蜂王浆高产蜜蜂与意大利蜜蜂哺育蜂唾液腺蛋白质组分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 王荣华

作者： 王荣华;孟丽峰;冯毛;房宇;魏俏红;马贝贝;钟未来;李建科

作者机构：

关键词： 唾液腺;蛋白质组;蜂王浆高产蜜蜂;意大利蜜蜂;蜂王浆;分泌性蛋白

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2022 年 55 卷 013 期

页码： 2667-2684

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]比较蜂王浆高产蜜蜂(浆蜂,Apismellifera liguatica)和意大利蜜蜂(意蜂,Apis mellifera liguatica)哺育蜂头唾腺、胸唾腺的蛋白质组差异,揭示唾液腺调控蜂王浆生产的分子基础,为解析浆蜂蜂王浆高产机理提供依据.[方法]解剖浆蜂、意蜂哺育蜂头唾腺和胸唾腺,提取蛋白质、液内酶切并进行液相色谱与串联质谱蛋白质组分析.采用MaxQuant软件对质谱数据定量和定性分析,利用Perseus软件对结果进行生物信息学分析.使用SignalP预测分泌性蛋白.利用ClueGO软件对唾液腺蛋白质组进行生物学进程和代谢通路富集分析.[结果]浆蜂和意蜂哺育蜂唾液腺共鉴定到2 335个蛋白,其中头唾腺1 823个,胸唾腺1 922个.浆蜂、意蜂头唾腺和胸唾腺核心蛋白表达谱相似,主要参与RNA代谢、核酸代谢、ATP代谢、蛋白质的翻译、翻译调控和分解代谢,为腺体行使生物学功能提供了必要的代谢能和核酸、蛋白质等原料.浆蜂、意蜂哺育蜂头唾腺和胸唾腺主成分分析(PCA)显示二者唾液腺分子基础在选育过程中出现了一定程度的分化.意蜂、浆蜂头唾腺分别上调表达254和333个蛋白,意蜂小分子、碳水化合物代谢等通路上调,浆蜂有机氮化合物合成、细胞氧化还原稳态、氨基酸代谢、氧化还原等通路上调,证明浆蜂头唾腺细胞蛋白质合成、氨基酸代谢旺盛、供能加强.意蜂、浆蜂胸唾腺分别上调表达412和162个蛋白,意蜂氧化磷酸化、翻译调控等通路上调,浆蜂氧化磷酸化、对有毒物质的反应等通路上调,说明浆蜂胸唾腺细胞抗逆水平提高.浆蜂、意蜂唾液腺共鉴定到43个分泌性蛋白,其中有15个也在蜂王浆中得到鉴定,蜂王浆主蛋白1、2、3、4、5、7同时在头唾腺和胸唾腺中检出,表明头唾腺和胸唾腺均参与了蜂王浆主蛋白的合成;参与花蜜转化的α-葡萄糖苷酶和参与化学信息素合成与释放的气味结合蛋白3、13、17、21同时在头唾腺和胸唾腺中检出,为花蜜转化和信息素合成奠定了基础.蜂王浆主蛋白1、2、3、7,昆虫储存蛋白70a、110,气味结合蛋白3、13、17、21以及与幼虫先天免疫紧密相关的转铁蛋白、载脂蛋白Ⅲ样蛋白均在浆蜂唾液腺中高表达,说明浆蜂唾液腺信息素和蜂王浆蛋白质合成较意蜂旺盛.[结论]浆蜂、意蜂唾液腺具有相似的核心蛋白质组以保证蜂王浆蛋白质、信息素和转化酶的合成与分泌.经过长期选育,浆蜂、意蜂唾液腺分子基础出现差异,浆蜂哺育蜂唾液腺较意蜂蛋白质合成、氨基酸代谢旺盛,细胞供能、抗逆性加强且分泌性蛋白普遍在浆蜂唾液腺上调表达,为浆蜂提供了更加持久和高效的蛋白质合成系统,促成了蜂王浆的高产.

分类号： S896.3

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