西方蜜蜂采集蜂上顎腺中高表達基因的篩選與表達分析

李秋方, 高 艷, 2, 梁立強, 李正漢卿, 朱雅楠, 張 娟,楊尚寧, 傅云熙, 蘇松坤,*, 聶紅毅,*

(1. 福建農林大學動物科學學院(蜂學學院), 福州 350002; 2. 江西省養蜂研究所, 江西省蜂業技術推廣站, 南昌 330052)

蜜蜂的采集行為對蜂群獲得物質與能量、適應環境、生存繁衍以及保護植物多樣性等方面具有重要意義(李莉等, 2012)，其主要受社會環境、體內激素水平、組織的結構與生理等變化影響(Robinson, 1987; Robinson and Huang, 1998; Whitfieldetal., 2003)。在組織的結構與生理方面，研究者已對蜜蜂腦、咽下腺(hypopharyngeal glands, HGs)、觸角等組織中相關基因的差異表達進行了廣泛研究，以期闡明采集行為的分子機制。蜜蜂腦是調節蜜蜂學習和記憶等復雜社會行為的中心器官，腦部相關基因的差異表達與采集行為的發育及成熟相關(Hanetal., 2017)。Toma等(2000)研究表明晝夜節律調控基因period的差異表達與蜜蜂的采集行為有關，其在采集蜂的大腦中的表達水平始終顯著高于其他日齡蜜蜂，這也暗示了社會性昆蟲的勞動分工和生物鐘之間在分子水平上存在聯系。乙酰膽堿是昆蟲大腦中與學習相關的主要神經遞質，乙酰膽堿酯酶(AChE)對其具有水解活性，研究發現采集蜂乙酰膽堿酯酶基因mRNA水平的降低導致乙酰膽堿酯酶催化活性顯著降低，這在蘑菇體中尤為明顯(與嗅覺、視覺學習和記憶有關的大腦區域)，而乙酰膽堿酯酶抑制劑美曲磷酯的處理改善了嗅覺學習能力(Shapiraetal., 2001)，這些結果證明了采集蜂大腦中乙酰膽堿酯酶基因表達的下調與更高級學習能力的生理需求相一致。Amfor表達水平和相應蛋白活性的增加影響工蜂的行為轉變，研究發現該基因在采集蜂視葉薄板中的表達量顯著高于哺育蜂，表明該基因可能通過調控視覺通路影響蜜蜂的采集行為(Ben-Shaharetal., 2002)，進一步研究發現該基因與采集過程的趨光行為有關(Ben-Shaharetal., 2003)。與哺育蜂相比，采集蜂對蔗糖更敏感，而花粉采集蜂比花蜜采集蜂對蔗糖更敏感。錳影響工蜂的蔗糖反應能力，錳轉運體編碼基因malvolio(mvl)的表達介導錳向腦細胞中運輸(Ben-Shaharetal., 2004)。研究發現，與哺育蜂相比，采集蜂腦中mvlmRNA水平和頭部錳含量較高，且花粉采集蜂中的含量高于花蜜采集蜂。錳處理提高了蜜蜂對蔗糖的反應，并導致早熟覓食(Ben-Shaharetal., 2004)。Liu等(2017)研究表明ame-miR-279a可能調節轉錄因子Mblk-1 進而影響蜜蜂的糖反應能力，最終參與調控蜜蜂的采集行為。工蜂咽下腺的功能存在職能差異：在哺育蜂中合成及分泌蜂王漿，為蜂王、小幼蟲提供營養物質；在采集蜂中，咽下腺分泌蜂王漿蛋白過程受到抑制，轉而合成與蜂蜜釀造相關的酶類物質(Ohashietal., 1997; Ohashietal., 1999; Uenoetal., 2015)。Ohashi等(1999)研究發現，α-淀粉酶和葡萄糖氧化酶的編碼基因在采集蜂的咽下腺中特異表達，這與采集過程中將花蜜加工成蜂蜜所需的這些碳水化合物代謝酶活性有關。蜜蜂觸角上分布著許多復雜的嗅覺感受器，用于檢測蜂群中化學信號以及采集過程中的蜜粉源信號。為了揭示工蜂行為發育過程中的嗅覺適應機制，Nie等(2018)通過轉錄組分析對剛出房蜜蜂、哺育蜂和采集蜂的觸角中的基因表達水平進行了全面分析，篩選到14個與采集行為緊密相關的差異表達基因(differentially expressed genes, DEGs)，并對不同行為狀態下的嗅覺基因家族成員的表達進行了分析，這有助于闡明嗅覺與行為變化之間的分子機制。Mao等(2015)分析了采集蜂觸角和足中CYP9Q1,CYP9Q2,CYP9Q3和CYP4G11的表達模式，并表明這4個基因與采集過程有關。

