蜜蜂球囊菌几丁质酶3基因的生物信息学和表达模式分析

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作者 王梦怡 吴陶 +8 位作者 范小雪 胡艳雯 王炜 郑一荻 邱剑丰 张荣华 严提珍 陈大福 郭睿 《福建农林大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期640-646,共7页

【目的】丰富蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)几丁质酶3(AaCHIT3)的理化性质和分子特征信息,为AaCHIT3基因的功能研究提供科学依据。【方法】利用Expasy网站的ProtParam和ProtScale软件分别预测AaCHIT3蛋白的理化性质和亲水性,采用MEME软... 【目的】丰富蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)几丁质酶3(AaCHIT3)的理化性质和分子特征信息,为AaCHIT3基因的功能研究提供科学依据。【方法】利用Expasy网站的ProtParam和ProtScale软件分别预测AaCHIT3蛋白的理化性质和亲水性,采用MEME软件鉴定保守基序和结构域,通过Mega 11.0软件对蜜蜂球囊菌及其他真菌的CHIT3进行系统进化分析。使用RT-qPCR检测蜜蜂球囊菌侵染意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)工蜂幼虫过程中AaCHIT3的表达模式。【结果】AaCHIT3由372个氨基酸组成,分子质量约为43.03 ku,理论等电点为5.05,分子式为C_(1953)H_(2986)N_(514)O_(559)S_(13),平均亲水系数为-0.39。AaCHIT3中,α-螺旋含102个氨基酸,延长链由53个氨基酸组成,无规则卷曲结构由217个氨基酸构成。AaCHIT3的三级结构与模板A0A168BB95.1.A的序列一致性达100%。AaCHIT3包含2个结构域(GH18和CCDC50),而疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)、石膏样奈尼兹皮真菌(Nannizzia gypsea)等其他9种真菌的CHIT3仅含有1个相同结构域(GH18-CTS3)。AaCHIT3含有7个保守基序,疏棉状嗜热丝孢菌、奥菲迪菌(Ophidiomyces ophidiicola)、石膏样奈尼兹皮真菌、副球孢子菌(Paracoccidioides lutzii)和印度块菌(Tuber indicum)的CHIT3均包含9个相同保守基序,曲霉菌(Aspergillus hiratsukae)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、灰青霉(Penicillium canescens)和紫红曲霉(Monascus purpureus)包含10个相同保守基序。系统进化分析显示,蜜蜂球囊菌和印度块菌的CHIT3在进化树上各自单独为一支。与蜜蜂球囊菌接种后1 d(1 dpi)相比,AaCHIT3的表达水平在2 dpi显著上调,3 dpi时则下调。【结论】AaCHIT3是一种潜在的亲水性蛋白;蜜蜂球囊菌与上述其他真菌的CHIT3在保守性和同源性方面均较低。在蜜蜂球囊菌侵染意大利蜜蜂工蜂幼虫过程中,AaCHIT3的表达呈现先上调后下调的趋势,提示AaCHIT3可能在蜜蜂球囊菌的侵染过程中发挥重要作用。 展开更多

关键词 蜜蜂白垩病 蜜蜂球囊菌 意大利蜜蜂 几丁质 几丁质酶 分子特征 表达模式

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西方蜜蜂AKHR基因的生物信息学及表达模式分析 被引量：2

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作者 刘彩珍 范小雪 +4 位作者 吴伯文 吴杨 付志英 陈大福 郭睿 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1193-1200,共8页

本研究对西方蜜蜂Apis mellifera脂动激素受体(Adipokinetic hormone receptor,AKHR)基因AmAKHR CDS区进行RT-PCR扩增和生物信息学分析,并测定了AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的表达模式,旨在为进一步的功能研究提供参考和基础。... 本研究对西方蜜蜂Apis mellifera脂动激素受体(Adipokinetic hormone receptor,AKHR)基因AmAKHR CDS区进行RT-PCR扩增和生物信息学分析,并测定了AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的表达模式,旨在为进一步的功能研究提供参考和基础。通过PCR扩增AmAKHR的CDS,使用相关软件预测AmAKHR蛋白的理化性质、分子特征及蛋白互作网络。采用RT-qPCR技术检测AmAKHR在工蜂不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明,AmAKHR基因CDS长度为1050 bp,编码349个氨基酸;AmAKHR的相对分子量约为40.63 kDa,分子式为C1873H2939N471O484S26,含39个磷酸化位点,7个α-跨膜螺旋结构及8个保守基序,不含信号肽,主要分布于质膜;AmAKHR与小蜜蜂Apis florea的AKHR在进化树上聚为一支;AmAKHR的二级结构包含127个无规则卷曲,124个α-螺旋,87条延伸链和11个β-转角;AmAKHR与卵黄原蛋白和神经肽Corazonin等10个蛋白构成1个互作网络;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂的毒腺、中肠、咽下腺、脂肪体、脑和触角等6个组织中差异表达,在脂肪体中的表达量最高,而在中肠中的表达量最低;AmAKHR在西方蜜蜂工蜂1日龄幼虫、3日龄幼虫、5日龄幼虫、2日龄预蛹、1日龄蛹中均有表达,且表达量随着日龄的增长而持续上调。研究结果揭示AmAKHR为疏水性蛋白和膜蛋白,并与卵黄原蛋白和神经肽等10个蛋白潜在互作,AmAKHR可能在西方蜜蜂工蜂的能量代谢、脂类分解和变态发育中发挥作用。 展开更多

关键词 西方蜜蜂 脂动激素受体 分子特性 系统进化 表达特征

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东方蜜蜂微孢子虫腺苷酸激酶的生物信息学与基因表达特征 被引量：1

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作者 刘彩珍 臧贺 +4 位作者 宓诗雨 吴伯文 孙恺玥 陈大福 郭睿 《环境昆虫学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期837-843,共7页

本研究旨在解析东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的腺苷酸激酶(Adenylat kinase,ADK)NcADK的理化性质和分子特性,并检测NcADK基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中的表达特征,以期丰富NcADK相关信息... 本研究旨在解析东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的腺苷酸激酶(Adenylat kinase,ADK)NcADK的理化性质和分子特性,并检测NcADK基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中的表达特征,以期丰富NcADK相关信息,并为进一步的功能研究提供依据。利用相关生物信息学软件预测和分析NcADK的理化性质、信号肽、磷酸化位点、二级结构和三级结构。使用MEME软件和Batch CD-Search工具分别预测东方蜜蜂微孢子虫和其它7种微孢子ADK蛋白的保守基序和保守结构域。通过Mega 11.0软件基于ADK氨基酸序列构建进化树。采用RT-qPCR检测东方蜜蜂微孢子虫侵染过程中NcADK的相对表达量。结果表明,NcADK的CDS含有540个核苷酸,可编码179个氨基酸;NcADK的分子量约为20.66 kDa,分子式为C903H1488N258O278S8,脂肪系数为100.61,平均亲水系数为-0.502,等电点为6.83,含29个负电荷氨基酸和29个正电荷氨基酸;NcADK可同时定位于细胞质、线粒体、细胞核、囊泡和过氧化物酶体;NcADK含20个磷酸化位点,不含典型的信号肽;NcADK含88个α-螺旋,24条延长链,17个β-转角,50个无规则卷曲,与模板A0A0F9WEU7.1.A之间的序列同源性为100%;在东方蜜蜂微孢子虫、东方赤孢子虫Hamiltosporidium tvaerminnensis、肠脑炎微孢子虫Encephalitozoon intestinalis、按蚊微孢子虫Anncaliia algerae和角膜条孢虫Vittaforma corneae ADK中均鉴定到1个相同的结构域和5个相同的保守基序;东方蜜蜂微孢子虫与蜜蜂微孢子虫Nosema apis的ADK在进化树上聚为一支。相较于接种后1 d(1 day post inoculation,1 dpi),NcADK的表达量在2 dpi上调但无显著差异(P>0.05),在3 dpi和4 dpi均显著上调(P>0.05)。研究结果明确了NcADK的理化性质和分子特性,并揭示NcADK是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白,不同微孢子虫的ADK具有较强的保守性,东方蜜蜂微孢子虫及其姐妹种蜜蜂微孢子虫的ADK具有高同源性,NcADK在3 dpi和4 dpi被激活表达。 展开更多

