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意大利蜜蜂AmMETTL3基因的分子克隆与表达模式

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中国农业大学学报 2024年第1期29卷 99-108页

作者：刘小玉刘治滩荆欣冯佩林高旭泽吴鹰李琪明樊念陈大福付中民郭睿福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福州350002 福建省蜂疗研究所福州350002

为克隆意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)的AmMETTL3基因,解析AmMETTL3蛋白的分子特性,并测定AmMETTL3在工蜂不同组织及发育时期的表达谱。通过PCR扩增AmMETTL3的CDS并进行Sanger测序验证;使用相关生物信息学软件预测AmMETTL3的理... 详细信息

为克隆意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)的AmMETTL3基因,解析AmMETTL3蛋白的分子特性,并测定AmMETTL3在工蜂不同组织及发育时期的表达谱。通过PCR扩增AmMETTL3的CDS并进行Sanger测序验证;使用相关生物信息学软件预测AmMETTL3的理化性质和分子特性,鉴定METTL3的结构域和保守基序,并构建系统进化树;采用RT-qPCR检测AmMETTL3在工蜂7个组织及5个不同发育时期的相对表达量。结果表明:成功克隆到AmMETTL3的CDS并发现AmMETTL3不含典型的跨膜结构域和信号肽;METTL3在各种昆虫中高度保守且含1个MT-A70结构域和3个相同的保守基序;AmMETTL3与东方蜜蜂METTL3的亲缘关系最近;相较于触角中的表达量,AmMETTL3的表达量在咽下腺中极显著上调(P蜂体内的表达量极显著(P蜂体内的表达量。研究结果为深入探究AmMETTL3的功能及其参与的表观调控机制提供了参考和依据。

关键词：意大利蜜蜂 N6-甲基腺苷甲基化转移酶3 MT-A70 分子特性表达模式

东方蜜蜂微孢子虫nce-miR-11248及其靶基因SGT1的生物信息学和表达谱研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 32-39页

作者：张凯遥赵浩东张艺琼赵萧高旭泽邹培缘张奎昊陈大福郭睿牛庆生福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建福州350002 福建省蜂疗研究所福建福州350002 吉林省养蜂科学研究所吉林吉林132000

【目的】对前期鉴定所获得的东方蜜蜂微孢子虫的nce-miR-11248进行表达和序列验证,预测、分析其靶基因,并检测nce-miR-11248及其靶基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程中的表达谱,为进一步开展nce-miR-11248调控东方蜜蜂微孢... 详细信息

【目的】对前期鉴定所获得的东方蜜蜂微孢子虫的nce-miR-11248进行表达和序列验证,预测、分析其靶基因,并检测nce-miR-11248及其靶基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程中的表达谱,为进一步开展nce-miR-11248调控东方蜜蜂微孢子虫侵染的功能及作用机制研究提供参考。【方法】利用Stem-loop RT-PCR和Sanger测序验证nce-miR-11248的真实性;利用相关生物信息学软件预测nce-miR-11248的靶基因,并分析其编码蛋白的分子特性;使用MEME和TBtools软件预测SGT1蛋白的保守基序和结构域,通过Mega 11.0软件进行氨基酸序列多重比对,采用邻接法构建系统进化树。采集东方蜜蜂微孢子虫孢子侵染1,2,4,6和8 d的意蜂工蜂中肠组织,采用RT-qPCR检测nce-miR-11248及其靶基因SGT1的表达谱。【结果】nce-miR-11248在东方蜜蜂微孢子虫孢子中真实存在,其序列长度为25 bp。nce-miR-11248的靶基因为SGT1。SGT1蛋白分子式为C_(765)H_(1213)N_(195)O_(241)S_(4),分子质量约为17.10 ku,脂溶系数为82.67,等电点为5.50,亲水系数为-0.709,不含典型的信号肽和跨膜结构域,可同时定位于细胞核、线粒体和过氧化物酶体。东方蜜蜂微孢子虫、家蚕微孢子虫、泛胞虫、肠脑炎微孢子虫和蚱蜢脑炎微孢子虫的SGT1中均含有4个保守基序(Motif 1、Motif 2、Motif 3和Motif 4)和1个结构域(SGT1超家族结构域)。东方蜜蜂微孢子虫、家蚕微孢子虫、肠脑炎微孢子虫和蚱蜢脑炎微孢子虫的SGT1聚为一支,且东方蜜蜂微孢子虫与家蚕微孢子虫的SGT1进化距离最近。相较于侵染东方蜜蜂微孢子虫后1 d,侵染后2,4,6和8 d nce-miR-11248的表达量均显著下调(P蜂微孢子虫孢子中真实存在;东方蜜蜂微孢子虫与家蚕微孢子虫的SGT1亲缘关系最近;随着侵染时间的延长,nce-miR-11248及其靶基因SGT1在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程中的表达量均呈持续下降;nce-miR-11248和SGT1是潜在的参与调控微孢子虫侵染过程的因子。

