论文部分内容阅读
蜜蜂是一种真社会性昆虫,它们资源共享、分工明确以及信息交流准确。蜜蜂不仅是一种重要授粉昆虫,在农业提质增产和全球生态平衡维持上都具有重要作用,还是一种典型的模式昆虫,对研究社会行为学特性有重要意义。本论文所有实验蜜蜂均为西方蜜蜂。实验一:移工蜂巢房中卵、1日龄幼虫、2日龄幼虫和3日龄幼虫进行人工培育蜂王,测定与蜂王发育相关的5个指标(封盖王台长度、王台中王浆剩余量、蜂王发育时长,蜂王初生重,蜂王卵巢管数)。利用Agena Mass ARRAY~?Methylation分析技术,对5个蜂王发育相关基因(Cyt P450、Defensin-1、Dynactin P62、JH和Vg)14个DNA片段进行单基因甲基化检测。结果表明:随着移虫日龄增加,培育蜂王的质量下降;但4个实验组(E、L1、L2、L3)5个基因的14个DNA片段的甲基化水平都差异不显著。实验二:取样方法同实验一。取样后,利用Illumina高通量测序平台对蜂王样品进行转录组测序。结果表明:随着移虫日龄的增加,移虫培育的蜂王与移卵培育的蜂王之间的差异表达(Differentially expressed genes,DEGs)基因数量逐步增多,且有大量涉及免疫、代谢、个体发育、繁殖、寿命等重要途径的基因表达下调。另外4个实验组组内都具有差异显著的5种可变剪接,可能调控基因表达。实验三:移卵、1日龄幼虫、2日龄幼虫和3日龄幼虫进行人工培育蜂王,测定与蜂王发育相关的4个指标(封盖王台长度、王台中王浆剩余量、蜂王初生重,蜂王卵巢管数),同时利用全基因组Bisulfite甲基化测序技术,对人工培育的蜂王进行全基因组DNA甲基化测序。结果表明:蜂王质量随着移虫日龄的增加而降低;随着移虫日龄的增加,移虫培育的蜂王与移卵培育的蜂王之间的差异甲基化(differentially methylated genes,DMGs)基因数量逐步增多,差异甲基化基因涉及蜂王的级型分化通路、寿命、免疫、身体发育或代谢等重要途径。实验四:移卵、1日龄幼虫和2日龄幼虫进行连续4代的人工培育蜂王,测定与蜂王发育相关的4个指标(同实验三),用全基因组Bisulfite甲基化测序技术,对4代人工培育的蜂王进行全基因组DNA甲基化测序。结果表明:四代蜂王中均是E组育王方式培育的蜂王质量最好,L2组最差。同代比较中,E组、L1组、L2组之间全基因组甲基化水平都不存在差异显著。但是以G0为参照的结果表明L2组DNA甲基化积累速度要比E组、L1组快。另外还发现:G1-G4代内比较时,L1 vs E和L2 vs E的蜂王DMG数量随着代数增加而具有累积效应趋势。G1-G4代代间比较时,同种育王方式下,E组随着代数增加DMG数量非常稳定,而L1和L2组随着代数的增加DMG数量也增加。许多参与蜜蜂级型分化,生长发育和代谢的重要基因在外显子上的总体DNA甲基化水平都显示出随着世代增加而增加的现象,这表明蜜蜂DNA甲基化具有累代效应。