关键词 东方蜜蜂微孢子虫 腺苷酸激酶 分子特性 系统进化 表达特征

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中华蜜蜂14-3-3ζ基因的克隆、分子特征及时空表达谱分析

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作者 陈颖 康婧 +8 位作者 臧贺 王勇杰 张凯遥 叶道有 冯睿蓉 陈大福 徐国钧 郭睿 邱剑丰 《昆虫学报》 北大核心 2025年第8期1031-1039,共9页

【目的】本研究旨在丰富中华蜜蜂Apis cerana cerana 14-3-3ζ基因的基本信息,为其进一步的功能研究提供参考和依据。【方法】通过PCR扩增14-3-3ζ基因的编码序列(coding sequence,CDS),再进行TA克隆和Sanger测序;使用相关软件预测14-3-... 【目的】本研究旨在丰富中华蜜蜂Apis cerana cerana 14-3-3ζ基因的基本信息,为其进一步的功能研究提供参考和依据。【方法】通过PCR扩增14-3-3ζ基因的编码序列(coding sequence,CDS),再进行TA克隆和Sanger测序;使用相关软件预测14-3-3ζ的理化性质和分子特征,并对14-3-3ζ进行系统进化分析;利用RT-qPCR检测14-3-3ζ基因在中华蜜蜂不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)、刚出房工蜂成虫不同组织(触角、中肠、脂肪体、咽下腺、脑、表皮和毒腺)及蜜蜂球囊菌Ascospaera apis接种中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后4,5和6日龄幼虫肠道中的表达量。【结果】成功克隆到中华蜜蜂14-3-3ζ基因的CDS,含744个核苷酸,编码247个氨基酸,中华蜜蜂14-3-3ζ的分子量约为28.0 kD,含26个磷酸化位点、4个结构域和1个保守基序,不含跨膜结构域与信号肽;中华蜜蜂、西方蜜蜂Ap.mellifera、黑大蜜蜂Ap.laboriosa、小蜜蜂Ap.florea、芦蜂Ceratina calcarata、火红熊蜂Bombus pyrosoma、地熊蜂B.terrestris、苜蓿切叶蜂Megachile rotundata、壁蜂Osmia lignaria和东南蓝莓蜂Habropoda laboriosa 14-3-3ζ均包含4个相同的保守基序和1个相同的结构域(14-3-3_1),中华蜜蜂和西方蜜蜂的14-3-3ζ在系统进化树上聚为一支。14-3-3ζ基因在中华蜜蜂卵中的表达量显著高于3日龄幼虫、1和2日龄预蛹及4日龄蛹中的表达量,在中华蜜蜂各日龄工蜂成虫体内的表达量无显著差异;14-3-3ζ基因的表达量在中华蜜蜂刚出房工蜂成虫毒腺中最高,且显著高于触角、中肠、咽下腺、脑、表皮和脂肪体中的表达量;蜜蜂球囊菌接种中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后,14-3-3ζ基因在中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道中的表达量与对照组比显著下调。【结论】中华蜜蜂14-3-3ζ基因在工蜂的毒腺和卵中特异性高量表达,幼虫肠道中14-3-3ζ基因的表达在蜜蜂球囊菌侵染过程中被激活,14-3-3ζ是一种潜在的亲水性、非跨膜和胞内蛋白,中华蜜蜂与上述其他10种蜂的14-3-3ζ较为保守,中华蜜蜂和西方蜜蜂的14-3-3ζ之间亲缘关系最近。 展开更多

关键词 中华蜜蜂 14-3-3 分子特征 表达模式 蜜蜂球囊菌

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东方蜜蜂基质金属蛋白酶14基因AcMMP 14的分子特征与表达模式 被引量：2

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作者 刘治滩 叶道有 +8 位作者 宓诗雨 王宁 郑一荻 蒋海宾 吴鹰 徐细建 陈大福 邱剑丰 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第3期282-290,共9页

【目的】本研究旨在克隆东方蜜蜂Apis cerana基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase-14,MMP14)基因AcMMP 14,分析其分子特征和表达模式,为持续深入开展AcMMP 14的功能研究提供参考和依据。【方法】提取东方蜜蜂6日龄工蜂幼虫肠道总... 【目的】本研究旨在克隆东方蜜蜂Apis cerana基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase-14,MMP14)基因AcMMP 14,分析其分子特征和表达模式,为持续深入开展AcMMP 14的功能研究提供参考和依据。【方法】提取东方蜜蜂6日龄工蜂幼虫肠道总RNA,PCR扩增AcMMP 14的编码序列(coding sequence,CDS)。使用相关生物信息学软件预测AcMMP14的理化性质和分子特征,鉴定东方蜜蜂和其他蜂种MMP14的结构域和保守基序,并进行系统进化分析。采用RT-qPCR检测AcMMP 14在工蜂卵、幼虫、预蛹、蛹和不同日龄成虫,工蜂成虫触角、脑、表皮、脂肪体、毒腺、中肠和咽下腺及东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae接种刚出房的1日龄工蜂后1-4 d时中肠中的相对表达量。【结果】AcMMP14的分子式为C 3068 H 4581 N 803 O 915 S 20,分子量约为68.00 kD,脂溶系数为64.12,等电点为5.85,平均亲水系数为-0.47,含1个信号肽和36个磷酸化位点,可同时定位于线粒体、细胞核和细胞质。东方蜜蜂与其他10种蜂的MMP14中均含有3个相同的结构域和5个相同的保守基序。东方蜜蜂与大蜜蜂A.dorsata的MMP14的氨基酸序列一致性达94.23%,且在进化树上聚为一支。AcMMP 14在东方蜜蜂工蜂卵、3日龄幼虫、1和2日龄预蛹及4日龄蛹中差异表达,在4日龄蛹中的表达量最高且显著高于3日龄幼虫和2日龄预蛹中的表达量。AcMMP 14在不同日龄工蜂成虫体内差异表达,在15日龄成虫体内的表达量最高且显著高于1,2,6,12和17日龄成虫体内的表达量。AcMMP 14在东方蜜蜂工蜂成虫的7种不同组织中差异表达,在触角中的表达量最高且显著高于脑、表皮、脂肪体、毒腺、中肠和咽下腺中的表达量。与未接种的对照组相比,东方蜜蜂微孢子虫接种后1和2 d时工蜂成虫中肠中AcMMP14的表达量显著下调,3和4 d时工蜂成虫中肠中AcMMP14的表达量下调但差异不显著。【结论】AcMMP14为潜在的亲水性蛋白和分泌蛋白;AcMMP 14在东方蜜蜂工蜂不同发育阶段和成虫组织中发挥潜在的重要功能;工蜂成虫中肠中AcMMP 14在东方蜜蜂微孢子虫的第一个增殖周期前期被激活表达。 展开更多

关键词 东方蜜蜂 基质金属蛋白酶 东方蜜蜂微孢子虫 表达模式 分子特征

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意大利蜜蜂piR-ame-1128833的靶mRNA和功能分析 被引量：1

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作者 张艺琼 李琪明 +7 位作者 董舒楠 王宁 康婧 宓诗雨 吴鹰 蒋海宾 陈大福 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第1期49-60,共12页

