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蜜蜂是典型的具有发育狭温性的全变态昆虫。本研究以对20℃低温最敏感的3日龄意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)工蜂封盖子为研究对象,通过低温胁迫18 h(T18)和36 h(T36)的化蛹率统计及观察化蛹时外部形态和脂肪体变化规律,来评估低温对蜜蜂化蛹时受到的伤害;并采用转录组学和蛋白质组学等方法对低温胁迫不同时间的3日龄封盖子的差异表达基因、差异蛋白进行分析,从分子水平探讨蜜蜂化蛹时受低温影响的关键基因和关键通路;进一步采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测受低温胁迫影响的关键通路上的基因应答。研究表明:(1)意大利蜜蜂化蛹受到低温影响,可导致意大利蜜蜂无法化蛹;恢复正常发育温度培养后,T18和T36的化蛹率分别为81.71%和9.23%,化蛹率随胁迫时间延长而降低;低温处理条件下,脂肪体细胞未观察到重组和分化,只发生凋亡,凋亡率分别为24.16%和40.20%,随低温胁迫时间延长而升高。(2)转录组数据检测到大部分差异基因富集于代谢通路上;同时检测到基因CREB-bing protein(CBP)、P450 306a1(CYP306a1)、insulin-like peptide(ILP)、forkhead box protein O(Fox O)等与化蛹相关的基因差异表达。基因CYP306a1具有调控蜕皮激素合成的功能,它的表达量降低可能导致蜕皮激素合成滴度降低,同时低温胁迫可能还会影响蜜蜂胰岛素和蜕皮激素共同调控的Fox O发生磷酸化留在细胞质内,不能入核激活下游靶基因表达,从而阻碍蜜蜂蜕皮化蛹。(3)利用q RT-PCR检测与环境及细胞发育相关的Hippo、Wnt、MAPK、Fox O等信号通路上的基因的应答,结果显示通路上大部分基因在低温胁迫时表达量受到抑制,影响化蛹时组织细胞的重组、分化、自噬和凋亡。(4)蛋白质组数据检测到随低温胁迫时间延长差异蛋白显著增多,大部分差异蛋白富集在蛋白质的合成与运输、细胞发育和激素合成等信号通路上。(5)蛋白质组和转录组关联分析,检测到基因cytochrome P4504C1(CYP4C1)与蛋白cytochrome P450 4C1(CYP4C1)都下调表达,基因CYP4C1具有调节保幼激素合成的功能,因此,低温可能导致保幼激素水平升高,抑制蜕皮激素的合成,从而导致3日龄封盖子无法蜕皮化蛹。研究结果可丰富温度对蜜蜂蜂子发育影响机制,为进一步深入研究其机制提供基础数据;有助于研究昆虫甚至生命对低温的反馈以及低温产生的伤害;有助于理解社会性昆虫与独居昆虫在应对环境温度变化的不同生存策略;对丰富昆虫生态学和昆虫发育生物学有重要意义。