关键词：东方蜜蜂微孢子虫意大利蜜蜂 nce-miR-11248 SGT1基因表达谱

意大利蜜蜂MAPK信号通路相关基因和全长转录本鉴定及分析

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应用昆虫学报 2024年第2期61卷 246-257页

作者：范小雪荆欣康婧高旭泽张艺琼姚雨彤毛予立牛庆生陈大福付中民郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院天然生物毒素国家地方联合工程实验室福建省蜂疗研究所吉林省养蜂科学研究所

【目的】利用纳米孔（Nanopore）测序数据鉴定意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen activated protein kinase,MAPK）信号通路相关基因和全长转录本，并发掘MAPK信号通路相关基因的可变多聚腺苷酸化（Altern... 详细信息

【目的】利用纳米孔（Nanopore）测序数据鉴定意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen activated protein kinase,MAPK）信号通路相关基因和全长转录本，并发掘MAPK信号通路相关基因的可变多聚腺苷酸化（Alternativepolyadenylation,APA）位点及可变剪接（Alternative splicing,AS）事件，以期加深对意大利蜜蜂MAPK信号通路的认识，为持续深入开展相关基因和剪接体（Isoform）的功能研究提供数据资源和基础。【方法】采用Blast工具将所有全长转录本比对到Nr数据库和KEGG数据库，再根据注释信息筛选出MAPK信号通路相关基因和全长转录本。利用gffcompare软件将MAPK信号通路相关全长转录本与西方蜜蜂参考基因组（Amel＿HAv3.1）上注释的转录本进行比较以优化已注释基因结构。采用TAPIS pipeline预测APA位点，并通过MEME软件鉴定所有APA位点上游50 bp的基序（motif）。使用Astalavista软件鉴定AS事件并统计不同类型的AS事件数目。通过PCR验证MAPK信号通路相关基因的AS事件。【结果】共鉴定到意大利蜜蜂MAPK信号通路相关的83个基因与443条全长转录本。同时延长了1个基因的5′UTR和3′UTR，延长了12个基因的5′UTR，延长了10个基因的3′UTR。共鉴定到52个MAPK信号通路相关基因含有1个及以上的APA位点，并在APA位点上游鉴定到2个motif。共鉴定到MAPK信号通路相关的13个基因的21次AS事件，其中最丰富的类型为外显子跳跃（Exonskipping,ES）。PCR结果证实了骨形态发生蛋白受体1b基因的4次ES事件和EtsDNA结合蛋白pokkuri基因的1次ES事件的真实性。【结论】首次鉴定到意大利蜜蜂MAPK信号通路相关的83个基因和446条全长转录本，优化了该信号通路中西方蜜蜂参考基因组已注释的21个基因的结构，发掘出MAPK信号通路相关基因的406个APA位点和52次AS事件，证实了MAPK信号通路相关基因AS事件的真实性。

关键词：意大利蜜蜂 MAPK信号通路全长转录本可变剪接可变多聚腺苷酸化

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农机科研院所科技人才培育策略研究——以福建省农业机械化研究所为例

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机电技术 2024年第4期 111-113页

作者：詹何为段梦媛张姣程德明福建省农业机械化研究所福州350005

农机科研院所是实现农业装备现代化的重要科技力量,在维护粮食安全、创新驱动发展、支撑乡村振兴等方面发挥着重要作用,科技人才培育已成为农机科研院所持续发展战略的核心组成部分。文章以福建省农业机械化研究所人才培育的现状为例,... 详细信息