【目的】本研究旨在揭示意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica成年工蜂中肠中piR-ame-1128833的调控网络和功能,为探明其作用机制提供基础。【方法】通过stem-loop RT-PCR和Sanger测序验证piR-ame-1128833在意大利蜜蜂6日龄工蜂成虫中肠... 【目的】本研究旨在揭示意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica成年工蜂中肠中piR-ame-1128833的调控网络和功能,为探明其作用机制提供基础。【方法】通过stem-loop RT-PCR和Sanger测序验证piR-ame-1128833在意大利蜜蜂6日龄工蜂成虫中肠、7日龄蜂王成虫卵巢和12日龄雄蜂成虫精巢中的表达和序列真实性。使用相关生物信息学软件预测piR-ame-1128833的靶mRNA并进行GO和KEGG数据库注释。通过RT-PCR和Sanger测序对piR-ame-1128833的关键靶基因Wnt-1和LAMP-1在6日龄工蜂成虫中肠、7日龄蜂王成虫卵巢和12日龄雄蜂成虫精巢中的表达进行验证。通过双荧光素酶报告基因试验验证piR-ame-1128833与关键靶基因Wnt-1和LAMP-1的结合关系。饲喂刚出房的1日龄工蜂成虫piR-ame-1128833的模拟物(mimic-piR)和阴性对照(mimic-NC)后,采用RT-qPCR检测工蜂成虫中肠中piR-ame-1128833的相对表达量及过表达piR-ame-1128833后关键靶基因Wnt-1和LAMP-1的相对表达量。【结果】piR-ame-1128833在6日龄工蜂成虫中肠、7日龄蜂王成虫卵巢和12日龄雄蜂成虫精巢中存在和表达;piR-ame-1128833靶向3021条mRNA,可注释到代谢进程和催化活性等45条GO条目及溶酶体和MAPK信号通路等318条KEGG通路;有51条靶mRNA涉及Wnt,mTOR,Hippo,AMPK,Hedgehog,MAPK和JAK-STAT等7条生长发育相关信号通路,有53条靶mRNA涉及2条体液免疫通路(MAPK和JAK-STAT信号通路)与3条细胞免疫通路(内吞作用、溶酶体和吞噬体);靶基因Wnt-1和LAMP-1在6日龄工蜂成虫中肠、7日龄蜂王成虫卵巢和12日龄雄蜂成虫精巢中表达;piR-ame-1128833与靶基因Wnt-1和LAMP-1之间存在结合关系;相较于mimic-NC饲喂组,piR-ame-1128833的表达量在mimic-piR饲喂组2和5日龄成年工蜂中肠中极显著上调,在3和4日龄成年工蜂中肠中显著上调;过表达piR-ame-1128833后,Wnt-1的表达量在3日龄成年工蜂中肠中极显著下调,在2,4和5日龄成年工蜂中肠中显著下调;LAMP-1的表达量在3,4和5日龄成年工蜂中肠中极显著下调,在2日龄成年工蜂中肠中显著下调。【结论】piR-ame-1128833在意大利蜜蜂成年工蜂中肠、成年蜂王卵巢和成年雄蜂精巢中表达,通过饲喂mimic-piR能实现成年工蜂中肠中piR-ame-1128833的高效过表达,成年工蜂中肠中piR-ame-1128833通过负调控Wnt-1和LAMP-1的表达发挥潜在作用。 展开更多

关键词 意大利蜜蜂 PIRNA piR-ame-1128833 中肠 卵巢 精巢 靶基因

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中华蜜蜂幼虫肠道体液免疫通路相关基因及其剪接异构体鉴定 被引量：1

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作者 李坤泽 杜丽婷 +8 位作者 王梦怡 胡艳雯 吴函雨 邱剑丰 严提珍 卢兆辉 陈大福 骆庆明 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第3期271-281,共11页

【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道中体液免疫通路相关基因及其剪接异构体,为持续开展中华蜜蜂体液免疫通路相关基因和剪接异构体的分子克隆与功能研究提供资源和基础。【方法】通过Blast将前期基于中华蜜蜂工... 【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道中体液免疫通路相关基因及其剪接异构体,为持续开展中华蜜蜂体液免疫通路相关基因和剪接异构体的分子克隆与功能研究提供资源和基础。【方法】通过Blast将前期基于中华蜜蜂工蜂幼虫肠道转录组的纳米孔(nanopore)测序数据鉴定到的所有全长转录本分别比对到KEGG和Nr数据库,筛选出体液免疫信号通路相关基因及其剪接异构体。利用GffCompare软件将鉴定到的体液免疫信号通路相关基因比对到东方蜜峰A.cerana参考基因组(版本号:ACSNU-2.0),以优化已注释基因的结构。使用Astalavista软件鉴定体液免疫信号通路相关基因的可变剪接(alternative splicing,AS)事件类型,再统计不同类型的AS事件数目;采用RT-PCR验证AS事件的真实性。利用TAPIS pipeline软件预测体液免疫信号通路相关基因所含可变多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)位点,并通过MEME软件鉴定APA位点上游50 bp的基序(motif);通过3′RACE验证APA位点的真实性。【结果】共鉴定到JNK-p38-MAPK信号通路相关的23个基因及135条剪接异构体,Toll信号通路相关的21个基因和130条剪接异构体,JAK/STAT信号通路相关12个基因和53条剪接异构体,IMD信号通路相关10个基因和46条剪接异构体。注释到东方蜜蜂参考基因组上体液免疫通路相关的18个基因的5′UTR被延长,19个基因的3′UTR被延长,8个基因的5′UTR和3′UTR同时被延长。共鉴定到体液免疫信号通路相关的16个基因的60次AS事件,其中最丰富的类型是可变5′端剪接(alternative 5′splice site,A5SS)(26次)。通过RT-PCR证实了随机选择的3个基因的AS事件的真实性。共鉴定到体液免疫信号通路相关的47个基因含有1个及以上的APA位点,其中含有1个APA位点的基因最多。在APA位点上游鉴定到3条一致性序列:ATATAWAWWTATATRWATNYD,HVVN VNNDBDNBHNDDDNWNNNNNWNNH和BSHDVWDRDBDDDKKNVWDRDKHHVKHDVNNVWDND BHWHB。3′RACE结果证实了随机选择的2个基因所含APA位点的真实性。【结论】首次鉴定到中华蜜蜂幼虫肠道体液免疫信号通路相关的66个基因和364条剪接异构体,优化了东方蜜蜂参考基因组上注释到体液免疫通路的29个基因结构,挖掘出体液免疫相关的60次AS事件和139个APA位点,并证实了体液免疫相关基因的AS事件和APA位点的真实性。 展开更多

关键词 中华蜜蜂 纳米孔测序 体液免疫通路 基因结构优化 可变剪接 可变多聚腺苷酸化

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意大利蜜蜂piR-ame-1186994的靶基因与功能分析 被引量：1

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作者 张艺琼 那志豪 +9 位作者 李琪明 王梦怡 李婧娴 代梦远 邱剑丰 张荣华 卢兆辉 陈大福 严提珍 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第3期260-270,共11页

【目的】本研究旨在明确意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica piR-ame-1186994的调控功能,为进一步探究piR-ame-1186994的调控作用机制提供科学依据。【方法】通过Stem-loop RT-PCR和Sanger测序分别验证piR-ame-1186994在意大利蜜蜂6日... 【目的】本研究旨在明确意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica piR-ame-1186994的调控功能,为进一步探究piR-ame-1186994的调控作用机制提供科学依据。【方法】通过Stem-loop RT-PCR和Sanger测序分别验证piR-ame-1186994在意大利蜜蜂6日龄工蜂成虫中肠、12日龄雄蜂成虫精巢和7日龄蜂王成虫卵巢中的表达和序列真实性。使用相关软件预测piR-ame-1186994的靶mRNA并进行GO和KEGG数据库注释,进而构建发育信号通路、能量代谢通路及细胞和体液免疫通路相关调控网络。饲喂刚出房工蜂成虫piR-ame-1186994的模拟物(mimic)和mimic-NC(阴性对照组),利用RT-qPCR检测工蜂成虫中肠中的piR-ame-1186994及其关键2个关键靶基因(YAP 1和PLD 2)的相对表达量。【结果】在意大利蜜蜂6日龄工蜂成虫中肠、12日龄雄蜂成虫精巢和7日龄蜂王成虫卵巢中均扩增出piR-ame-1186994的特异性片段。piR-ame-1186994共靶向1097条mRNA,可注释到新陈代谢过程、结合和细胞等30条GO条目以及Wnt信号通路、内吞作用和催产素信号通路等182条KEGG通路。其中,分别有36和16条靶mRNA涉及5条发育相关信号通路(mTOR,Wnt,Hippo,AMPK和Notch信号通路)和4条能量代谢相关通路(氨基糖和核苷酸糖代谢、果糖和甘露糖代谢、糖酵解/糖异生及磷酸戊糖通路)。此外,分别有29和8条靶mRNA涉及4条细胞免疫通路(溶酶体、内吞作用、吞噬体和泛素介导的蛋白水解)和3条体液免疫通路(PI3K-Akt,MAPK和FoxO信号通路)。相较于阴性对照组mimic-NC,mimic-piR组中piR-ame-1186994的表达量在1,3和5日龄工蜂中肠中显著上调,在2和4日龄工蜂中肠中极显著上调;靶基因YAP 1的表达量在1,3,4和5日龄工蜂中肠中极显著下调,在2日龄工蜂中肠中显著下调;靶基因PLD 2的表达量在2,3和5日龄工蜂中肠中显著下调,在4日龄的工蜂中肠中极显著下调。【结论】piR-ame-1186994在意大利蜜蜂工蜂中肠、雄蜂精巢和蜂王卵巢中存在与表达;piR-ame-1186994通过靶向和负调控YAP 1和PLD 2的表达潜在调节工蜂中肠发育和免疫。 展开更多