蜜蜂上顎腺(mandibular glands, MGs)是位于蜜蜂頭部內表面兩側的一對大型囊狀物，作為蜜蜂的重要外分泌腺。在蜂群結構中，上顎腺分泌物的組成與功能存在級型、日齡和職能差異(Huoetal., 2016; Rangeletal., 2016)。工蜂上顎腺主要合成與分泌10-羥基-2癸烯酸(10-hydroxy-2E-decenoic acid, 10-HDA)和10-羥基癸酸(10-hydroxydecanoic acid, 10-HDAA)以及蜂群報警信息素相關的2-庚酮等，在脂質分泌、幼蟲營養和信息素合成、勞動分工和蜂群穩定方面至關重要(Barkeretal., 1959; Plettneretal., 1996)。由于基因的多重效應、基因網絡的復雜性、環境作用和工蜂勞動分工的可塑性(Robinson, 1992; Robinsonetal., 2005; Behrendsetal., 2007; Hanetal., 2021)，研究工蜂上顎腺中基因的表達與調控，對揭示工蜂勞動分工的分子機制有著重要意義。目前，研究者們已從轉錄組、蛋白質組水平闡釋哺育蜂上顎腺在蜂王漿合成與分泌的分子機制(Huoetal., 2016)。然而，采集蜂上顎腺中調控采集行為的機制尚不明確。

本研究利用課題組前期的西方蜜蜂Apismellifera5種不同職能工蜂(3日齡工蜂、10日齡哺育蜂、10日齡采集蜂、21日齡哺育蜂和21日齡采集蜂)上顎腺轉錄組數據，在降低日齡因素對職能分工影響的基礎上，系統分析了5種職能工蜂上顎腺中基因表達模式，篩選了采集蜂上顎腺中高表達的DEGs，并利用qRT-PCR對2個關鍵DEGs在工蜂不同發育時期和采集蜂不同組織的表達譜進行分析，這些結果將為闡明西方蜜蜂采集行為的分子機制奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗蜂種

實驗材料為福建農林大學動物科學學院(蜂學學院)實驗蜂場的“蜂強1號”西方蜜蜂。蜂群由課題組進行飼養管理以確保能維持強群，群內至少含有健康飽滿的臨出房的封蓋子脾2～3張(平均溫度約為25℃，相對濕度為60%～65%，光周期為13L∶11D)。

1.2 主要試劑及儀器

熒光定量PCR儀(美國Bio-Rad公司)、體視顯微鏡1臺、冷光源1臺；RNA提取液、Hiscript?Ⅱ Q RT SuperMix for qPCR(+gDNA wiper)(Vazyme公司，南京)、ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix(Vazyme公司，南京)。