农机科研院所是实现农业装备现代化的重要科技力量,在维护粮食安全、创新驱动发展、支撑乡村振兴等方面发挥着重要作用,科技人才培育已成为农机科研院所持续发展战略的核心组成部分。文章以福建省农业机械化研究所人才培育的现状为例,剖析人才培育中存在的问题,研究农机科研院所科技人才的培育策略,以提高农机科研院所科技人才培育水平。

关键词：农机科研院所人才培育对策

基于代谢组学和网络药理学的橄榄类黄酮组分评价

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食品科学 2024年第12期45卷 42-51页

作者：赖瑞联沈朝贵龙宇林炎娟韦晓霞吴如健福建省农业科学院果树研究所福建福州350013

目的:探究橄榄类黄酮组分的潜在功效及其在不同种质资源中的差异。方法:通过网络药理学和分子对接技术挖掘橄榄功效类黄酮组分,并结合代谢组学评价橄榄种质资源中类黄酮组分的积累水平。结果:从橄榄中鉴定获得44种类黄酮组分,基于TCMSP... 详细信息

目的:探究橄榄类黄酮组分的潜在功效及其在不同种质资源中的差异。方法:通过网络药理学和分子对接技术挖掘橄榄功效类黄酮组分,并结合代谢组学评价橄榄种质资源中类黄酮组分的积累水平。结果:从橄榄中鉴定获得44种类黄酮组分,基于TCMSP数据库、类药性和口服生物利用度筛选获得18种潜在的功效类黄酮组分及对应的180个作用靶点,其中木犀草素、槲皮素、儿茶素和表儿茶素是潜在影响橄榄药理活性的重要化学物质。基于类黄酮组分与靶点连通度筛选的35个关键作用靶点共富集到348条基因本体通路和136条京都基因与基因组百科全书信号通路,涉及抗癌、抗病毒、抗菌消炎、调节血糖和保护肝脏等药理活性。通过分子对接及可视化分析表明,所筛选的橄榄功效类黄酮组分能与关键作用靶点稳定结合。结论:代谢组学和网络药理学可为橄榄药用价值开发提供依据,橄榄类黄酮组分通过多成分-多靶点-多通路协同作用发挥多样化的药理作用。

关键词：橄榄种质资源代谢组学网络药理学类黄酮

西方蜜蜂CKI1蛋白的分子特征和基因时空表达谱

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环境昆虫学报 2024年

作者：邹培缘臧贺董舒楠叶道有杜丽婷邱剑丰付中民陈大福郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院天然生物毒素国家地方联合工程实验室福建省蜂疗研究所

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1（Cyclin dependent kinase inhibitor1， CKI1）基因AmCKI1进行表达验证，并解析AmCKI1蛋白的理化性质和分子特征，进而测定工蜂不同组织和发育阶段AmCKI1的表达谱，旨... 详细信息

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1（Cyclin dependent kinase inhibitor1， CKI1）基因AmCKI1进行表达验证，并解析AmCKI1蛋白的理化性质和分子特征，进而测定工蜂不同组织和发育阶段AmCKI1的表达谱，旨在为进一步的功能研究提供参考和基础。通过PCR和Sanger测序验证AmCKI1的表达。使用相关软件预测AmCKI1的理化性质和分子特征，并进行系统进化分析。采用RT-qPCR检测AmCKI1在工蜂的触角、脑、咽下腺、中肠、毒腺、表皮和脂肪体等7个不同组织，卵、幼虫、预蛹、蛹和1、2、6、12、15和17日龄成虫中的相对表达量。结果显示，AmCKI1在工蜂中真实表达。AmCKI1的分子式为C1104H1793N333O331S7，分子量约为25.26 kD，脂溶系数为71.88，等电点为10.18，平均亲水系数为-0.674，可同时定位于细胞核、线粒体和细胞质；AmCKI1含32个磷酸化位点，但不含典型的跨膜结构域和信号肽；西方蜜蜂和其他6种蜂的CKI1蛋白均包含1个CDI结构域和3个相同的保守基序；西方蜜蜂与小蜜蜂Apis florea的CKI同源性最高。AmCKI1在西方蜜蜂工蜂的脑、咽下腺、中肠、触角、毒腺、表皮和脂肪体中均有表达但表达量无显著差异（P>0.05）；AmCKI1在卵、3日龄幼虫、7和8日龄预蛹及12日龄蛹中差异表达，在卵和预蛹中的表达量显著高于3日龄幼虫和12日龄蛹中的表达量（P蜂的1、2、6、12、15和17日龄成虫体内差异表达，在17日龄成虫中的表达量最高且显著高于1、2、6、12和15日龄成虫体内的表达量。AmCKI1是潜在的胞内蛋白和亲水性蛋白，CKI1在西方蜜蜂、小蜜蜂、欧洲熊蜂Bombus terrestris、美洲东部熊蜂Bombus impatiens、黑大蜜蜂Apis laboriosa、东方蜜蜂Apis ceranae和大蜜蜂Apis dorsata中高度保守，西方蜜蜂与小蜜蜂的CKI1同源性最高，AmCKI1在工蜂卵和17日龄成虫中特异性高表达。