关键词 意大利蜜蜂 中肠 卵巢 精巢 PIRNA

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中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道中蜜蜂球囊菌ass-milR0037-3p的调控作用与表达模式

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作者 叶道有 臧贺 +9 位作者 王梦怡 樊念 吴陶 郑可心 严提珍 卢兆辉 谢润桂 陈大福 郭睿 邱剑丰 《昆虫学报》 北大核心 2025年第9期1251-1260,共10页

【目的】本研究旨在检测ass-milR0037-3p及其关键靶基因在蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis侵染中华蜜蜂Apis cerana cerana和意大利蜜蜂A.mellifera ligustica工蜂幼虫过程中的表达模式,为深入探究ass-milR0037-3p调控蜜蜂球囊菌侵染机制提... 【目的】本研究旨在检测ass-milR0037-3p及其关键靶基因在蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis侵染中华蜜蜂Apis cerana cerana和意大利蜜蜂A.mellifera ligustica工蜂幼虫过程中的表达模式,为深入探究ass-milR0037-3p调控蜜蜂球囊菌侵染机制提供基础。【方法】使用相关软件预测蜜蜂球囊菌ass-milR0037-3p的靶基因并进行GO和KEGG数据库注释。中华蜜蜂和意大利蜜蜂3日龄工蜂幼虫饲喂含1×10^(7)孢子/mL蜜蜂球囊菌的饲料后采用stem-loop RT-PCR和RT-qPCR分别验证中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中ass-milR0037-3p的表达和检测中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中ass-milR0037-3p及其2个关键靶基因组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase)基因ESA1和黄素胺氧化还原酶(flavin containing amine oxidase)基因FAO的表达量。【结果】ass-milR0037-3p靶向225个基因,可注释到繁殖、结合和细胞等28个GO条目以及剪接体、次生代谢产物的生物合成及氨基糖和核苷酸糖代谢等105条KEGG通路。蜜蜂球囊菌接种后,中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中均扩增出ass-milR0037-3p的目的片段;相较于中华蜜蜂4日龄工蜂幼虫,5和6日龄工蜂幼虫肠道中ass-milR0037-3p的表达量均显著上调并且ESA1和FAO的表达量均显著下调;意大利蜜蜂5日龄工蜂幼虫肠道中ass-milR0037-3p的表达量比4日龄工蜂幼虫肠道中的上调,6日龄工蜂幼虫肠道中的比4日龄工蜂幼虫肠道中的显著上调;靶基因ESA1和FAO的表达量在意大利蜜蜂5日龄工蜂幼虫肠道中均比4日龄工蜂幼虫肠道中的上调,在6日龄工蜂幼虫肠道中比4日龄工蜂幼虫肠道中的显著上调。【结论】ass-milR0037-3p通过负调控FAO表达潜在调节蜜蜂球囊菌侵染中华蜜蜂工蜂幼虫的过程,通过正调控ESA1表达潜在影响蜜蜂球囊菌侵染意大利蜜蜂工蜂幼虫的过程。研究结果为阐明milRNA通过调控靶基因的表达来响应蜜蜂球囊菌侵染蜜蜂幼虫肠道的机制提供了基础。 展开更多

关键词 中华蜜蜂 意大利蜜蜂 微小RNA 类微小RNA的RNA 组蛋白乙酰转移酶基因 黄素胺氧化还原酶基因

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西方蜜蜂肽聚糖识别蛋白相关基因的剪接异构体鉴定及分析

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作者 冯佩林 朱乐冉 +9 位作者 臧贺 刘小玉 康婧 邱剑丰 刘锋 徐细建 骆群 陈大福 郭睿 徐国钧 《昆虫学报》 北大核心 2025年第2期133-143,共11页

【目的】本研究旨在系统鉴定和分析西方蜜蜂Apis mellifera肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein,PGRP)相关基因及其剪接异构体,探析PGRP基因剪接异构体编码蛋白的理化性质和分子特征,并测定PGRP基因剪接异构体在西方蜜蜂... 【目的】本研究旨在系统鉴定和分析西方蜜蜂Apis mellifera肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein,PGRP)相关基因及其剪接异构体,探析PGRP基因剪接异构体编码蛋白的理化性质和分子特征,并测定PGRP基因剪接异构体在西方蜜蜂工蜂成虫应答东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae侵染中的表达模式,以期为西方蜜蜂PGRP基因剪接异构体的功能研究提供参考和依据。【方法】基于已获得的西方蜜蜂8和11日龄工蜂成虫中肠纳米孔测序数据,利用Blast工具将前期鉴定到的所有全长转录本分别比对到Nr和KEGG数据库,筛选出西方蜜蜂PGRP基因及其剪接异构体,并随机选择PGRP基因的5条剪接异构体通过RT-PCR验证序列的真实性。使用Gffcompare软件将鉴定到的PGRP基因序列比对至西方蜜蜂参考基因组以优化基因结构。采用Astalavista软件鉴定PGRP基因的可变剪接(alternative splicing,AS)事件类型,再通过RT-PCR和Sanger测序验证AS事件。利用相关软件预测和分析PGRP基因剪接异构体编码蛋白的理化性质和分子特征。采用RT-qPCR检测东方蜜蜂微孢子虫接种后西方蜜蜂工蜂成虫中肠中PGRP基因剪接异构体的相对表达量。【结果】共鉴定到西方蜜蜂的4个PGRP相关基因(PGRP-3,PGRP-S2,PGRP-LC和PGRP-LB)及其19条剪接异构体。通过RT-PCR与Sanger测序证实了PGRP基因5条剪接异构体(rna14029,ONT.6350.8,ONT.6350.10,rna24089和ONT.6350.7)的表达和序列真实性。PGRP-3(gene10434)的5′和3′端分别延长了8和1055 bp,PGRP-S2(gene10435)的5′和3′端分别延长了27和234 bp。通过RT-PCR证实了PGRP-S2的AS事件的真实性。剪接异构体ONT.6350.2编码蛋白的分子式为C_(966)H_(1502)N_(272)O_(275)S_(7),分子量约为21527.63 D,理论等电点为8.94,平均亲水性为-0.119,含有信号肽和PGRP结构域,不含跨膜结构域;剪接异构体ONT.6350.6编码蛋白分子式为C_(841)H_(1301)N_(243)O_(244)S_(5),分子量约为18860.46 D,理论等电点9.14,平均亲水性为-0.324,不含跨膜结构域和信号肽。西方蜜蜂与东方蜜蜂A.cerana的PGRP-S2在进化树上聚为一支。相较于未接种东方蜜蜂微孢子虫的对照组,接种东方蜜蜂微孢子虫的西方蜜蜂工蜂成虫中肠中剪接异构体ONT.6350.2的表达量在接种后2和4 d时显著上调,在接种后3 d时极显著上调;剪接异构体ONT.6350.6与ONT.6350.2的表达模式相同;剪接异构体ONT.6350.2和ONT.6350.6在接种东方蜜蜂微孢子虫后1-4 d时总体上均表现为上升表达趋势。【结论】本研究优化了西方蜜蜂参考基因组上已注释的PGRP-3和PGRP-S2基因结构;揭示剪接异构体ONT.6350.2的编码蛋白可能是分泌蛋白,而剪接异构体ONT.6350.6的编码蛋白可能是胞内蛋白;西方蜜蜂与东方蜜蜂的PGRP-S2同源性最高;剪接异构体ONT.6350.2和ONT.6350.6在西方蜜蜂工蜂成虫应答东方蜜蜂微孢子虫侵染中被激活表达。 展开更多

关键词 西方蜜蜂 东方蜜蜂微孢子虫 肽聚糖识别蛋白 纳米孔测序 剪接异构体

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西方蜜蜂lncRNA13922的时空表达谱与潜在调控作用分析