1.3 上顎腺轉錄組學分析及采集蜂上顎腺高表達DEGs篩選

3日齡工蜂(3 dW)、10日齡哺育蜂(10 dN)、21日齡哺育蜂(21 dN)、10日齡采集蜂(10 dF)和21日齡采集蜂(21 dF)的Illumina轉錄組測序數據(每個樣本3個生物學重復)來源于本課題組前期公布數據(NCBI SRA登錄號: SUB8031156)?；贔PKM(fragments per kilobase of exon model per million mapped fragments)計算基因表達量，并分析和篩選DEGs (高艷等, 2020)。采集蜂上顎腺中高表達DEGs的篩選標準如下：DEGs在21 dF上顎腺中的表達量顯著高于3 dW, 10 dN和21 dN上顎腺中的；DEGs在10 dF上顎腺中的表達量顯著高于10 dN上顎腺中的；DEGs在21 dF上顎腺中表達量與10 dF上顎腺中的無顯著差異。利用clusterProfiler R軟件包、GO數據庫、KEGG數據庫、BLAST軟件，并結合NovoMagic平臺對DEGs進行GO和KEGG富集分析。

1.4 qRT-PCR檢測DEGs的表達量

基于梁立強等(2021)限王產卵的方法，準確收集西方蜜蜂3日齡卵、1日齡幼蟲、3日齡幼蟲、5日齡幼蟲、1日齡蛹、3日齡蛹、5日齡蛹、7日齡蛹、9日齡蛹、11日齡蛹、剛出房工蜂。將封蓋子脾置于35℃的培養箱，收集出房時間小于6 h的工蜂作為剛出房蜜蜂；收集頭部插入幼蟲巢房持續10 s以上的工蜂作為哺育蜂；收集返回巢門口且花粉筐載有花粉的工蜂作為采集蜂。按照高艷等(2021)組建蜂群方法，采集10日齡哺育蜂和10日齡采集蜂，在干冰上分別解剖采集蜂的上顎腺、咽下腺、腦、胸、腹、足、翅和觸角以及10日齡哺育蜂和10日齡采集蜂的上顎腺，采用Trizol法提取RNA，利用Hiscript?Ⅱ Q RT SuperMix for qPCR(+gDNA wiper)(Vazyme公司，南京)合成用于qRT-PCR分析的cDNA。

從采集蜂上顎腺中特異性上調表達DEGs中隨機選擇了8個基因(LOC100576395,LOC411983,LOC410235,LOC725581,LOC410527,LOC406131,LOC408453和LOC410253)，利用qRT-PCR檢測在10日齡哺育蜂和10日齡采集蜂上顎腺中表達量；同時利用qRT-PCR檢測本研究篩選到的2個可能與采集蜂能量代謝和外源性物質解毒相關的關鍵DEGs [Δ-1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因Amp5cs(LOC412948)和細胞色素P450 9e2基因CYP9Q3(LOC408453)]在不同發育時期和采集蜂各組織(上顎腺、咽下腺、腦、胸、腹、足、翅和觸角)中的表達量。 利用Primer Premier 6軟件設計基因特異引物(表1)，以actin(GenBank登錄號: NM_001185146.1)作為相對定量的內參基因。PCR反應體系(10 μL): ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix(Vazyme公司，南京)5 μL, 正反向引物(10 μmol/L)各0.4 μL, cDNA模板1 μL, ddH2O 3.2 μL。PCR反應條件: 95℃預變性3 min; 95℃變性10 s, 60℃退火 30 s, 40次循環; 最后溶解曲線分析。每組設置3個技術重復和3個生物學重復(3日齡卵和1日齡幼蟲每組100個個體，其他發育時期每組3個個體，組織樣本每組20個個體)。采用2-ΔΔCt法計算DEGs的相對表達量(Livak and Schmittgen, 2001)。

表1 引物信息

1.5 數據分析

Graphpad Prism Version 8用于圖表繪制，其中轉錄組數據可靠性驗證時，基因表達量采用獨立樣本T檢驗進行顯著性分析；目的基因時空表達采用單因素方差分析(one-way ANOVA)方法進行顯著性分析。

