蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂和意大利蜜蜂血淋巴蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組分析.pdf

1、血淋巴在蜜蜂循環(huán)系統(tǒng)中不僅可以運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)、激素和離子等，而且是機(jī)體的重要免疫防御屏障，同時(shí)也是機(jī)體生理狀態(tài)的監(jiān)視器。蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂（漿蜂）是從意大利蜜蜂（意蜂）選育的高產(chǎn)品系，但從血淋巴蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組水平上探究漿蜂生理狀態(tài)的變化機(jī)理至今尚未研究。
　　本實(shí)驗(yàn)采用基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)等方法對(duì)漿蜂和意蜂的幼蟲、成年蜜蜂血淋巴蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組進(jìn)行比較分析。在兩品系蜜蜂血淋巴中共鑒定3395個(gè)

2、蛋白，其中漿蜂有2797個(gè)蛋白，意蜂2470個(gè)；在鑒定的1082個(gè)磷酸化蛋白中，漿蜂有991個(gè)，意蜂743個(gè)。通過對(duì)兩品系蜜蜂幼蟲2、4、6日齡、新出房、哺育蜂、采集蜂所鑒定蛋白進(jìn)行功能、代謝通路和互作網(wǎng)絡(luò)富集分析，發(fā)現(xiàn)漿蜂和意蜂盡管產(chǎn)漿性狀存在很大差異，但從幼蟲到成蜂血淋巴蛋白和磷酸化蛋白執(zhí)行的功能基本一致。幼蟲血淋巴蛋白顯著富集到蛋白翻譯、折疊、碳水化合物和能量代謝、免疫和發(fā)育等功能類，表明淋巴得免疫、營(yíng)養(yǎng)和能量為幼蟲正常發(fā)育提供高

3、效的保障；幼蟲血淋巴的磷酸化蛋白主要富集到蛋白合成和蛋白磷酸化功能，說明磷酸化對(duì)于幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的調(diào)控作用；其中4日齡幼蟲翻譯功能較其他日齡幼蟲強(qiáng)，說明此時(shí)血淋巴的蛋白生物合成對(duì)于幼蟲發(fā)育至關(guān)重要。成年蜜蜂血淋巴蛋白富集到碳水化合物和能量代謝、信號(hào)傳導(dǎo)、核酸代謝、氨基酸代謝、免疫防御、腺體以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)育過程，其磷酸化蛋白富集到能量代謝、蛋白質(zhì)磷酸化、免疫防御、腺體以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)育功能，說明血淋巴蛋白和磷酸化蛋白不僅為機(jī)體發(fā)育提供

4、生理支撐，同時(shí)也為成蜂哺育、采集、清潔、防御等功能的執(zhí)行提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)，其中哺育蜂時(shí)期富集到的功能類最多、激活的通路復(fù)雜，說明哺育活動(dòng)需要大量蛋白質(zhì)和能量供給保證哺育蜂正常的生理活動(dòng)。由于淋巴中表達(dá)的蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組只有極少部分重疊，大部分相互獨(dú)立，表明淋巴的生物學(xué)功能在蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組水平上共同發(fā)揮作用。
　　通過比較漿蜂、意蜂幼蟲和成蜂各時(shí)期血淋巴蛋白組和磷酸化蛋白質(zhì)組，2日齡幼蟲血淋巴蛋白分別有128、5

5、0個(gè)差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)49、79個(gè)蛋白和41、9個(gè)磷酸化蛋白，血淋巴蛋白和磷酸化蛋白主要富集到蛋白合成和免疫通路，說明此時(shí)血淋巴主要為蟲體發(fā)育提供蛋白和免疫保障。4日齡幼蟲分別有358、51個(gè)差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)341、17個(gè)蛋白和41、10個(gè)磷酸化蛋白，漿蜂血淋巴上調(diào)表達(dá)蛋白富集到翻譯和能量代謝功能，說明漿蜂在蛋白質(zhì)生物合成和能量代謝功能加強(qiáng)，而意蜂上調(diào)表達(dá)蛋白富集

6、到核苷酸代謝，說明意蜂可以為幼蟲發(fā)育提供更多核酸材料，兩品系蜜蜂血淋巴在幼蟲4日齡已發(fā)生了差異顯著。6日齡幼蟲血淋巴蛋白分別有232、52個(gè)差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)82、150個(gè)蛋白和33、19個(gè)磷酸化蛋白，漿蜂上調(diào)表達(dá)蛋白和磷酸化蛋白富集到碳水化合物代謝、能量代謝通路，說明漿蜂能量生成機(jī)能加強(qiáng)；而意蜂上調(diào)表達(dá)蛋白富集到蛋白合成和蛋白折疊，說明意蜂蛋白生物合成功能加強(qiáng)。新出房蜂血淋巴蛋白分別有173、41個(gè)

7、差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)111、62個(gè)蛋白和18、23個(gè)磷酸化蛋白，漿蜂上調(diào)表達(dá)蛋白富集到能量生成、核糖體代謝通路，表明漿蜂能量供應(yīng)和蛋白合成加強(qiáng)；而意蜂新出房蜂上調(diào)表達(dá)蛋白富集到氨基酸代謝、糖類代謝，說明意蜂血淋巴中蛋白合成原料氨基酸和能量代謝加強(qiáng)，滿足新出房繼續(xù)發(fā)育的需要。哺育蜂血淋巴蛋白分別有326、106個(gè)差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)297、29個(gè)蛋白和99、7個(gè)磷酸化蛋白

8、，漿蜂上調(diào)表達(dá)蛋白富集到能量生成、吞噬體、蛋白合成代謝、蛋白磷酸化通路，說明漿蜂血淋巴能量代謝、免疫、蛋白合成、蛋白磷酸化功能加強(qiáng)；意蜂哺育蜂血淋巴蛋白參與核苷酸代謝，為意蜂哺育時(shí)期提供能量；與意蜂相比，漿蜂蛋白和能量代謝更旺盛，漿蜂經(jīng)高產(chǎn)選育具有更加高效的蛋白生物合成能力，保證了蜂王漿的高產(chǎn)。采集蜂血淋巴蛋白分別有77、42個(gè)差異表達(dá)的蛋白和磷酸化蛋白，其中漿蜂和意蜂分別上調(diào)表達(dá)31、46個(gè)蛋白和14、28個(gè)磷酸化蛋白，兩品系采集蜂血