【摘要】：上顎腺是蜜蜂重要的外分泌腺體,其分泌物是維系蜂群社會性結構的重要物質。蜂王和工蜂上顎腺分泌物合成均以硬脂酸為合成前體,但在合成過程中表現(xiàn)出級型差異性,導致分泌物的組分產生差異。蜂王上顎腺分泌物以9-羰基-2癸烯酸(9-ODA)為主,有吸引工蜂和雄蜂、抑制工蜂卵巢發(fā)育等作用;工蜂上顎腺分泌物以10-羥基-2癸烯酸(10-HDA)和10-羥基癸酸(10-HDAA)為主,是蜂王漿的重要組成部分。研究蜜蜂上顎腺中基因的表達與調控,對揭示上顎腺分泌物合成的分子機制和深入了解上顎腺分泌物級型差異形成的分子機制有著重要的意義。本研究采用高通量測序技術,比較了意大利蜜蜂(Apismellifera ligustica)成熟蜂王上顎腺、正常蜂群工蜂上顎腺和無王蜂群產卵工蜂上顎腺的基因表達譜,以尋找蜜蜂上顎腺分泌物合成相關的關鍵基因;在此基礎上我們利用RNA干擾技術敲降基因表達,進一步驗證了特定基因在工蜂上顎腺分泌物合成過程中的作用。工蜂上顎腺分泌的10-HDA是蜂王漿中重要的脂肪酸成分,是蜂王漿質量控制的主要技術指標,同時也是蜂王漿定價的決定性因素之一,因此研究工蜂上顎腺的分泌規(guī)律與調控,在養(yǎng)蜂生產上有著重要的作用。本研究分析了工蜂上顎腺分泌物合成相關基因在不同日齡工蜂上顎腺中的表達模式,同時比較了不同營養(yǎng)條件下籠養(yǎng)工蜂上顎腺的基因表達譜,以期從分子水平上說明日齡和營養(yǎng)條件對工蜂上顎腺分泌能力的影響。主要研究結果如下:(1)蜜蜂上楴腺分泌物生物合成分子機制研究上楴腺是蜜蜂重要的外分泌腺,其分泌物在組成和功能上有著明顯的級型差異。本研究首次利用高通量測序技術對意大利蜜蜂成熟蜂王、有王群正常工蜂和無王群中卵巢發(fā)育工蜂的上顎腺基因表達譜進行了檢測,以獲取蜜蜂上顎腺分泌物合成相關的候選基因。在這3個樣本之間共檢測到5457個差異表達基因,其中2629個基因在蜂王和正常工蜂間差異表達,在兩種工蜂樣本間則有2761個差異表達基因,而在失王工蜂和蜂王樣本間檢測到4662個差異表達基因。在這些差異表達基因中我們發(fā)現(xiàn)了多個可能與上顎腺中脂肪酸類分泌物合成相關的基因,涉及脂肪酸的羥基化、降解代謝與末端羥基修飾等多個過程,初步揭示了西方蜜蜂上顎腺的基因表達譜和上顎腺分泌物生物合成的相關分子基礎。(2)蜜蜂上額腺分泌物合成相關細胞色素P450基因的篩選在上顎腺脂肪酸分泌合成的過程中,細胞色素P450氧化酶系催化的硬脂酸末端羥基化是整個反應的起始步驟。為了探明參與這一合成過程的細胞色素P450,本實驗在上一章節(jié)研究的基礎上,檢測比較了 6個細胞色素P450在蜜蜂不同級型、不同生活階段和不同組織間的表達模式。結果顯示CYP6AS8和CYP6AS11分別在工蜂和成熟蜂王的上顎腺中高豐度表達,并且在級型間有著顯著的差異,證明這兩個基因與上顎腺的功能有著密切的關系。進一步,我們使用RNA干擾技術敲降了C PYAS8基因在工蜂上楴腺中的表達,以明確CYP6AS8在工蜂上顎腺中的功能。實驗結果顯示,敲降CYP6AS8基因的表達后,工蜂上顎腺中10-HDA的合成水平也隨之顯著降低,證明CYP6AS8與工蜂上顎腺分泌物合成有著密切的聯(lián)系。(3)不同日齡工蜂上顎腺中10-HDA合成相關基因表達模式研究工蜂上顎腺是蜂王漿中重要功能活性物質10-HDA的主要分泌器官,研究工蜂上顎腺分泌能力的變化規(guī)律在養(yǎng)蜂生產上有著重要的意義和價值。我們使用熒光定量PCR技術檢測比較了與10-HDA合成相關關鍵基因:CYP6AS8、CPTI、ACOX1和ACOX3,以及在上顎腺中高豐度表達基因:CSP3和mrjp1在不同日齡工蜂上顎腺中的表達規(guī)律。結果顯示,隨著工蜂日齡的增長,除mrjp1外,CYP6AS8、CPTI、ACOX1、ACOX3和CSP3在工蜂上顎腺中的表達基本保持穩(wěn)定,顯示工蜂上顎腺的分泌物合成分泌能力不會隨工蜂日齡的變化發(fā)生明顯的改變。(4)不同營養(yǎng)條件對工蜂上顎腺合成能力及其相關基因表達研究蜜蜂的營養(yǎng)水平對蜜蜂腺體的發(fā)育和分泌能力有著顯著的影響。通過人為控制工蜂日糧營養(yǎng)條件,我們探索了工蜂日糧營養(yǎng)水平對上顎腺分泌能力的影響。使用氣相色譜測定了不同營養(yǎng)條件下工蜂上顎腺中10-HDA的分泌情況,同時利用高通量測序技術測定正常飼養(yǎng)工蜂和限制營養(yǎng)工蜂上顎腺的轉錄組,比較了不同營養(yǎng)條件下工蜂上顎腺基因的表達情況。在缺乏營養(yǎng)的條件下,工蜂上顎腺的10-HDA合成有著顯著地下降;而轉錄組數(shù)據(jù)顯示,與10-HDA合成相關的基因卻表現(xiàn)出了上調的趨勢。綜上所述,本論文系統(tǒng)研究了上顎腺分泌物合成的分子機制,確定了參與工蜂上顎腺分泌物合成的細胞色素P450,有助于進一步深入研究上顎腺功能級型差異的分子基礎;通過研究日齡和營養(yǎng)條件對工蜂上顎腺基因表達的影響,為研究西方蜜蜂工蜂上顎腺分泌能力的調控提供了線索。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S891
【圖文】：