2 結果

2.1 采集蜂上顎腺中高表達DEGs

基于上顎腺轉錄組數據篩選到21 dFvs3 dW有2 770個DEGs；21 dFvs10 dN有568個DEGs；21 dFvs21 dN 有664個DEGs；10 dFvs10 dN有374個DEGs，將這4組交集得到69個共有DEGs。這69個DEGs可能與采集行為調控及日齡發育等相關。由于工蜂勞動分工的可塑性，我們排除21 dFvs10 dF與69個DEGs交集得到的7個DEGs以減少日齡因素的干擾，最終得到采集蜂上顎腺中高表達的62個DEGs(圖1)。

圖1 西方蜜蜂工蜂上顎腺(MG)中高表達基因篩選韋恩圖

在62個DEGs中，只有22個DEGs在21日齡采集蜂上顎腺中的表達量顯著高于在3日齡工蜂、10日齡哺育蜂、21日齡哺育蜂上顎腺中的表達量，同時這些基因在10日齡采集蜂上顎腺中的表達量也顯著高于在10日齡哺育蜂上顎腺中的表達量，符合篩選采集蜂上顎腺中高表達DEGs的標準(表2)；而另外35個DEGs則呈現相反的趨勢，即在同日齡(21和10日齡)采集蜂上顎腺中的表達量均低于相應日齡哺育蜂上顎腺中的表達量，同時在21日齡采集蜂上顎腺中的表達量也顯著低于在3日齡工蜂和10日齡哺育蜂上顎腺中的表達量。

表2 西方蜜蜂工蜂上顎腺中22個上調差異表達基因(DEGs)的表達

2.2 采集蜂上顎腺中高表達DEGs功能富集

22個上調表達DEGs的GO功能富集表明：在細胞組成大類中，DEGs富集在細胞核(nucleus)、細胞內膜結合細胞器(intracellular membrane-bounded organelle)、膜結合細胞器(membrane-bounded organelle)；在分子功能大類中，DEGs主要富集在氧化還原酶活性(oxidoreductase activity)、過渡金屬離子結合(transition metal ion binding)、序列特異性DNA結合轉錄因子活性(transcription factor activity, sequence-specific DNA binding)、核酸結合轉錄因子活性(nucleic acid binding transcription factor activity)、四吡咯結合(tetrapyrrole binding)、血紅素結合(heme binding)、陰離子跨膜轉運蛋白活性(anion transmembrane transporter activity)、鐵離子結合(iron ion binding)等；在生物學過程大類中，DEGs主要富集在激素應答(response to hormone)、激素介導的信號通路(hormone-mediated signaling pathway)、脂質應答(response to lipid)、甾體激素介導的信號傳導(steroid hormone-mediated signaling pathway)等(圖2)。KEGG通路富集表明，DEGs主要富集在膽固醇代謝(cholesterol metabolism)、半乳糖代謝(galactose metabolism)、淀粉和蔗糖代謝(starch and sucrose metabolism)、精氨酸和脯氨酸代謝(arginine and proline metabolism)、細胞凋亡-果蠅(apoptosis-fly)、氨基酸生物合成(biosynthesis of amino acids)、過氧化物酶體(peroxisome)、自我吞噬-動物(autophagy-animal)等通路(圖3)。

圖2 西方蜜蜂工蜂上顎腺中22個上調的差異表達基因(DEGs)的GO功能富集

圖3 西方蜜蜂工蜂上顎腺中22個上調的差異表達基因(DEGs)的KEGG通路富集

2.3 轉錄組數據的可靠性驗證

對qRT-PCR結果表明：隨機選擇的8個DEGs(LOC100576395,LOC411983,LOC410235,LOC725581,LOC410527,LOC406131,LOC408453和LOC410253)的表達模式與轉錄組數據的表達模式一致(圖4)，進一步證實了上顎腺轉錄組數據的可靠性。