关键词：西方蜜蜂细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1 分子特征系统进化表达谱

利用中华蜜蜂工蜂幼虫肠道转录组纳米孔长读段数据完善东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释

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昆虫学报 2024年第3期67卷 346-357页

作者：李坤泽宋宇轩臧贺荆欣范小雪陈颖那志豪陈大福付中民郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院福州350002 天然生物毒素国家地方联合工程实验室福州350002 福建省蜂疗研究所福州350002

【目的】将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂***参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription factor,... 详细信息

【目的】将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂***参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription factor,TF)家族及成员的分析验证,完善现有的东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释。【方法】基于已获得的高质量的接种蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis的中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据,使用gffcompare软件将已鉴定到的全长转录本比对到东方蜜蜂参考基因组以优化已注释基因的结构;采用gffcompare软件鉴定参考基因组上未注释的新基因和新转录本,再通过比对Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库进行功能注释;使用MISA,TransDecoder v3.0.0和animalTFDB 2.0软件分别预测SSR位点、完整ORF和TF家族及成员。【结果】共对东方蜜蜂参考基因组上已注释的4648个基因结构进行了优化,对1336个基因同时延长了5′UTR和3′UTR,分别延长了1688个基因的5′UTR和1624个基因的3′UTR;共鉴定到2148个新基因,其中分别有818,298,587,359和333个新基因可注释到Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库;共鉴定到35432条新转录本,其中分别有30974,21222,29025,19852和9214条新转录本可注释到上述5个数据库;共发掘出22541个SSR位点,其中单、双、三和六碱基重复的SSR数量分别为12078,7140,2825和43个,混合SSR的数量为2964个,分布频率最高的类型是单碱基重复(153.37个/Mb);共预测到58个TF家族及1611个成员;共预测出28775个完整ORF,其中编码长度分布在100~200个氨基酸的ORF(38.99%)最多。【结论】研究结果优化了东方蜜蜂参考基因组上已注释基因的结构,并补充了参考基因组上未注释的新基因、新转录本、SSR、完整ORF及TF。

关键词：东方蜜蜂中华蜜蜂第三代测序技术纳米孔测序全长转录本转录组基因组

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中华蜜蜂工蜂幼虫肠道全长转录组构建与注释

昆虫学报 2024年第2期67卷 183-192页

作者：宋宇轩李坤泽臧贺荆欣范小雪邹培缘陈大福付中民郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院福州350002 天然生物毒素国家地方联合工程实验室福州350002 福建省蜂疗研究所福州350002

