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意大利蜜蜂去甲基化酶ALKBH基因家族的生物信息学分析、表达模式及功能验证
1
作者
李一平
孙长露
+2 位作者
张伟
王妙
黄少康
《昆虫学报》
北大核心
2025年第4期407-420,共14页
【目的】本研究旨在探究意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica去甲基化酶AmALKBH基因对生长发育过程和mRNA甲基化的潜在调控作用,为深入开展AmALKBH的功能研究提供新理论基础和参考。【方法】使用多种软件对5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmAL...
【目的】本研究旨在探究意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica去甲基化酶AmALKBH基因对生长发育过程和mRNA甲基化的潜在调控作用,为深入开展AmALKBH的功能研究提供新理论基础和参考。【方法】使用多种软件对5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7及AmALKBH 8)进行生物信息学分析,并进行多物种间的同源序列比对和系统进化树构建。利用qRT-PCR检测5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7及AmALKBH 8)在意大利蜜蜂不同发育阶段(卵、幼虫和蛹),1,7和18日龄成年工蜂脑中以及1日龄成年工蜂不同组织(触角、脑、咽下腺、蜜囊、中肠、回肠、直肠、脂肪体和毒腺)中的表达量。同时利用高效液相色谱三重四级杆串联质谱(high performance liquid chromatography tandem triple quadrupole mass spectrometry,HPLC-QqQ-MS/MS)检测意大利蜜蜂以上不同发育阶段以及1,7和18日龄成年工蜂脑样品中mRNA m^(6)A甲基化的水平。【结果】意大利蜜蜂的5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7和AmALKBH 8)分别编码311,297,229,228和585个氨基酸,具有共同的保守基序和结构域,均为亲水性的球形蛋白,5个AmALKBH蛋白之间的理化性质存在差异。意大利蜜蜂的5个AmALKBHs与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、智人Homo sapiens、家鼠Mus musculus、拟南芥Arabidopsis thaliana以及大肠杆菌Escherichia coli的ALKBH氨基酸序列一致性为12.92%~46.46%,与东方蜜蜂A.cerana、黄脚胡蜂Vespa velutina和欧洲熊蜂Bombus terrestris的ALKBH亲缘关系最紧密。随着卵期的胚胎发育进程,AmALKBH4和AmALKBH7的表达量逐渐降低,而AmALKBH6的表达量逐渐增高,AmALKBH8的表达量在卵中期(产卵后36 h)最高而后下降,AmALKBH1不表达;在幼虫期和蛹期,5个AmALKBH基因的表达量随发育进程逐渐提高,在褐眼白蛹和褐眼浅色蛹时达到峰值,在羽化出房前有所下降;5个AmALKBH基因均显示出在意大利蜜蜂1日龄成年工蜂触角和脑中高表达;1日龄成年工蜂脑中AmALKBH6,AmALKBH 7和AmALKBH 8的表达量均显著低于7和18日龄成年工蜂中的。mRNA m^(6)A甲基化水平从卵前期到卵中期明显降低,在卵后期(产卵后60 h)显著提高;幼虫和蛹期mRNA m^(6)A甲基化水平呈现与基因表达量相似的变化趋势,不同的是在粉眼白蛹时就较早地出现峰值,而mRNA m^(6)A甲基化水平在1日龄成年工蜂脑中最高,在7和18日龄成虫年工蜂脑中降低。【结论】研究结果显示出ALKBH基因家族在各物种间的高度保守性,意大利蜜蜂的5个AmALKBH基因之间在序列特征、蛋白结构和表达模式上均存在差异,预示其各自具有功能特点。AmALKBH基因表达量和mRNA m^(6)A甲基化水平均随发育阶段出现动态变化,且二者之间存在一定关联,表明AmALKBH基因对意大利蜜蜂生长发育具有潜在调控作用。以上研究结果为揭示AmALKBH基因调控生长发育的分子机制打下良好基础,为进一步提升蜜蜂在基础研究和授粉应用中的价值提供全新理论依据。
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关键词
意大利蜜蜂
alkbh基因家族
去甲基化酶
mRNA
m^(6)A甲基化
发育阶段
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职称材料
题名
意大利蜜蜂去甲基化酶ALKBH基因家族的生物信息学分析、表达模式及功能验证
1