ｄｅｃｅｎｏｉｃ邋ａｃｉｄ，邋（Ｒ，Ｓ）－９－ＨＤＡ邋）、對經基苯甲酸甲醋（ｍｅｔｈｙｌ－ｐ－ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅ，逡逑ＨＯＢ）、４－經基－３－甲氧基苯乙醇（４－ｈｙｄｒｏｘｙ－３－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌｅｔｈａｎｏｌ，ＨＶＡ）等逡逑（Ｓｌｅｓｓｏｒｅｔａｌ．邋１９８８；邋Ｓｌｅｓｓｏｒｅｔａｌ．邋１９９０）（圖１－２），這些物質統(tǒng)稱為蜂王上額腺信息逡逑素（ｑｕｅｅｎ邋ｍａｎｄｉｂｕｌａｒ邋ｐｈｅｒｏｍｏｎｅ，邋ＱＭＰ），其在蜂群發(fā)展和群內調控中發(fā)揮極其重逡逑要的作用。此外，蜂王上楴腺還會分泌少量ｃｏ位功能化脂肪酸（Ｐｌｅｔｔｎｅｒｅｔａｌ．邋１９９７）。逡逑９邐Ｏ邐ＯＨ邐Ｏ逡逑，丨邐，人、、／八？義、0Ｈ逡逑９－餓貓－２癸烯酸９－ＯＤＡ邐９－羥基－２癸烯酸（／？，Ｓ）－９－ＨＤＡ逡逑0、邐９＾ｏｈ逡逑０＇＾／邋ＣＨ３邐N逡逑ＯＨ邐ＯＨ逡逑對Ｋ基苯１ｉ１酸中酯ＨＯＢ邐４－徑基－３－甲氧葙苯乙？邋ＨＶＡ逡逑圖１－２蜂王上顎腺分泌物主要成分逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｍａｊｏｒ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｍａｎｄｉｂｕｌａｒ邋ｇｌａｎｄ邋ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｈｏｎｅｙ邋ｂｅｅ邋ｑｕｅｅｎ逡逑３逡逑