【目的】通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4, 5和6日龄幼虫肠道(... 详细信息

【目的】通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4, 5和6日龄幼虫肠道(分别为AcT4, AcT5和AcT6)进行转录组测序,鉴定全长转录本序列;将前期未接种蜜蜂球囊菌中华蜜蜂工蜂4, 5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据中鉴定到的全长转录本与上述鉴定到的全长转录本混合后滤除冗余全长转录本;将鉴定到的非冗余全长转录本比对Nr, KOG, eggNOG和GO数据库进行注释。采用CPC, CNCI, CPAT和Pfam 4种方法预测长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)。【结果】AcT4, AcT5和AcT6分别测得14 474 634, 10 461 827和11 890 978条原始读段(raw reads),分别包含11 898 582, 8 630 186和9 091 035条全长转录本,去冗余后分别鉴定到27 815, 21 781和20 004条非冗余全长转录本,N50长度分别为1 900, 1 961和2 294 bp,平均长度分别为1 534, 1 584和1 792 bp,最长读段长度分别为10 855, 10 837和10 887 bp。鉴定到40 562条去非冗余全长转录本,分别有35 415, 24 646, 34 054和23 053条转录本可分别注释到Nr, KOG, eggNOG和GO数据库。在Nr数据库中注释全长转录本数目和占比最高的物种是东方蜜蜂***(20 310条,57.35%),其次为西方蜜蜂***(4 686条转录本,占13.23%)、大蜜蜂***(2 536条转录本,占7.16%)和小蜜蜂***(2 079条转录本,占5.87%)。非冗余全长转录本可注释到eggNOG数据库中的未知功能及翻译后修饰、蛋白质更新和分子伴侣等25个功能分类、KOG数据库中的仅一般功能预测和信号转导机制等25个功能分类、GO数据库中生物学进程、细胞组分和分子功能三大类中的50个功能条目以及KEGG数据库中核糖体和RNA转运等196条通路。共鉴定到2 301条高可信度lncRNA,涉及正义链lncRNA、反义链lncRNA、内含子lncRNA和基因间区lncRNA 4种类型。【结论】成功构建和注释了中华蜜蜂工蜂幼虫肠道的首个全长转录组,为中华蜜蜂和东方蜜蜂***其他亚种的分子生物学及组学研究提供了高质量参考背景和关键基础。

关键词：东方蜜蜂中华蜜蜂蜜蜂球囊菌肠道全长转录组长链非编码RNA 第三代测序技术纳米孔测序

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意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道发育过程中lncRNA的表达谱和调控作用

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昆虫学报 2024年 1-13页

作者：赵浩东臧贺叶道有陈颖王宁吴鹰蒋海宾冯睿蓉陈大福熊翠玲郭睿福建农林大学蜂学与生物医药学院天然生物毒素国家地方联合工程实验室福建省蜂疗研究所吉林省养蜂科学研究所福建农业职业技术学院

[目的]解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道发育过程中的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)差异表达谱,并揭示差异表达lnc RNA (differentially expressed lncRNA,DElncRNA)在幼虫肠道发育中的调控作用。[方法]基于前期获得的意大利蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组数据(分别为Am4,Am5和Am6),利用相关软件筛选Am4vs Am5比较组和Am5 vs Am6比较组中的DElncRNA,分析DElncRNA和两个比较组中共同上调和下调lncRNA的顺式调控作用和竞争性内源RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)的调控作用。通过RTqPCR验证转录组数据的可靠性。[结果]在Am4 vs Am5比较组中筛选出214条上调和251条下调lncRNA,在Am5 vs Am6比较组中筛选出141条上调和332条下调lncRNA;两个比较组共有的上调和下调lncRNA分别为7和16条。Am4 vs Am5比较组中的DElncRNA潜在调控250个邻近基因,涉及细胞进程等28个GO条目及Wnt信号通路等58条KEGG通路;Am5vs Am6比较组中的DElncRNA潜在调控295个邻近基因,涉及细胞部分等35个GO条目及FoxO信号通路等73条KEGG通路;上述两个比较组中共有的7个上调lncRNA潜在调控10个邻近基因,涉及1个GO条目及代谢通路、谷胱甘肽代谢和核质转运等7条KEGG通路。共有的16个下调lncRNA潜在调控27个邻近基因,涉及8个GO条目及精氨酸生物合成、谷胱甘肽代谢和代谢通路等13条KEGG通路。此外,Am4 vs Am5比较组中的49条lncRNA可靶向16个DEmiRNA进而靶向122条DEmRNA,可注释到代谢进程等24个GO条目和Wnt信号通路等21条KEGG通路。Am5 vs Am6比较组中的38条DElncRNA可靶向8条DEmiRNA进而靶向67条DEmRNA,可注释到催化活性等21个GO条目和FoxO信号通路等10条KEGG通路;上述两个比较组共有的1条下调lncRNA MSTRG.10589.2可靶向ame-miR-6052和miR-511-y,进而靶向29条DEmRNA。RT-qPCR结果显示随机选取的7条DElncRNA的相对表达量与测序数据一致,证实了所用转录组数据的可靠性。[结论]意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道发育过程伴随着lncRNA的动态差异表达,DElncRNA可通过顺式作用和ceRNA网络潜在参与对幼虫肠道发育的调控,在幼虫肠道发育中潜在发挥重要的调控作用。

关键词：意大利蜜蜂工蜂幼虫长链非编码RNA 肠道发育