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作者 董舒楠 曹瑞华 +9 位作者 陈颖 荆欣 臧贺 孙恺玥 刘锋 徐细建 骆群 陈大福 邱剑丰 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第4期397-406,共10页

【目的】通过测定lncRNA13922在西方蜜蜂Apis mellifera工蜂不同发育阶段和成虫组织的表达谱,并解析lncRNA13922的调控方式和作用,为进一步探究lncRNA13922的调控功能和机制提供科学依据。【方法】通过RT-PCR验证lncRNA13922在西方蜜蜂... 【目的】通过测定lncRNA13922在西方蜜蜂Apis mellifera工蜂不同发育阶段和成虫组织的表达谱,并解析lncRNA13922的调控方式和作用,为进一步探究lncRNA13922的调控功能和机制提供科学依据。【方法】通过RT-PCR验证lncRNA13922在西方蜜蜂工蜂成虫不同组织(触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺)中的表达量;采用RT-qPCR检测lncRNA13922在西方蜜蜂工蜂不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)和工蜂成虫组织(触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺)中的相对表达量;通过Pearson相关性分析预测与西方蜜蜂lncRNA13922共表达的mRNA;利用miRDeep2将lncRNA13922的核苷酸序列比对到miRBase数据库,再通过miRPara来预测miRNA前体;联用Miranda,RNAhybrid和TargetScan软件分别预测lncRNA13922靶向的miRNA及miRNA靶向的mRNA,取交集作为可靠的靶标集合;根据靶向关系构建竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络,进而利用相关软件对靶mRNA进行GO和KEGG数据库注释。【结果】lncRNA13922在西方蜜蜂工蜂成虫的触角、脑、中肠、脂肪体、咽下腺、表皮和毒腺均能被扩增出符合预期大小(约127 bp)的目的片段。lncRNA13922在西方蜜蜂卵、3日龄幼虫、1和2日龄预蛹及4日龄蛹中差异表达,在卵中的表达量最高,且显著高于3日龄幼虫及1和2日龄预蛹中的表达量;lncRNA13922在1,2,6,12,15和17日龄成虫体内均有表达,但表达量存在差异;lncRNA13922在2日龄成虫体内的表达量最高且显著高于1和17日龄成虫体内的表达量。lncRNA13922在西方蜜蜂工蜂成虫上述7种组织中差异表达,在毒腺中的表达量最高,且显著高于脑、中肠、脂肪体和咽下腺中的表达量。lncRNA13922与29条mRNA潜在共表达且它们的表达量具有正相关关系,与12条mRNA潜在共表达且它们的表达量具有负相关关系。lncRNA13922可作为2个miRNA的潜在前体。lncRNA13922可靶向75个miRNA进而靶向1833条mRNA。上述靶mRNA涉及细胞部分和细胞等603个GO条目与内吞作用和嘌呤代谢等56条KEGG通路。【结论】西方蜜蜂lncRNA13922在工蜂的不同发育阶段和成虫不同组织中动态差异表达,并通过反式作用、miRNA前体和ceRNA作用网络潜在参与调控发育过程。 展开更多

关键词 西方蜜蜂 长链非编码RNA 反式作用 内源性竞争RNA 时空表达谱

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东方蜜蜂DNA甲基转移酶3的分子特征、系统进化和基因表达模式

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作者 郭思佳 刘小玉 +9 位作者 王梦怡 臧贺 范小雪 吴陶 张天泽 严提珍 骆庆明 陈大福 邱剑丰 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第8期1040-1049,共10页

【目的】解析东方蜜蜂Apis cerana DNA甲基转移酶3(DNA methyltransferase 3,DNMT3)AcDNMT3的分子特征、系统进化及基因表达谱,为深入开展AcDNMT 3的功能研究提供参考和基础。【方法】利用相关生物信息学软件预测和分析东方蜜蜂AcDNMT3... 【目的】解析东方蜜蜂Apis cerana DNA甲基转移酶3(DNA methyltransferase 3,DNMT3)AcDNMT3的分子特征、系统进化及基因表达谱,为深入开展AcDNMT 3的功能研究提供参考和基础。【方法】利用相关生物信息学软件预测和分析东方蜜蜂AcDNMT3的理化性质、分子特征、结构域、保守基序和系统进化。采用RT-qPCR检测AcDNMT 3在东方蜜蜂工蜂不同发育阶段(卵、3日龄幼虫、1日龄预蛹、2日龄预蛹、4日龄蛹以及1,2,6,12,15和18日龄成虫)和工蜂成虫组织(触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺)及蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种东方蜜蜂3日龄工蜂幼虫后4-6日龄幼虫肠道和东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae接种东方蜜蜂1日龄工蜂成虫后2-5日龄成虫中肠中的相对表达量。【结果】AcDNMT3含758个氨基酸,分子量约为88.24 kD,分子式为C 3945 H 6182 N 1076 O 1134 S 44,理论等电点为8.32,平均亲水指数为-0.454。AcDNMT3与腺苷同型半胱氨酸酶(A0A2A3ECJ8)等10个蛋白具有潜在的互作关系。东方蜜蜂、西方蜜蜂Ap.mellifera、大蜜蜂Ap.dorsata、黑大蜜蜂Ap.laboriosa、欧洲熊蜂Bombus terrestris、巴西无刺蜂Frieseomelitta varia、果树壁蜂Osmia lignaria、大分舌蜂Colletes gigas、行军蚁Eciton burchellii、黄褐尼氏蚁Nylanderia fulva、阿根廷蚁Linepithema humile、红火蚁Solenopsis invicta、小黄家蚁Monomorium pharaonis和埃氏扁胸切叶蚁Vollenhovia emeryi的DNMT3含有4个相同的结构域(PWWP_DNMT3,ADDz_Dnmt3,Dcm domain和PWWP domain)及5个相同的保守基序(Motif1,Motif2,Motif3,Motif4和Motif5)。AcDNMT3与西方蜜蜂的DNMT3在进化树上聚为一支。AcDNMT 3在东方蜜蜂工蜂卵、幼虫、预蛹和蛹中差异表达,在2日龄预蛹中的表达量最高且显著高于卵、3日龄幼虫、1日龄预蛹和4日龄蛹中的表达量。AcDNMT 3在东方蜜蜂1,2,6,12,15和18日龄工蜂成虫体内差异表达,在1日龄成虫体内的表达量最高且显著高于2,6,12,15和18日龄成虫体内的表达量。AcDNMT 3在东方蜜蜂工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺中差异表达,在触角中的表达量最高,而在中肠中的表达量最低。蜜蜂球囊菌接种东方蜜蜂3日龄工蜂幼虫后4日龄工蜂幼虫肠道中AcDNMT 3的表达量比对照显著下调。东方蜜蜂微孢子虫接种东方蜜蜂1日龄工蜂成虫后2,4和5日龄工蜂成虫中肠中AcDNMT 3的表达量比对照显著上调,而3日龄工蜂成虫中肠中AcDNMT 3的表达量比对照极显著下调。【结论】AcDNMT3可能是亲水性蛋白、胞内蛋白和非跨膜蛋白;DNMT3在东方蜜蜂和上述其他昆虫中高度保守;东方蜜蜂与西方蜜蜂的DNMT3同源性最高;AcDNMT 3潜在参与东方蜜蜂工蜂发育、幼虫应答蜜蜂球囊菌侵染和成虫应答东方蜜蜂微孢子虫侵染。 展开更多

关键词 东方蜜蜂 DNA甲基转移酶3 生物信息学 分子特征 系统进化 发育 宿主应答

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意大利蜜蜂体液免疫通路相关基因及其剪接分析

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作者 宋宇轩 张荣华 +9 位作者 董舒楠 王梦怡 范小雪 李婧娴 宓诗雨 王美仪 邱剑丰 陈大福 严提珍 郭睿 《环境昆虫学报》 北大核心 2025年第4期1226-1237,I0013-I0021,共21页