工蜂上楴腺分泌物的主要成分為１０－輕基－２癸Zf酸（１０－ｈｙｄｒｏｘｙ－２（Ｅ）－ｄｅｃｅｎｏｉｃ逡逑ａｃｉｄ，邋１０－ＨＤＡ）、１０－經基癸酸（１０－ｈｙｄｒｏｘｙ－ｄｅｃａｎｏｉｃａｃｉｄ，１０－ＨＤＡＡ）和邋８－輕基辛逡逑酸（８－ｈｙｄｒｏｘｙｏｃｔａｎｏｉｃａｃｉｄ，８－ＨＯＡＡ）等ｃｏ位功能化脂肪酸（圖１－３）。針對工蜂逡逑上顎腺分泌規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，上顎腺中Ｉ０－ＨＤＡ的含量隨日齡增長逐漸遞增逡逑（Ｙａｎｇｅｔａｌ．２０１７；黃少康ｅｔａｌ．２０１０），這與上顎腺的發(fā)育變化相一致（Ｖａｌｌｅｔｅｔａｌ．逡逑１９９１）。逡逑工蜂上楩腺是蜂王漿中脂肪酸成分的最主要來源（Ｉｓｉｄｏｒｏｖ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２００９），對蜂逡逑王漿的品質有著極大影響。蜂王漿是工蜂上楴腺、咽下腺和唾液腺共同分泌的一逡逑種蜜蜂產品，在蜂群中主要被用于飼喂蜂王、蜂王幼蟲和３日齡以內工蜂幼蟲，逡逑其脂肪酸成分在蜂群營養(yǎng)（Ｃｒａｉｌｓｈｅｉｍ邋１９９２）和幼蟲發(fā)育（Ｋｉｎｏｓｈｉｔａａｎｄ邋Ｓｈｕｅｌ邋１９７５）逡逑等方面有重要作用。同時，蜂王漿作為一種高價值的保健食品，其中的脂肪酸還逡逑具有抗菌（Ｂｌｕｍｅｔａｌ．邋１９５９）、免疫調節(jié)、抗癌癥（Ｌｉｅｔａｌ．２０１３）、調節(jié)細胞生長和逡逑分化（１＾１１0１＾１３丨＿２００７；１＾0＞＾－］＼４丨３＾＾６１３１．２００４）等功能。此外，工蜂還將１０－１？八逡逑摻入到蜂糧中（Ｉｓｉｄｏｒｏｖ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２０１１），以抑制花粉萌發(fā)（Ｉｗａｎａｍｉ邋ｅｔ邋ａｌ．邋１９７９）和細菌增逡逑殖（Ｅｓｈｒａｇｈｉ邋ａｎｄ邋Ｓｅｉｆｏｌｌａｈｉ邋２００３）。逡逑隨著年齡和勞動分工的變化

從化學合成的角度闡述了上顎腺脂肪酸分泌物的合成過程。研究結果顯示，逡逑在蜂王和工蜂上顎腺中，脂肪酸分泌物的合成均經過羥基化、（３氧化和功能基團逡逑修飾３個步驟（圖１－４）。逡逑在測試多種脂肪酸后，Ｐｌｅｔｔｎｅｒ等（１９９５）確定硬脂酸是上顎腺合成分泌物的最逡逑適合成前體。通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，硬脂酸的來源主要有兩種，一是外源性攝入逡逑后，直接進入上顎腺參與合成；二是以乙酸等短鏈脂肪酸為原料，在上顎腺中從逡逑頭合成（Ｐｌｅｔｔｎｅｒ邋ｅｔａｌ．邋１９９８）。逡逑硬脂酸首先發(fā)生ＣＯ位或Ｃ０－１位羥基化，這一反應是由細胞色素Ｐ４５０氧化酶逡逑催化的單加氧反應，不涉及雙鍵的生成或水解（Ｐｌｅｔｔｎｅｒ邋ｅｔａｌ．邋１９９８）。工蜂和蜂王逡逑的上顎腺均不具備將ｃｏ位羥基化和0）－１位羥基化脂肪酸相互轉化的能力。通過逡逑比較上顎腺中？位羥基化和（《－１位羥基化產物的積累量發(fā)現(xiàn)，工蜂與蜂王上顎逡逑腺中二者的生成速率無顯著差異（Ｐｌｅｔｔｎｅｒ邋ｅｔａｌ．邋１９９６），表明經基化的位點并不具逡逑備級型特異性。羥基脂肪酸隨后進入不完全的Ｐ－氧化過程

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 唐穎;;選蜂膠,有4招[J];家庭醫(yī)藥.就醫(yī)選藥;2017年05期

