昆虫学报

作者：蒋海宾,杜亚丽,冀全枝,何金明,孙智禹,吴鹰,王志,兰凤明,牛庆生,刘玉玲,徐凯

单位：1. 吉林省养蜂科学研究所, 吉林 132108; 2. 福建农林大学蜂学与生物医药学院, 福州 350002

关键词：西方蜜蜂,微小RNA,靶基因,越冬,抗寒,调控网络

【目的】明确西方蜜蜂Apis mellifera微小RNA(microRNA, miRNA)在越冬期间的表达量变化，揭示miRNA及其靶mRNA与抗寒性的潜在关系，在miRNA组学层面进一步揭示西方蜜蜂抗寒性的分子机理。【方法】利用sRNA-seq技术鉴定西方蜜蜂4个亚种意大利蜜蜂A.m. ligustica、欧洲黑蜂A. m. mellifera、高加索蜂A. m. caucasica和卡尼鄂拉蜂A. m. carnica在越冬期初期和越冬中期的miRNA；根据P≤0.05且|log2fold change|≥1标准筛选4个亚种在越冬不同时期的差异表达miRNA(differentially expressed miRNAs, DEmiRNAs)。利用相关生物信息学软件对筛选出的miRNA的靶mRNA进行预测，并对靶mRNA进行GO及KEGG数据库注释。根据靶向结合关系构建DEmiRNA和靶mRNA的调控网络，并利用Cytoscape进行可视化。随机选取ame-miR-263a-5p, ame-miR-184-3p, ame-miR-263b-5p, ame-miR-190-5p, ame-miR-6052-5p, ame-miR-9a-5p, ame-miR-100-5p和ame-miR-306-5p等8个DEmiRNA进行RT-qPCR验证。【结果】鉴定获得越冬期西方蜜蜂4个亚种210个miRNA，包括178个保守的miRNA和32个新的miRNA，长度介于18~30 nt，分布数量最多的长度为22和23 nt，首位碱基为U的miRNA数量最多。西方蜜蜂4个亚种在越冬初期和越冬中期表达量最高的DEmiRNAs为ame-miR-1-3p, ame-miR-276-3p和ame-miR-184-3p。意大利蜜蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出22个DEmiRNA，可靶向调控394条mRNA，这些mRNA分别注释到161个GO功能条目和16条KEGG通路上；欧洲黑蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出28个DEmiRNA，可靶向调控415条mRNA，这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和15条KEGG通路上；高加索蜂越冬初期vs越冬中期共筛选67个DEmiRNA，可靶向调控1 021条mRNA，这些mRNA分别注释到171个GO功能条目和21条KEGG通路上；卡尼鄂拉蜂越冬初期vs越冬中期共筛选18个DEmiRNA，可靶向调控330条mRNA，这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和13条KEGG通路上。西方蜜蜂4个亚种DEmiRNA与靶mRNA之间形成较为复杂的调控网络。RT-qPCR结果显示8个DEmiRNA的表达趋势与测序数据一致，证实了本研究中测序数据的可靠性。【结论】本研究明确西方蜜蜂4个亚种越冬不同时期的miRNA表达量变化，筛选出多个潜在调控西方蜜蜂越冬期抗寒性的分子候选靶标miRNA，其中ame-miR-14-3p和ame-miR-3786-5p在欧洲黑蜂、高加索蜂和卡尼鄂拉蜂中负调控多个mRNA的表达，在意大利蜜蜂中并没有参与；miRNA通过调控靶基因的表达参与甘油磷酸脂代谢、MAPK信号通路和mTOR等关键信号通路参与西方蜜蜂的抗寒性。

来源：2024年第5期

《昆虫学报》期刊编辑部

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