在人口密集、工业化程度较高的南昌小蓝经济开发区建立西方蜜蜂繁育隔离交尾区,栽培优质蜜粉源植物,采用地理空间位置分析、蜂场数据调查和蜜蜂生物性检测等方法,检验该隔离区内蜂王隔离交尾的可行性。【结果】试验组织的20只处女王经过30d交尾期,蜂王交尾均未成功。【结论】将蜜蜂育种场或繁育场建设在人多地少的经济开发区,可有效隔离外场雄蜂,为西方蜜蜂定向繁育优质蜂种和蜂种区域规划提供了另一种可能。

关键词：西方蜜蜂种群繁衍育种经济开发区隔离交尾

西方蜜蜂（Apismellifera）不同级型蜕皮激素早期应答因子ecr和usp的表达及功能分析

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基因组学与应用生物学 2018年第2期37卷 686-692页

作者：刘川冬王琦于鹤张智博郑彬悦李江红福建农林大学蜂学学院福州350002

为探究蜕皮激素早期应答因子ecr和usp在不同级型的西方蜜蜂体内的表达及其他相关生物学功能和作用,本研究通过荧光定量PCR技术对不同级型、发育时期的西方蜜蜂中的ecr与usp表达水平进行检测。结果表明,ecr、usp在工蜂小幼虫体内的表达... 详细信息

为探究蜕皮激素早期应答因子ecr和usp在不同级型的西方蜜蜂体内的表达及其他相关生物学功能和作用,本研究通过荧光定量PCR技术对不同级型、发育时期的西方蜜蜂中的ecr与usp表达水平进行检测。结果表明,ecr、usp在工蜂小幼虫体内的表达与参照相同,随后稍有增加,但在变态期急剧降至最低水平,而后的蛹期又逐步增加,在成年蜂时期的表达持续维持在较高水平;蜂王体内的变化趋势与工蜂基本类似,所不同的是各阶段的表达量都显著高于工蜂,且在产卵王体内的表达显著高于处女蜂王;雄蜂体内ecr的表达在小幼虫时期稍高,但此后至蛹期都一直处于较低的表达水平,至蛹后期才稍有增加,但羽化后水平较低,老龄雄蜂体内又稍有提高。但usp在雄蜂体内的表达却基本呈现出与发育时期无关的高表达,大致为参照的283倍。ecr与usp在三型蜂体内的这种表达模式揭示了MH不仅调控蜜蜂生长发育、蜕皮变态,还可能与蜜蜂的生殖有关,而usp在雄蜂体内的表达说明USP除了与Ec R组成活性复合体参与MH调控蜕皮与生殖外,还可能具有其他的生物学功能。该结果为进一步研究蜕皮激素及其效应因子的生物学功能提供了依据。

关键词：西方蜜蜂级型蜕皮激素受体超气门蛋白荧光定量PCR

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西方蜜蜂抗螨蜂种子代形态测定分析

西南农业学报 2014年第5期27卷 2240-2245页

作者：张祖芸罗凌娟宋文菲余玉生杨爽杨娟张学文云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所云南蒙自661101 云南商务信息工程学校云南昆明650204

蜜蜂外部形态特征是蜜蜂分类鉴别的重要依据,而且形态特征与蜂群的经济性能紧密相关,因此,在抗螨蜜蜂遗传育种上可作为遗传标记辅助相关生产性状的选育。本实验采集西方蜜蜂抗螨蜂种子一代和子二代与本地意蜂、浙大蜜浆高产蜂种4个类型... 详细信息

蜜蜂外部形态特征是蜜蜂分类鉴别的重要依据,而且形态特征与蜂群的经济性能紧密相关,因此,在抗螨蜜蜂遗传育种上可作为遗传标记辅助相关生产性状的选育。本实验采集西方蜜蜂抗螨蜂种子一代和子二代与本地意蜂、浙大蜜浆高产蜂种4个类型共20群蜜蜂样本,每群测定分析15只,每只工蜂共有38个测定的形态指标。结果表明抗螨蜂种子代在形态特征上与本地意蜂和浙大蜜浆高产蜂种存在显著差异;区辨和聚类分析得出,抗螨蜂种子代之间为一个类群,与浙大蜜浆高产蜂种聚为一个分支,与本地意蜂相对分开。

关键词：西方蜜蜂抗螨蜂种子代形态学

西方蜜蜂表皮蛋白基因apd-like转录起始位点的定位及cDNA序列的分析

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昆虫学报 2011年第2期54卷 224-231页

作者：孙亮先黄周英郑华军游燕琳泉州师范学院分子生物学与药物化学福建省高等学校重点实验室福建泉州362000 国家人类基因组南方研究中心上海201203

Apidermin蛋白家族是根据蜜蜂表皮蛋白apidermin1-3(APD1-3)而命名的一个新型的昆虫结构性表皮蛋白家族。为了鉴定西方蜜蜂Apis mellifera基因组序列上毗邻基因簇apd1-3的一个预测基因座LOC727145是否为一个新的apd基因,本研究在用5′Lo... 详细信息

Apidermin蛋白家族是根据蜜蜂表皮蛋白apidermin1-3(APD1-3)而命名的一个新型的昆虫结构性表皮蛋白家族。为了鉴定西方蜜蜂Apis mellifera基因组序列上毗邻基因簇apd1-3的一个预测基因座LOC727145是否为一个新的apd基因,本研究在用5′LongSAGE标签定位该基因的转录起始位点(TSS)的基础上,利用其中的3条5′LongSAGE标签序列作为上游引物,通过RT-PCR方法克隆了该基因的cDNA序列(GenBank登录号:GU358197,GU358199,GU358198)。生物信息学分析发现,基因座LOC727145含有2个外显子和1个"GT-AG"型内含子,其cDNA序列富含GC(70%),可编码一条长152aa残基的高度疏水性多肽。此多肽序列的氨基酸组成与蜜蜂APD1-3表皮蛋白类似,富含Ala,Gly,Pro,Leu和Val5种氨基酸(占77%),其中Ala残基含量最高(29%)。该多肽序列与蜜蜂APD-1表皮蛋白序列的相似性为50%,且其N末端的预测信号肽序列与APD蛋白的信号肽序列类似。5′LongSAGE标签的基因组定位结果显示,基因座LOC727145在雄蜂头部中表达丰度很高,RNA PolⅡ可从6个不同的TSS上以不同效率起始转录,其中由一个优势TSS上起始了90%的转录。本研究为apidermin表皮蛋白家族增添了一个新成员,命名为apidermin-like(apd-like)。

关键词：西方蜜蜂 5′LongSAGE 表皮蛋白 apd-like基因转录起始位点(TSS)