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PLoS One:陈润生院士组发现miRNA参与调控蜜蜂级型分化

来源:生物谷 2014-01-27 14:57

蜜蜂是典型的社会性昆虫,蜂群通常由两种性别,三种类型的个体组成,即雄蜂、工蜂和蜂王。雄蜂为单倍体,由未受精卵发育而来,而蜂王和工蜂都是二倍体,由受精卵发育而来,均为雌性蜂。作为两种不同的级型,蜂王和工蜂虽具有相同的遗传背景,但二者不仅外部形态有显著不同,在生理和行为上也存在巨大差异。这种级型的决定历来被认为是与蜂王浆的特殊成分相关,然而具体分析蜂王浆的成分却没有发现任何特定的非营养的"制造蜂王"因子。普遍的观点是,营养敏感通路将幼虫的饮食转换成了生理和基因表达的差异,而这些差异最终被幼虫基因组的表观遗传修饰所固定。来自中国科学院陈润生院士课题组,浙江大学,福建农林大学和澳大利亚国立大学的研究人员携手从非编码小RNA层次对蜜蜂饮食对级型决定的影响进行了深入探讨,研究成果发表在12月刊的PLoS One上。

研究人员采用Solexa测序技术对蜜蜂幼虫食物中的小RNA组成进行分析,结果显示,相较于蜂王浆,工蜂浆中microRNA(miRNA)的复杂度和丰度更高。工蜂浆中的miRNA水平比蜂王浆中高7至215倍。研究人员进一步利用qPCR和μParaflo?微流体miRNA定制芯片(芯片合成检测由联川生物完成)对幼虫发育阶段(第四到第六天)中的miRNA表达谱变化展开分析,发现在两种浆液中miRNA的组成都呈现动态变化。不仅如此,研究人员通过添加特定的miRNA(如miR-184)到蜂王浆中,发现会引起蜂王幼虫mRNA表达的显著变化,以及形成的成年蜂王形态特征向工蜂级型变化。研究人员由此提出,保姆蜂分泌物中的miRNA可作为调控蜜蜂级型决定机制中的一个附加元件。(生物谷Bioon.com)

生物谷推荐英文摘要:

PLoS ONE    DOI: 10.1371/journal.pone.0081661   

Recipe for a Busy Bee: MicroRNAs in Honey Bee Caste Determination.

Guo X, Su S, Skogerboe G, Dai S, Li W, et al.

Social caste determination in the honey bee is assumed to be determined by the dietary status of the young larvae and translated into physiological and epigenetic changes through nutrient-sensing pathways. We have employed Illumina/Solexa sequencing to examine the small RNA content in the bee larval food, and show that worker jelly is enriched in miRNA complexity and abundance relative to royal jelly. The miRNA levels in worker jelly were 7–215 fold higher than in royal jelly, and both jellies showed dynamic changes in miRNA content during the 4th to 6th day of larval development. Adding specific miRNAs to royal jelly elicited significant changes in queen larval mRNA expression and morphological characters of the emerging adult queen bee. We propose that miRNAs in the nurse bee secretions constitute an additional element in the regulatory control of caste determination in the honey bee.

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