【摘 要】
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蜜蜂是自然界中最重要的传粉昆虫,在生物多样性和生态系统的保护中具有重要意义。然而近年来世界范围内的蜂群数量正在大幅减少,这严重威胁人类粮食安全和生态系统稳定性。农药的广泛使用产生的亚致死效应普遍会对蜜蜂的发育带来潜在影响,而各类病原的侵染又会对蜜蜂及蜂产品的的安全生产带来威胁。前人的研究主要集中于单种应激源对蜜蜂的影响,忽略了蜜蜂在自然条件下同时暴露于多种应激源下的现实情况。多菌灵是花粉中检出率最
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蜜蜂是自然界中最重要的传粉昆虫,在生物多样性和生态系统的保护中具有重要意义。然而近年来世界范围内的蜂群数量正在大幅减少,这严重威胁人类粮食安全和生态系统稳定性。农药的广泛使用产生的亚致死效应普遍会对蜜蜂的发育带来潜在影响,而各类病原的侵染又会对蜜蜂及蜂产品的的安全生产带来威胁。前人的研究主要集中于单种应激源对蜜蜂的影响,忽略了蜜蜂在自然条件下同时暴露于多种应激源下的现实情况。多菌灵是花粉中检出率最高的农药之一,东方蜜蜂微孢子虫已成为全球范围内蜜蜂的主要感染病原。本研究使用多菌灵和东方蜜蜂微孢子虫单独或共同感染蜜蜂,探索两种应激源共同胁迫下对蜜蜂的影响。在本研究中,我们通过统计多菌灵和N.ceranae共同胁迫后蜜蜂的死亡情况,并对西方蜜蜂成年工蜂的肠道进行HE染色分析,探究多菌灵和N.ceranae共同胁迫对西方蜜蜂成年工蜂寿命和肠道的影响。然后分析多菌灵和N.ceranae共同胁迫后蜜蜂对花粉和糖水的摄入量,了解多菌灵和N.ceranae共同胁迫对西方蜜蜂成年工蜂营养摄入的影响。继而通过对10日龄西方蜜蜂成年工蜂进行解毒酶活性的测定,以及抗菌肽、代谢和记忆等相关基因进行表达量分析,研究多菌灵和N.ceranae共同胁迫对西方蜜蜂成年工蜂解毒酶活性以及抗菌肽、代谢和记忆基因的影响。最后结合Illumina测序对10日龄西方蜜蜂工蜂中肠进行转录组学分析,鉴定在N.ceranae和多菌灵共同胁迫下,蜜蜂中肠中差异表达基因(DEGs)的情况。主要研究结果如下:(1)亚致死剂量的多菌灵显著影响蜜蜂的存活率,N.ceranae对蜜蜂的存活率有极显著影响,但多菌灵和N.ceranae的共同胁迫不会对蜜蜂的存活率产生协同作用。随着日龄的增长,多菌灵和N.ceranae持续感染对蜜蜂肠道产生危害,蜜蜂中肠上皮细胞的细胞核减少,细胞轮廓不清晰。(2)多菌灵胁迫增加蜜蜂对糖水的摄入量,减少花粉的消耗。感染N.ceranae后的蜜蜂摄入更少的糖水和花粉。当蜜蜂被N.ceranae和多菌灵同时感染时,其糖水消耗量显著增加,花粉消耗量减少。N.ceranae胁迫增加蜜蜂中肠重量,多菌灵可能对N.ceranae的这种作用有一定的抑制。(3)多菌灵和N.ceranae之间的共同胁迫不会对蜜蜂的AChE,GST和CarE这三种解毒酶产生显著影响,但影响蜜蜂的抗菌肽、营养代谢和学习记忆相关基因的表达。(4)多菌灵和N.ceranae共同胁迫筛选出更多的DEGs,并且会影响宿主的代谢水平,激活更多的代谢通路,编码海藻糖转运蛋白的基因和编码海藻糖酶的基因上调表达,表明多菌灵和N.ceranae共同胁迫会影响蜜蜂的代谢活动。本研究首次对多菌灵和N.ceranae共同作用对蜜蜂的影响进行分析,研究结果有助于我们了解多菌灵和N.ceranae共同胁迫对西方蜜蜂成年工蜂存活率、摄食量以及肠道的影响,为多菌灵的合理使用和对N.ceranae的防治提供一定的参考。同时从分子水平上解析了 10日龄西方蜜蜂工蜂中肠响应多菌灵和N.ceranae共同胁迫的应答机制,为阐明西方蜜蜂成年工蜂响应多菌灵和N.ceranae的共同胁迫的应答机制提供重要的数据支持。
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