亚致死剂量吡虫啉对中华蜜蜂神经代谢基因表达的影响

• 作者: 邱一蕾 吴帆 张莉 李红亮
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 中华蜜蜂 亚致死剂量 吡虫啉 RNA-seq 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2022,（8）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·资源昆虫|ANIMAL SCIENCE·VETERINARY SCIENCE·RESOURCE INSECT
• 页码范围: 1685-1694
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.08.018

摘要

[背景]新烟碱类杀虫剂的作用靶标是昆虫神经系统中的乙酰胆碱受体,由于其良好的内吸性及对人畜低毒性,使其在农业生产上获得了广泛应用,然而这也使得其在植物体内仍然具有较低的残留,而这种亚致死剂量残留仍可对访花昆虫如蜜蜂的行为和神经系统造成不利影响.[目的]明确亚致死剂量新烟碱类杀虫剂吡虫啉对中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)神经生理和代谢系统的影响.[方法]首先以两个亚致死浓度梯度剂量5和10pg·L-1吡虫啉处理工蜂10 d(3个生物学重复),提取总RNA后,以RNA-seq方法对所得文库进行高通量测序,利用生物信息学技术对序列进行从头组装、注释,并对亚致死剂量吡虫啉处理后的差异表达基因进行聚类和富集等分析,最后利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对部分与中蜂神经和代谢系统相关的差异表达基因进行验证.[结果]从两个吡虫啉浓度梯度和对照组数据中共获得9个测序文库,测序有效数据比例超过94.45％,从获得的37 364个unigenes中鉴定出571个差异表达基因.经GO和KEGG富集分析发现这些差异表达基因主要与蛋白质翻译、氧化还原、氧化磷酸化和核糖体等多个通路有关,表明亚致死剂量的吡虫啉对中蜂多个生理过程和代谢通路造成影响.挑选了与昆虫神经信号传递和代谢功能有关的上调或下调差异表达基因,如神经肽F、神经肽SIFamide受体、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶、激酶(PRKA)锚蛋白1、碳酸酐酶、超氧化物歧化酶、NADH脱氢酶亚基、表皮蛋白和气味结合蛋白17共9个差异表达基因进行了qPCR验证,其表达规律与转录组结果完全一致.[结论]亚致死剂量的吡虫啉能对中蜂神经信号转导、细胞呼吸、免疫反应、内环境稳态的维持和嗅觉感受等多方面造成影响.