圖4 西方蜜蜂工蜂上顎腺中8個差異表達基因(DEGs)的qRT-PCR驗證

2.4 關鍵DEGs時空表達

LOC412948(Amp5cs)在西方蜜蜂工蜂各發育階段均有表達(圖5: A)，其在卵期表達量較低；在幼蟲階段表達量相對較高；在蛹期表達量有兩個上升階段，在1-5日齡時表達量逐漸升高，且在5日齡蛹達到蛹期峰值，隨著日齡的發育在7日齡蛹的表達量陡然下降，然后逐步上升；在從剛出房蜜蜂到采集蜂的表達量呈上升趨勢，且在采集蜂中的表達量達到整個發育歷程的最大值。LOC408453(CYP9Q3)在西方蜜蜂各發育階段中均有表達(圖5: B)，在卵期相對表達量較低；幼蟲階段表達量在5 日齡時較高，而其他日齡時較低；在蛹期的表達量更低且表達趨勢較穩定；在成年蜂階段隨著日齡的發育表達量呈高量表達的上升趨勢。整個發育歷程中，該基因在采集蜂中的表達量高于其他發育階段的表達量。

圖5 西方蜜蜂工蜂上顎腺中差異表達基因(DEGs)LOC412948(Amp5cs)(A)和LOC408453(CYP9Q3)(B)在各發育階段的相對表達量

LOC412948(Amp5cs)在采集蜂各檢測組織中均有表達，但在腹、胸、上顎腺和觸角中的表達量顯著高于在其他組織中的表達量(P<0.05)(圖6: A)。LOC408453(CYP9Q3)在采集蜂各檢測組織中均有表達，在觸角和足中的表達量顯著高于在其他組織中的(P<0.05)(圖6: B)。

3 討論

3.1 主要富集通路中相關DEGs

本研究在采集蜂上顎腺中共篩選到22個高表達的DEGs，這些DEGs主要富集在膽固醇代謝、半乳糖代謝、淀粉和蔗糖代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、細胞凋亡-果蠅、氨基酸生物合成、過氧化物酶體、自我吞噬-動物等代謝通路(圖2, 3)，表明DEGs可能主要參與采集蜂上顎腺生理發育以及能量供應、外源性物質解毒、花蜜轉化等代謝通路，進而影響蜜蜂的采集行為。

在昆蟲生長發育過程中，脂類物質起到至關重要的作用：昆蟲體內貯存的脂肪為胚胎發生和發育、變態、昆蟲飛翔和生殖提供能源，脂類物質也是昆蟲激素和信息素等的組成成分(李曉鳳等, 2020)。泛素-蛋白酶體系統是一種真核生物中廣泛存在的蛋白質降解通路，在細胞增殖、細胞分化、細胞凋亡和DNA修復、細胞免疫與應答等生理活動中起著重要調控作用，E3 泛素連接酶作為泛素-蛋白酶體系統的重要組成部分，在蛋白泛素化過程中決定底物識別的特異性(金姝雯等, 2021)。本研究轉錄組數據分析發現，E3 泛素連接酶編碼基因LOC412897在采集蜂上顎腺特異性高表達(表2)，且KEGG富集分析顯示該基因富集在膽固醇代謝通路中，推測其可能在采集蜂上顎腺脂類物質代謝和蛋白質降解等生理過程中承擔著更加復雜的功能。

超氣門蛋白(ultraspiracle, USP)是核激素受體家族的成員，該家族是調控細胞分化和發育、穩態及生殖的配體激活的轉錄因子，在胚胎和胚胎后發育中起著關鍵作用(Segraves, 1991)。 在果蠅Drosophila中，兩種活性JH亞型生理調節因子(JH酸和JH甲酯)與USP特異結合，誘導了USP的構象變化和寡聚，這可能賦予USP不同的活性來影響轉錄過程(Jones and Sharp, 1997)。USP和蛻皮激素受體(EcR)形成的異源二聚體與蛻皮激素結合后，調控昆蟲生理的許多方面。本研究轉錄組分析發現編碼USP的基因LOC409227在采集蜂上顎腺中高量表達(表2)，其可能是蜜蜂MGs對JH和蛻皮激素作出應答的媒介，促進采集蜂的行為發育與成熟。