作者
李一平
孙长露
张伟
王妙
黄少康
机构
福建农林大学蜂学与生物医药学院
中国农业科学院蜜蜂研究所
中国农业大学理学院应用化学系
农业农村部(福建)蜜蜂生物学观测站
出处
《昆虫学报》
北大核心
2025年第4期407-420,共14页
基金
国家自然科学基金面上项目(32272936)
中国农业科学院青年创新专项(Y2023QC11)
福建农林大学校科技专项创新基金(KFB23097A)。
文摘
【目的】本研究旨在探究意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica去甲基化酶AmALKBH基因对生长发育过程和mRNA甲基化的潜在调控作用,为深入开展AmALKBH的功能研究提供新理论基础和参考。【方法】使用多种软件对5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7及AmALKBH 8)进行生物信息学分析,并进行多物种间的同源序列比对和系统进化树构建。利用qRT-PCR检测5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7及AmALKBH 8)在意大利蜜蜂不同发育阶段(卵、幼虫和蛹),1,7和18日龄成年工蜂脑中以及1日龄成年工蜂不同组织(触角、脑、咽下腺、蜜囊、中肠、回肠、直肠、脂肪体和毒腺)中的表达量。同时利用高效液相色谱三重四级杆串联质谱(high performance liquid chromatography tandem triple quadrupole mass spectrometry,HPLC-QqQ-MS/MS)检测意大利蜜蜂以上不同发育阶段以及1,7和18日龄成年工蜂脑样品中mRNA m^(6)A甲基化的水平。【结果】意大利蜜蜂的5个AmALKBH基因(AmALKBH1,AmALKBH4,AmALKBH6,AmALKBH 7和AmALKBH 8)分别编码311,297,229,228和585个氨基酸,具有共同的保守基序和结构域,均为亲水性的球形蛋白,5个AmALKBH蛋白之间的理化性质存在差异。意大利蜜蜂的5个AmALKBHs与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、智人Homo sapiens、家鼠Mus musculus、拟南芥Arabidopsis thaliana以及大肠杆菌Escherichia coli的ALKBH氨基酸序列一致性为12.92%~46.46%,与东方蜜蜂A.cerana、黄脚胡蜂Vespa velutina和欧洲熊蜂Bombus terrestris的ALKBH亲缘关系最紧密。随着卵期的胚胎发育进程,AmALKBH4和AmALKBH7的表达量逐渐降低,而AmALKBH6的表达量逐渐增高,AmALKBH8的表达量在卵中期(产卵后36 h)最高而后下降,AmALKBH1不表达;在幼虫期和蛹期,5个AmALKBH基因的表达量随发育进程逐渐提高,在褐眼白蛹和褐眼浅色蛹时达到峰值,在羽化出房前有所下降;5个AmALKBH基因均显示出在意大利蜜蜂1日龄成年工蜂触角和脑中高表达;1日龄成年工蜂脑中AmALKBH6,AmALKBH 7和AmALKBH 8的表达量均显著低于7和18日龄成年工蜂中的。mRNA m^(6)A甲基化水平从卵前期到卵中期明显降低,在卵后期(产卵后60 h)显著提高;幼虫和蛹期mRNA m^(6)A甲基化水平呈现与基因表达量相似的变化趋势,不同的是在粉眼白蛹时就较早地出现峰值,而mRNA m^(6)A甲基化水平在1日龄成年工蜂脑中最高,在7和18日龄成虫年工蜂脑中降低。【结论】研究结果显示出ALKBH基因家族在各物种间的高度保守性,意大利蜜蜂的5个AmALKBH基因之间在序列特征、蛋白结构和表达模式上均存在差异,预示其各自具有功能特点。AmALKBH基因表达量和mRNA m^(6)A甲基化水平均随发育阶段出现动态变化,且二者之间存在一定关联,表明AmALKBH基因对意大利蜜蜂生长发育具有潜在调控作用。以上研究结果为揭示AmALKBH基因调控生长发育的分子机制打下良好基础,为进一步提升蜜蜂在基础研究和授粉应用中的价值提供全新理论依据。
关键词
意大利蜜蜂
alkbh基因家族
去甲基化酶
mRNA
m^(6)A甲基化
发育阶段
Keywords
Apis mellifera ligustica
alkbh
gene family
demethylase
mRNA m^(6)A methylation
developmental stages
分类号
S891 [农业科学—特种经济动物饲养]
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1
意大利蜜蜂去甲基化酶ALKBH基因家族的生物信息学分析、表达模式及功能验证
李一平
孙长露
张伟
王妙
黄少康
《昆虫学报》
北大核心
2025
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