本研究旨在利用已获得的纳米孔长读段测序数据鉴定和分析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica体液免疫通路相关基因及全长转录本,为深入开展功能研究提供资源与基础。使用Blast工具将鉴定到的所有全长转录本比对Nr数据库以筛选出体液免... 本研究旨在利用已获得的纳米孔长读段测序数据鉴定和分析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica体液免疫通路相关基因及全长转录本,为深入开展功能研究提供资源与基础。使用Blast工具将鉴定到的所有全长转录本比对Nr数据库以筛选出体液免疫通路相关基因和剪接体。采用gffcompare软件将全长转录本与西方蜜蜂Apis mellifera参考基因组(Amel_HAv3.1)上注释的转录本进行比较来优化已注释基因的结构。利用TAPIS pipeline预测和分析相关基因的可变多聚腺苷酸化(Alternative polyadenylation,APA)位点,再通过TBtools软件鉴定APA位点上游的基序。使用Astalavista软件鉴定可变剪接(Alternative splicing,AS)事件,进而通过IGV浏览器进行结构可视化。通过RT-PCR验证AS事件的真实性。分别鉴定到Toll信号通路相关的26个基因和41条剪接体,Imd信号通路相关的9个基因和11条剪接体,JNK-MAPK-p38信号通路相关的18个基因和21条剪接体,JAK-STAT信号通路相关的9个基因和13条剪接体。共对西方蜜蜂参考基因组上注释到体液免疫通路的20个基因进行了结构优化,正链和负链结构优化的基因分别有5个和15个,5'端和3'端延长的基因有13个和7个,其中有两个基因(LOC724728;LOC411861)的5'端和3'端都有延长。共鉴定到体液免疫通路相关基因的69次AS事件,包括2次可变3'端剪接(Alternative 3'splice site,A3SS)、17次内含子保留(Intron retention,IR)、14次可变5'端剪接(Alternative 5'splice site,A5SS)和36次外显子跳跃(Exon skipping,ES)。RT-PCR结果显示目的片段大小符合预期,证实了随机选择的6次AS事件的真实性。共鉴定到体液免疫通路相关的40个基因含1个及以上APA位点。在APA位点上游鉴定到多个基序,一致性序列为:GGWRRWRTHAARHTWKSYGAYTTTGGTRTWTCNGSDHRMHTDRYHGMWWS。通过3'RACE证实了2个基因的APA位点真实性。鉴定到意大利蜜蜂体液免疫通路相关的62个基因和86条剪接体,优化了西方蜜蜂体液免疫通路相关的20个基因结构,发掘出体液免疫通路相关基因的69次AS事件与106个APA位点,证实了相关基因的AS事件和APA位点的真实性。 展开更多

关键词 西方蜜蜂 意大利蜜蜂 纳米孔测序 体液免疫 可变剪接 可变多聚腺苷酸化

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意大利蜜蜂lncRNA15837的调控作用和表达模式分析

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作者 宋宇轩 李坤泽 +8 位作者 臧贺 刘小玉 吴陶 徐细建 刘锋 骆群 邱剑丰 陈大福 郭睿 《昆虫学报》 北大核心 2025年第2期144-153,共10页

【目的】本研究旨在通过解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica lncRNA15837的调控方式和作用,并检测lncRNA15837在工蜂不同发育阶段和成虫不同组织及幼虫应答蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis侵染中的表达模式,为深入探究lncRNA15837的调... 【目的】本研究旨在通过解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica lncRNA15837的调控方式和作用,并检测lncRNA15837在工蜂不同发育阶段和成虫不同组织及幼虫应答蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis侵染中的表达模式,为深入探究lncRNA15837的调控功能与机制提供参考和依据。【方法】基于已获得的意大利蜜蜂7和10日龄工蜂成虫中肠高质量转录组数据,利用Miranda,RNAhybrid和TargetScan软件预测lncRNA15837靶向的miRNA及miRNA靶向的mRNA,再通过Cytoscape v3.7.1软件构建并可视化竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络。使用Blast工具将靶mRNA比对至GO和KEGG数据库以获得相应的功能和通路注释。通过RT-PCR验证lncRNA15837在刚出房工蜂成虫不同组织(触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺)中的表达。利用RT-qPCR检测lncRNA15837在工蜂的不同发育阶段(卵、3日龄幼虫、1和2日龄预蛹、4日龄蛹及1,2,6,12,15和18日龄工蜂成虫)、刚出房工蜂成虫不同组织(触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺)和3日龄幼虫感染蜜蜂球囊菌后4,5和6日龄幼虫肠道中的表达量。【结果】LncRNA15837可靶向ame-miR-21-x和ame-miR-0046-3p等29个miRNA,进而靶向1559条mRNA,形成1个复杂的ceRNA网络;上述靶mRNA可注释到436个GO条目,其中114条靶mRNA涉及139个分子功能相关条目,115条靶mRNA涉及257个生物学进程相关条目,67条靶mRNA涉及40个细胞组分相关条目;可注释到224条KEGG通路,其中28条靶mRNA注释到内吞、吞噬细胞和溶酶体等细胞免疫通路,以及157条靶mRNA注释到JAK-STAT,Toll和Imd,NF-kappa B和Toll样受体信号通路等体液免疫通路;lncRNA15837在工蜂卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫中差异表达,在1日龄预蛹中的表达量最低,而在3日龄幼虫中的表达量最高;lncRNA15837在刚出房工蜂成虫的触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮中均有表达但表达量存在差异,在脂肪体中的表达量最低,而在毒腺中的表达量最高;相较于未接种对照组,lncRNA15837的表达量在蜜蜂球囊菌接种组4日龄幼虫肠道中表达量上调,在5和6日龄幼虫肠道中显著上调。【结论】意大利蜜蜂lncRNA15837通过ceRNA网络潜在调控胞吞作用、吞噬细胞和溶酶体等细胞免疫通路和JAK-STAT、Toll和Imd、NF-kappa B和Toll样受体信号通路等体液免疫通路;lncRNA15837在工蜂的3日龄幼虫和工蜂成虫毒腺中特异性高表达;工蜂幼虫肠道中lncRNA15837的表达被蜜蜂球囊菌侵染所激活,提示lncRNA15837是意大利蜜蜂幼虫应答蜜蜂球囊菌侵染的潜在调控因子。 展开更多

关键词 意大利蜜蜂 竞争性内源RNA 长链非编码RNA 时空表达谱 蜜蜂球囊菌

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西方蜜蜂AmAGO1蛋白的分子特性、时空表达谱及抗体制备 被引量：6

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作者 叶亚萍 刘治滩 +7 位作者 李琪明 臧贺 冯佩林 王宁 王杰 黄枳腱 陈大福 郭睿 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期18-28,共11页

【目的】Argonaute(AGO)家族是一类在进化上高度保守的蛋白家族,其在真核生物中主要参与形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),进而通过沉默基因表达参与诸多生物学过程。蜜蜂AGO蛋白的相关研究迄今仍然缺失。本... 【目的】Argonaute(AGO)家族是一类在进化上高度保守的蛋白家族,其在真核生物中主要参与形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC),进而通过沉默基因表达参与诸多生物学过程。蜜蜂AGO蛋白的相关研究迄今仍然缺失。本研究拟通过预测西方蜜蜂Apis mellifera的AGO1(AmAGO1)理化性质和分子特性,解析AmAGO1在西方蜜蜂中的时空表达谱,并制备AmAGO1的多克隆抗体,为深入开展AmAGO1的功能与机制研究提供参考和基础。【方法】PCR扩增西方蜜蜂AmAGO1的编码序列(coding sequence,CDS);通过生物信息学预测AmAGO1蛋白的理化性质和分子特性;利用RT-qPCR检测AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、3日龄幼虫、7日龄预蛹、8日龄预蛹、12日龄蛹以及1,2,6,12,15和18日龄成虫以及工蜂成虫触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺中的表达量;构建原核表达质粒后诱导表达AmAGO1融合蛋白,并鉴定其表达形式;制备AmAGO1多克隆抗体,利用ELISA,Western blot和免疫沉淀(immunoprecipitation,IP)分别检测抗体效价、灵敏度和特异性。【结果】成功克隆到西方蜜蜂AmAGO1的CDS;AmAGO1含928个氨基酸,分子式为C4624H7332N1316O1325S51,分子量约为104.2 kD,等电点为9.31,平均亲水系数为-0.2965,含86个磷酸化位点及典型的PAZ结构域和PIWI结构域,但不存在典型的信号肽;AGO1在智人Homo sapiens、斑马鱼Danio rerio、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、家蚕Bombyx mori、西方蜜蜂、东方蜜蜂A.cerana和欧洲熊蜂Bombus terrestris中具有较高的氨基酸序列一致性;西方蜜蜂和东方蜜蜂的AGO1聚为一支,同源性最高。AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫中均有表达但表达量存在差异,3日龄幼虫和7日龄预蛹中AmAGO1的表达量显著低于卵中的表达量,而8日龄预蛹和12日龄蛹中AmAGO1的表达量显著高于卵中的表达量;AmAGO1在1,2,6,12,15和18日龄工蜂体内均有表达但表达量也存在差异,其中1日龄成虫体内AmAGO1的表达量显著高于其他日龄成虫体内的表达量;AmAGO1在工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮中均有表达但表达量存在差异,触角中AmAGO1的表达量与咽下腺中的相差无几,但二者均显著高于毒腺、脑、中肠、脂肪体和表皮中AmAGO1的表达量;AmAGO1融合蛋白的表达形式为包涵体;制备的AmAGO1多克隆抗体具有较高的效价、灵敏度和特异性。【结论】AmAGO1可能是亲水性胞内蛋白,含有典型的PAZ结构域和PIWI结构域;AmAGO1在西方蜜蜂工蜂不同组织和不同发育阶段发挥潜在的重要功能;成功制备出高效价、高灵敏度和强特异性的AGO1多克隆抗体。 展开更多