2 唐穎;;選蜂膠,有4招[J];戀愛婚姻家庭.養(yǎng)生;2017年08期

3 吳雨祺;藺哲廣;鄭火青;胡福良;;蜜蜂上顎腺及其分泌物研究進展[J];昆蟲學報;2015年08期

4 洪梅,史伯倫;蜂王漿與10-羥基癸烯酸(10-HDA)[J];蜜蜂雜志;2001年06期

5 史伯倫;;蜂王漿與10羥基癸烯酸[J];中國養(yǎng)蜂;1993年02期

6 邵瑞宜;;工蜂上顎腺的分泌物蜂王漿(上)[J];蜜蜂雜志;1986年01期

7 遲家平,陳海生,薛秉文;遼西蜂膠中一新的桂皮酸酯成分的分離與鑒定[J];藥學學報;1996年07期

8 ;走出蜂膠認識誤區(qū)[J];大家健康;2012年04期

9 ;走出蜂膠認識誤區(qū)[J];大家健康;2012年05期

10 黃少康;荊戰(zhàn)星;李三妹;蔣星宏;馬靜;;不同日齡意蜂工蜂上顎腺10-HDA分泌規(guī)律研究[J];海峽科學;2010年10期

相關會議論文 前3條

1 黃少康;荊戰(zhàn)星;李三妹;蔣星宏;馬靜;;不同日齡意蜂工蜂上顎腺10-HDA分泌規(guī)律研究[A];“蜂之巢”2010年全國蜂產品市場信息交流會暨中國（武漢）蜂業(yè)博覽會論文集[C];2010年

2 劉紅云;童富淡;王群;;貯存溫度、時間對蜂王漿水溶性蛋白的影響[A];動物生理生化學分會第八次學術會議暨全國反芻動物營養(yǎng)生理生化第三次學術研討會論文摘要匯編[C];2004年

3 蘇松坤;王俞興;李文峰;王淇;;鉗蟲機——蜂王漿機械化生產好幫手[A];2014年全國蜂產品市場信息交流會暨中國（哈爾濱）蜂業(yè)博覽會論文集[C];2014年

相關重要報紙文章 前9條

1 寒巖亭;健康人不宜長期吃蜂膠[N];醫(yī)藥養(yǎng)生保健報;2004年

2 王健;健康人服蜂膠等于無病吃藥[N];醫(yī)藥導報;2008年

3 ;蜂膠的妙用[N];河北農民報;2007年

4 蔣建科;蜂膠制品安全可靠[N];人民日報;2004年

5 褚榮剛;蜂膠不宜長年服用[N];中國人口報;2004年

6 劉菲;健康人服蜂膠等同無病吃藥[N];保健時報;2004年

7 鄧麗麗;補益良品蜂王漿[N];人民政協(xié)報;2006年

8 武漢市食品藥品監(jiān)督管理局 羅志;蜂膠雖好 也非神物[N];中國中醫(yī)藥報;2013年

9 中國農科院蜜蜂研究所 韓勝明 吳杰;蜂膠可放心食用[N];科技日報;2004年

相關博士學位論文 前2條

1 吳雨祺;西方蜜蜂上顎腺分泌物合成關鍵基因篩選及其受日齡和營養(yǎng)因素的調控研究[D];浙江大學;2018年

2 賀春玲;長木蜂蜂糧防腐機理研究[D];南京林業(yè)大學;2009年

相關碩士學位論文 前6條

1 應碧華;保幼激素類似物對意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）工蜂上顎腺分泌10-HDA的影響[D];福建農林大學;2015年

2 蘇欣;意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）工蜂上顎腺10-HDA合成相關基因的表達研究[D];福建農林大學;2015年

3 吳麗麗;不同日齡中華蜜蜂（Apis cerana cerana）工蜂上顎腺10-HDA分泌規(guī)律及腺體蛋白研究[D];福建農林大學;2013年

4 劉麗;蜜蜂上顎腺合成10-HDA關鍵酶的研究[D];齊魯工業(yè)大學;2016年

5 張翔;意大利工蜂上顎腺10-HDA合成的蛋白質組學研究[D];齊魯工業(yè)大學;2014年

6 官迪;紅火蟻工蟻對告警信息素及其類似物的電生理和行為反應的研究[D];湖南農業(yè)大學;2013年

本文編號：2750204