Kruppel同源物(Kruppel homologs, Kr-hs)是鋅指轉錄因子，在協調發育和細胞分化中起重要作用，包括神經發育(Isshikietal., 2001; Kaczynskietal., 2003)。研究表明Kruppel homolog 1(Kr-h1)在果蠅形態發生過程中對蛻皮激素具有敏感性，并與果蠅幼蟲的運動軸突引導和突觸發生有關(Pecasseetal., 2000; Krautetal., 2001)。另外，在不同物種的進化過程中，這個家族的成員經歷了復制并獲得了新功能(Shannonetal., 2003)。在蜜蜂中，微陣列研究表明，與哺育蜂相比，采集蜂腦部Kr-h1有著更高的表達量(Whitfieldetal., 2003)，其表達受蜂王上顎腺信息素的強烈調控，特別是在蜜蜂腦部綜合感覺信息的蘑菇體中(Grozingeretal., 2003)。進一步研究表明Kr-h1表達與采集狀態無關，而是與行為轉變的穩定生理變化有關(Fussnecker and Grozinger, 2008)，例如基因表達和神經元結構變化，這些變化是將上顎腺信息素刺激傳遞給下游行為和生理變化所必需的。本研究發現Kr-h1的編碼基因LOC100576395在采集蜂上顎腺中的表達量顯著性高于在哺育蜂中的(表2)，暗示轉錄因子Kr-h1在采集蜂上顎腺中具有其他功能，可能參與采集蜂上顎腺的信息素處理及其他相關代謝過程。

碳水化合物代謝酶中的α-葡萄糖苷酶(α-glucosidases，HBGases)在將花蜜中的蔗糖轉化為葡萄糖、果糖的過程中起著重要的作用(Chanchaoetal., 2008)。根據底物特異性，HBGases有3種異構體：HBGaseⅠ, HBGaseⅡ和HBGaseⅢ(Kubotaetal., 2004)。其中，野生型HBGaseⅢ以蔗糖為底物。研究表明，工蜂的上顎腺與咽下腺存在兩種截然不同的職能狀態(Kuboetal., 1996)：哺育蜂的上顎腺和下咽腺發育良好有助于合成與分泌蜂王漿，而采集蜂的上顎腺和咽下腺萎縮退化，并激活將花蜜中蔗糖水解為葡萄糖和果糖的α-糖葡萄糖苷酶。本研究發現編碼HBGaseⅢ的基因LOC406131在采集蜂上顎腺中的表達量顯著高于哺育蜂中的(表2)，這與采集蜂在采集過程中將花蜜中的蔗糖水解為葡萄糖和果糖的水解活性需求有關(Simpsonetal., 1968; Sasagawaetal., 1989)，表明該基因可能在采集蜂上顎腺促使花蜜中的蔗糖水解為葡萄糖和果糖的過程中發揮著重要的作用。

蜜蜂的信息素成分具有顯著的復雜性，這些化學信號是碳氫化合物、蠟酯、脂肪酸、醛和醇的混合物。Teerawanichpan等(2010)研究表明，在蜜蜂中脂肪酰輔酶A還原酶(AmFAR1)催化多種脂肪酸轉化為相應的醇。其中，AmFAR1在蜜蜂頭部高表達，異源表達表明AmFAR1可以將多種脂肪酸轉化為相應的醇，其中C18硬脂酸是最佳的底物。此外，疏水圖譜分析表明AmFAR1在其羧基末端含有一個高度疏水區域，在哺乳動物中也觀察到了疏水區，這是將酶靶向合成血漿原的過氧化物酶體所必需的(Cheng and Russell, 2004; Honshoetal., 2010)。結合AmFAR1的一級結構、底物譜以及在工蜂中的表達模式，表明AmFAR1不太可能在分泌蜂蠟方面起主要作用，而是合成脂肪醇參與信息素的生物合成。本研究轉錄組數據分析表明，脂肪酰輔酶A還原酶的編碼基因(LOC411983)在采集蜂上顎腺中顯著高表達(表2)，其編碼產物可能與采集過程中復雜的信息交流有關。