关键词 西方蜜蜂 AmAGO1 克隆 分子特性 时空表达谱 原核表达 多克隆抗体

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中华蜜蜂工蜂幼虫肠道全长转录组构建与注释 被引量：3

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作者 宋宇轩 李坤泽 +6 位作者 臧贺 荆欣 范小雪 邹培缘 陈大福 付中民 郭睿 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期183-192,共10页

【目的】通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4, 5和6日龄幼虫肠道(... 【目的】通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4, 5和6日龄幼虫肠道(分别为AcT4, AcT5和AcT6)进行转录组测序,鉴定全长转录本序列;将前期未接种蜜蜂球囊菌中华蜜蜂工蜂4, 5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据中鉴定到的全长转录本与上述鉴定到的全长转录本混合后滤除冗余全长转录本;将鉴定到的非冗余全长转录本比对Nr, KOG, eggNOG和GO数据库进行注释。采用CPC, CNCI, CPAT和Pfam 4种方法预测长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)。【结果】AcT4, AcT5和AcT6分别测得14 474 634, 10 461 827和11 890 978条原始读段(raw reads),分别包含11 898 582, 8 630 186和9 091 035条全长转录本,去冗余后分别鉴定到27 815, 21 781和20 004条非冗余全长转录本,N50长度分别为1 900, 1 961和2 294 bp,平均长度分别为1 534, 1 584和1 792 bp,最长读段长度分别为10 855, 10 837和10 887 bp。鉴定到40 562条去非冗余全长转录本,分别有35 415, 24 646, 34 054和23 053条转录本可分别注释到Nr, KOG, eggNOG和GO数据库。在Nr数据库中注释全长转录本数目和占比最高的物种是东方蜜蜂A.cerana(20 310条,57.35%),其次为西方蜜蜂A.mellifera(4 686条转录本,占13.23%)、大蜜蜂A.dorsata(2 536条转录本,占7.16%)和小蜜蜂A.florea(2 079条转录本,占5.87%)。非冗余全长转录本可注释到eggNOG数据库中的未知功能及翻译后修饰、蛋白质更新和分子伴侣等25个功能分类、KOG数据库中的仅一般功能预测和信号转导机制等25个功能分类、GO数据库中生物学进程、细胞组分和分子功能三大类中的50个功能条目以及KEGG数据库中核糖体和RNA转运等196条通路。共鉴定到2 301条高可信度lncRNA,涉及正义链lncRNA、反义链lncRNA、内含子lncRNA和基因间区lncRNA 4种类型。【结论】成功构建和注释了中华蜜蜂工蜂幼虫肠道的首个全长转录组,为中华蜜蜂和东方蜜蜂A.cerana其他亚种的分子生物学及组学研究提供了高质量参考背景和关键基础。 展开更多

关键词 东方蜜蜂 中华蜜蜂 蜜蜂球囊菌 肠道 全长转录组 长链非编码RNA 第三代测序技术 纳米孔测序

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意大利蜜蜂lncRNA16999的调控作用预测和时空表达谱分析 被引量：2

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作者 李坤泽 宋宇轩 +8 位作者 李婧娴 臧贺 冯佩林 刘小玉 冯睿蓉 刘彩珍 陈大福 付中民 郭睿 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1484-1493,共10页

【目的】通过解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica lncRNA16999的调控方式和作用及检测lncRNA16999在工蜂不同发育阶段和组织中的表达模式,为深入与开展lncRNA16999的调控功能和机制研究提供科学依据。【方法】根据lncRNA16999来源... 【目的】通过解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica lncRNA16999的调控方式和作用及检测lncRNA16999在工蜂不同发育阶段和组织中的表达模式,为深入与开展lncRNA16999的调控功能和机制研究提供科学依据。【方法】根据lncRNA16999来源基因在西方蜜蜂A.mellifera雄蜂成虫基因组染色体上的位置,预测上下游10 kb内的蛋白编码基因进行顺式作用分析并进行GO和KEGG数据库注释。利用Lnc Tar软件预测意大利蜜蜂lncRNA16999的靶mRNA,进行反式作用分析。联用Miranda,RNAhybrid和TargetScan软件分别预测lncRNA16999靶向的miRNA及miRNA靶向的mRNA,根据靶向关系构建lncRNA16999涉及的竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络,进而对靶mRNA进行GO和KEGG数据库注释。通过RT-PCR验证lncRNA16999在新羽化工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺中的表达量。利用RT-qPCR检测lncRNA16999在工蜂卵、幼虫、预蛹和蛹,不同日龄工蜂成虫中及新羽化工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺中的相对表达量。【结果】LncRNA16999潜在调控7个上下游基因,涉及41个GO条目和1条KEGG通路。LncRNA16999与共表达的1条mRNA具有正相关关系。LncRNA16999可靶向35个miRNA进而靶向84条mRNA,三者间形成较复杂的ceRNA调控网络。这些靶mRNA可注释到生物学过程和代谢过程等23个功能条目及内吞作用和代谢通路等11条通路。在上述7种组织中扩增到预期大小的片段;LncRNA16999在幼虫中的表达量与在预蛹中的表达量差异不显著,但均显著低于卵中的表达量;LncRNA16999在蛹中的表达量最高且显著高于在卵、幼虫和预蛹中的表达量。LncRNA16999在6和18日龄工蜂成虫中的表达量均显著低于1日龄工蜂成虫中的表达量。LncRNA16999在工蜂脑和脂肪体中的表达量与表皮中的表达量相近,均显著低于触角中的表达量;毒腺中lncRNA16999的表达量显著高于触角中的表达量。【结论】意大利蜜蜂lncRNA16999通过顺式作用、反式作用及ceRNA网络发挥潜在调控作用。LncRNA16999在意大利蜜蜂工蜂的不同发育阶段和组织动态差异表达。 展开更多

关键词 意大利蜜蜂 长链非编码RNA 顺式作用 反式作用 内源性竞争RNA 时空表达谱

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利用中华蜜蜂工蜂幼虫肠道转录组纳米孔长读段数据完善东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释 被引量：1

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作者 李坤泽 宋宇轩 +7 位作者 臧贺 荆欣 范小雪 陈颖 那志豪 陈大福 付中民 郭睿 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期346-357,共12页

