低温胁迫对意大利蜜蜂工蜂封盖子发育的影响及机理研究

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温度是影响蜜蜂发育的重要生态因子。本学位论文以意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂封盖子为研究对象,探索蜜蜂不同发育时期的工蜂封盖子在低温胁迫20℃条件下对其发育的影响,并从转录组和酶的角度阐明低温影响蜜蜂发育的分子机理。研究温度胁迫对蜜蜂不同发育阶段的影响是蜜蜂生态学和蜜蜂发育生物学的重要组成部分,为提高蜜蜂饲养管理策略提供重要的理论基础。从封盖子死亡率、初生重、发育历期,以及羽化蜜蜂的寿命、9个外部形态指标、翅脉形态、转录组和酶等方面全面评价了低温20℃处理不同时间12-96 h(12h为间隔)对12个不同发育时期封盖子的影响。蜜蜂封盖子在低温胁迫下均受到影响。不同发育时期封盖子经低温胁迫后受到的影响程度不同。封盖后2-3 d的预蛹受低温的影响最大。预蛹经低温胁迫后死亡率显著上升,LT50和全部致死时间最短。右后足股节长、胫节长和基跗节长显著减小。翅脉易出现异常类型,翅脉增加或翅脉缺失。抗氧化酶类POD活性显著低于对照组。通过转录组的研究发现,变态时期进行低温4 h处理以及低温恢复2 h后与发育和压力相关的基因会上调表达,与蛋白水解和代谢相关的基因会下调表达,并富集了 3 个关键信号传导通路:Phototransduction-fly、Wnt signaling pathyway 和Facal adhesion。封盖后8-9 d的蛹中期是最耐低温的阶段。它们在低温处理后的死亡率一直保持较低水平,处理84 h仍与对照组差异不显著,其羽化蜜蜂成虫的寿命长于其他日龄处理组。初生重、外部形态指标几乎不受影响。翅脉也较少出现异常现象。抗氧化酶类POD的活性显著高于对照组。此外,低温胁迫会导致封盖幼虫出现头朝巢房底部的“倒置”现象。封盖后8-36 h幼虫受低温胁迫后易发生此现象,最短低温处理时间是10 min。当处理时间大于或等于60 min,倒置率会显著提高,处理时间达36 h的比例可达40%左右。低温胁迫导致不同发育时期工蜂封盖子发育历期延长,发育速率减慢,代谢水平减缓。延长的发育历期(y)与处理时间(x)呈高度正相关:y=0.037x+0.034,R2=0.9994。敏感阶段和耐低温阶段经20℃处理后海藻糖酶THL活性均下降,说明低温降低了封盖子发育的代谢水平。
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