3.2 采集蜂脯氨酸合成相關DEGs

本研究轉錄組測序比較結果表明，與采集行為緊密相關的Amp5cs富集在精氨酸和脯氨酸的代謝通路中。qRT-PCR結果表明，Amp5cs在成年蜂中的表達量隨日齡增長而增加，在采集蜂中表達量達到峰值(圖5: A)；在采集蜂各組織中，Amp5cs在腹、胸、上顎腺和觸角中高量表達(圖6: A)。而在前期相關研究中，Micheu等(2000)發現與喂食葡萄糖并保持休息狀態的采集蜂相比，喂食或注射葡萄糖的采集蜂在完成飛行實驗后，血淋巴中脯氨酸的濃度顯著降低，但其他氨基酸的含量沒有顯著性變化，這表明脯氨酸參與采集蜂的飛行代謝；Carter等(2006)研究表明，花蜜中的脯氨酸主要為蜜蜂短期、快速的采集飛行提供能量，而葡萄糖用于長期的飛行代謝；Mollaei等(2013)研究表明，脯氨酸能顯著降低蜜蜂的過冷卻點(supercooling point, SCP)，進而提高蜜蜂的耐寒性。另外，在馬鈴薯甲蟲Leptinotarsadecemlineata中，RNAi沉默Amp5cs，結果顯著降低了成蟲血淋巴中脯氨酸和精氨酸含量，進一步降低了飛行速度，縮短飛行距離，并增加了成蟲的死亡率(Wanetal., 2014)。綜上表明，Amp5cs可能參與蜜蜂中Pro和Arg的生物合成，為采集過程及相關組織發育提供能量，而Amp5cs基因在上顎腺中高量表達，可能與采集蜂上顎腺的生理發育有關。

3.3 采集蜂外源性物質降解相關DEGs

本研究中，qRT-PCR檢測比較了CYP9Q3編碼基因(LOC408453)在不同發育時期和采集蜂不同組織間的表達模式。結果顯示，該基因的表達量在成蜂階段隨日齡增長而增加，采集蜂中表達量達到最高(圖5: B)，而在采集蜂不同組織間，在觸角和足中顯著性高量表達(圖6: B)，這與前期研究結果(Maoetal., 2011, 2015)一致，表明細胞色素P4509e2基因可能也參與采集過程中復雜的外源物質的解毒。另外，在減少日齡因素干擾下，相比3日齡工蜂和哺育蜂，該基因在采集蜂上顎腺中顯著高表達，表明該基因在采集蜂上顎腺中具有其他功能，可能與上顎腺相關生理變化有關。

蜂群的勞動分工受復雜多樣的因子網絡調控，包括蜜蜂腦部、咽下腺、上顎腺等相關組織中基因的綜合性調控?；诜淙簞趧臃止さ目伤苄?，在減少日齡因素影響下，深入分析3 日齡幼蜂、相同日齡哺育蜂和采集蜂(10和21日齡)上顎腺轉錄組數據，篩選出22個采集蜂上顎腺中高表達的DEGs，其中2個關鍵的DEGs(Amp5cs和P4509e2)在采集蜂和采集蜂上顎腺組織高量表達，暗示它們可能在采集行為中發揮重要的生理功能，后續可利用RNAi或CRISPR/Cas9技術驗證其功能。該研究對上顎腺中基因表達模式進行系統分析，為上顎腺調控采集行為的分子機制及相關基因功能研究奠定基礎。