【摘 要】
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Takeout(to)基因是一种节律调控输出基因,广泛存在于昆虫的营养功能和化学感受等相关组织。to基因主要参与昆虫的生长发育、行为调节及多种生理代谢过程。为探究to基因在蜜蜂
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Takeout(to)基因是一种节律调控输出基因,广泛存在于昆虫的营养功能和化学感受等相关组织。to基因主要参与昆虫的生长发育、行为调节及多种生理代谢过程。为探究to基因在蜜蜂中的表达规律和相关生物学功能,我们克隆了中华蜜蜂Apis cerana cerana和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica的to基因,分析该基因在哺育蜂和采集蜂各组织的mRNA表达规律,并利用RNA干扰技术进一步探讨了其生物学功能。主要研究结果如下:通过反转录多聚酶链式反应技术(RT-PCR)首次克隆获得了中华蜜蜂和意大利蜜蜂to基因的cDNA序列分别为1058 bp和783 bp,依次命名为AcTO1和AmTO1,其开放阅读框(ORF)长度均为738 bp,均编码246个氨基酸,预测的蛋白质分子质量分别为27.09和27.07 kDa,等电点pI均为8.40。生物信息学分析结果表明,AcTO1和AmTO1蛋白在N端均有一段信号肽序列,无跨膜结构,均为分泌蛋白。此外,2种蛋白的氨基酸序列中都存在一个保幼激素结合蛋白(JHBP)超家族的保守结构域。采用荧光定量PCR技术qRT-PCR对中华蜜蜂和意大利蜜蜂的3种采集蜂(正常年龄采集蜂1和2、提前采集蜂)和2种哺育蜂(正常年龄哺育蜂和超龄哺育蜂)在头部、胸部和腹部这3种组织对应的的to基因表达量进行检测和分析。结果表明,to基因在3种采集蜂和2种哺育蜂的各组织均有表达,相对表达量从高到低依次为:头部、胸部、腹部。重要的是to基因在中华蜜蜂和意大利蜜蜂的表达模式都具有组织依赖型,主要在头部表达,并且所有采集蜂头部表达量都高于所有的哺育蜂,说明该基因可能参与调控蜜蜂的劳动分工。为深入探究AmTO1基因是否参与调控蜜蜂的劳动分工,我们选取16日龄意大利蜜蜂工蜂为试验材料,并分别饲喂AmTO1 dsRNA,DEPC H2O(空白对照)和DsRed(阴性对照)。结果表明,干扰组(AmTO1 dsRNA)蜜蜂头部AmTO1基因的表达量显著低于对照组(DEPC H2O和DsRed),并且工蜂的出巢率明显低于对照组。以上结果表明:to基因在蜜蜂的采集行为方面可能发挥着重要功能。
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