【目的】将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂A.cerana参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription fa... 【目的】将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂A.cerana参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription factor,TF)家族及成员的分析验证,完善现有的东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释。【方法】基于已获得的高质量的接种蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis的中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据,使用gffcompare软件将已鉴定到的全长转录本比对到东方蜜蜂参考基因组以优化已注释基因的结构;采用gffcompare软件鉴定参考基因组上未注释的新基因和新转录本,再通过比对Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库进行功能注释;使用MISA,TransDecoder v3.0.0和animalTFDB 2.0软件分别预测SSR位点、完整ORF和TF家族及成员。【结果】共对东方蜜蜂参考基因组上已注释的4648个基因结构进行了优化,对1336个基因同时延长了5′UTR和3′UTR,分别延长了1688个基因的5′UTR和1624个基因的3′UTR;共鉴定到2148个新基因,其中分别有818,298,587,359和333个新基因可注释到Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库;共鉴定到35432条新转录本,其中分别有30974,21222,29025,19852和9214条新转录本可注释到上述5个数据库;共发掘出22541个SSR位点,其中单、双、三和六碱基重复的SSR数量分别为12078,7140,2825和43个,混合SSR的数量为2964个,分布频率最高的类型是单碱基重复(153.37个/Mb);共预测到58个TF家族及1611个成员;共预测出28775个完整ORF,其中编码长度分布在100~200个氨基酸的ORF(38.99%)最多。【结论】研究结果优化了东方蜜蜂参考基因组上已注释基因的结构,并补充了参考基因组上未注释的新基因、新转录本、SSR、完整ORF及TF。 展开更多

关键词 东方蜜蜂 中华蜜蜂 第三代测序技术 纳米孔测序 全长转录本 转录组 基因组

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意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道发育过程中lncRNA的表达谱和调控作用 被引量：1

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作者 赵浩东 臧贺 +8 位作者 叶道有 陈颖 王宁 吴鹰 蒋海宾 冯睿蓉 陈大福 熊翠玲 郭睿 《昆虫学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1050-1062,共13页

【目的】解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道发育过程中的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)差异表达谱,并揭示差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA)在幼虫肠道发育中的调控作用。【方... 【目的】解析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道发育过程中的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)差异表达谱,并揭示差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA)在幼虫肠道发育中的调控作用。【方法】基于前期获得的意大利蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组数据(分别为Am4,Am5和Am6),利用相关软件筛选Am4 vs Am5比较组和Am5 vs Am6比较组中的DElncRNA,分析DElncRNA和两个比较组中共同上调和下调lncRNA的顺式调控作用及竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)的调控作用。通过RT-qPCR验证转录组数据的可靠性。【结果】在Am4 vs Am5比较组中筛选出214条上调和251条下调lncRNA,在Am5 vs Am6比较组中筛选出141条上调和332条下调lncRNA;两个比较组共有的上调和下调lncRNA分别为7和16条。Am4 vs Am5比较组中的DElncRNA潜在调控250个邻近基因,涉及细胞进程等28个GO条目及Wnt信号通路等58条KEGG通路;Am5 vs Am6比较组中的DElncRNA潜在调控295个邻近基因,涉及细胞部分等35个GO条目及FoxO信号通路等73条KEGG通路;上述两个比较组中共有的7个上调lncRNA潜在调控10个邻近基因,涉及1个GO条目及代谢通路、谷胱甘肽代谢和核质转运等7条KEGG通路。共有的16个下调lncRNA潜在调控27个邻近基因,涉及8个GO条目及精氨酸生物合成、谷胱甘肽代谢和代谢通路等13条KEGG通路。此外,Am4 vs Am5比较组中的49条DElncRNA可靶向16个差异表达miRNA(differentially expressed miRNA,DEmiRNA)进而靶向122条差异表达mRNA(differentially expressed mRNA,DEmRNA),可注释到代谢进程等24个GO条目和Wnt信号通路等21条KEGG通路。Am5 vs Am6比较组中的38条DElncRNA可靶向8条DEmiRNA进而靶向67条DEmRNA,可注释到催化活性等21个GO条目和FoxO信号通路等10条KEGG通路;上述两个比较组共有的1条下调lncRNA MSTRG.10589.2可靶向ame-miR-6052和miR-511-y,进而靶向29条DEmRNA。RT-qPCR结果显示随机选取的7条DElncRNA的相对表达量与测序数据一致,证实了所用转录组数据的可靠性。【结论】意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道发育过程伴随着lncRNA的动态差异表达,DElncRNA可通过顺式作用和ceRNA网络潜在参与对幼虫肠道发育的调控,在幼虫肠道发育中潜在发挥重要的调控作用。 展开更多

关键词 意大利蜜蜂 工蜂 幼虫 长链非编码RNA 肠道 发育

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东方蜜蜂微孢子虫RRDRP的分子特性及系统进化分析

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作者 张凯遥 冯佩林 +6 位作者 宓诗雨 郭思佳 张艺琼 荆欣 陈大福 郭睿 付中民 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期371-376,共6页

【目的】通过对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的Rad18-like重组与DNA修复蛋白(Rad18-like recombination and DNA repair protein,RRDRP)进行系统进化分析,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】利用Protparam、ProtScale和SWISS-mode... 【目的】通过对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的Rad18-like重组与DNA修复蛋白(Rad18-like recombination and DNA repair protein,RRDRP)进行系统进化分析,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】利用Protparam、ProtScale和SWISS-model等软件分析RRDRP的理化性质、亲水性和三级结构。利用SignalP 4.1 Server、NetPhos 3.1 Server、TMHMM和SOPMA等软件预测RRDRP的信号肽、磷酸化位点、跨膜结构域及二级结构。使用PSORTⅡ软件预测RRDRP蛋白的亚细胞定位。使用MEME软件预测东方蜜蜂微孢子虫和其他物种RRDRP的保守基序。通过Mega 11.0软件对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的RRDRP进行氨基酸序列多重比对,并采用邻接法构建系统进化树。【结果】东方蜜蜂微孢子虫RRDRP基因含有2928个核苷酸,可编码975个氨基酸,分子质量约11.50 ku,脂溶系数93.58,等电点6.63,分子式C_(5135)H_(8253)N_(1377)O_(1545)S_(34),平均亲水系数为-0.627,可同时定位于细胞核、细胞质、过氧化物酶体和细胞骨架;RRDRP包含55个磷酸化位点、678个α-螺旋、99条延长链、22个β-转角及176个无规则卷曲;RRDRP不含信号肽与跨膜结构域。东方蜜蜂微孢子虫、兔脑炎微孢子虫、颗粒病微粒子虫等11个物种的RRDRP中均含有5个相同的保守基序(Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4和Motif 5)。东方蜜蜂微孢子虫与颗粒病微粒子虫在进化树上聚为一支,同源性较高。【结论】东方蜜蜂微孢子虫RRDRP是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白,在东方蜜蜂微孢子虫以及其他微孢子虫和真菌中高度保守。【目的】通过对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的Rad18-like重组与DNA修复蛋白(Rad18-like recombination and DNA repair protein, RRDRP)进行系统进化分析,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】利用Protparam、ProtScale和SWISS-model等软件分析RRDRP的理化性质、亲水性和三级结构。利用SignalP 4.1 Server、NetPhos 3.1 Server、TMHMM和SOPMA等软件预测RRDRP的信号肽、磷酸化位点、跨膜结构域及二级结构。使用PSORT Ⅱ软件预测RRDRP蛋白的亚细胞定位。使用MEME软件预测东方蜜蜂微孢子虫和其他物种RRDRP的保守基序。通过Mega 11.0软件对东方蜜蜂微孢子虫和其他物种的RRDRP进行氨基酸序列多重比对,并采用邻接法构建系统进化树。【结果】东方蜜蜂微孢子虫RRDRP基因含有2 928个核苷酸,可编码975个氨基酸,分子质量约11.50 ku,脂溶系数93.58,等电点6.63,分子式C5135H8253N1377O1545S34,平均亲水系数为-0.627,可同时定位于细胞核、细胞质、过氧化物酶体和细胞骨架;RRDRP包含55个磷酸化位点、678个α-螺旋、99条延长链、22个β-转角及176个无规则卷曲;RRDRP不含信号肽与跨膜结构域。东方蜜蜂微孢子虫、兔脑炎微孢子虫、颗粒病微粒子虫等11个物种的RRDRP中均含有5个相同的保守基序(Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4和Motif 5)。东方蜜蜂微孢子虫与颗粒病微粒子虫在进化树上聚为一支,同源性较高。【结论】东方蜜蜂微孢子虫RRDRP是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白,在东方蜜蜂微孢子虫以及其他微孢子虫和真菌中高度保守。 展开更多

关键词 东方蜜蜂微孢子虫 染色体结构维持蛋白 Rad18-like重组和DNA修复蛋白 分子特性 系统进化

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