中华蜜蜂与意大利蜜蜂雄蜂卵期发育差异蛋白质的鉴定与分析

中华蜜蜂是我国优良的本土蜂种，具抗螨、善于利用零星蜜源、耐低温等优点；意大利蜜蜂是我国饲养的主要西方蜂种之一，其生产力较中华蜜蜂优越，但不耐低温、易遭蜂螨侵害。蜜蜂后代遗传基因的一半来自雄蜂，它对蜂群的繁殖力、生产力、抗逆力等性状具有直接关系。雄蜂是孤雌生殖的单倍体，其基因不存在显隐性关系，无论是显性还是隐性基因都可直接选择 ，利用雄蜂进行蜜蜂遗传改良较利用二倍体蜂王和工蜂的速度快33％，而蜜蜂卵已证明是最便于实现基因操作的组织。因此，采用高通量的蛋白质组学技术，分析中华蜜蜂和意大利蜜蜂雄蜂卵期发育功能蛋白质表达和调控的特点，找到一些二蜂种在雄蜂卵期发育过程中的一些差异功能蛋白，这可为进一步研究优良性状与差异蛋白的相关性和进行蜜蜂分子育种改良奠定理论基础。迄今为止，利用蛋白质组学方法，比较雄蜂卵的发育特点，国内外还未见同类报道。蜜蜂基因组测序工作的完成，为开展蜜蜂蛋白质组的研究奠定了基础。

雄蜂是蜂群遗传物质的重要传递者，它与蜂王具有同等重要的遗传贡献。胚胎是蜜蜂发育历程中最早的一个阶段，蜜蜂器官的雏形已在此阶段形成，对蜜蜂的后期发育起着关键作用。中华蜜蜂（中蜂）和意大利蜜蜂（意蜂）是我国饲养的2个重要蜂种，但迄今为止，其胚胎发育的差异机理在分子水平上还为进行深入研究。因此，本研究采用2-DE，质谱技术和生物信息学技术对2蜂种雄蜂胚胎期发育期蛋白质组和磷酸化蛋白质进行研究。在雄蜂胚胎发育的第1、2、3日龄（24，48和72h），意蜂雄蜂胚胎表达的蛋白质分别为200 个，242 个， 233个，其中71、66、68个蛋白质发生了磷酸化修饰，磷酸化蛋白质为总蛋白质的35.4%、33.2%、34.1%。中蜂雄蜂胚胎3日龄分别表达了232、262、240个蛋白质，其中77、85、79个蛋白质发生了磷酸化修饰，磷酸化蛋白质为总蛋白质的33.4%、32.3%、32.9%，中蜂胚胎每个日龄表达的蛋白点总数显著高于意蜂相应日龄的蛋白总数，同时中蜂和意蜂都在胚胎2日龄表达的蛋白数最多。对中蜂和意蜂雄蜂卵期不同发育期阶段的62个差异蛋白质进行功能鉴定。它们可分为为9个功能类，其中碳水化合物和能量代谢，蛋白质折叠和发育相关蛋白质占60%，说明这3 类蛋白质对中意蜂雄蜂差异生物学特征的形成起主导作用。其次氨基酸代谢、细胞骨架、蛋白质转录合成、抗氧化、核酸和脂肪代谢也在2蜂种的差异生物特征形成发挥重要作用。在雄蜂胚胎发育的3个时期内，中、意蜂在1、2、3日龄时分别鉴定了16,23和23个磷酸化蛋白质差异。它们主要为氨基酸代谢，碳水化合物和能量代谢，发育调节，抗氧化和蛋白质折叠相关的蛋白质。由此可见，中意雄蜂胚胎发育的差异自然进化形成的系统生物学过程，需要多种蛋白质的协调作用来完成。这些磷酸化蛋白质对雄蜂胚胎细胞的增殖、发育和分化，新陈代谢等具有至关重要的调控作用。研究结果在蛋白质水平上深入认识了雄蜂卵期发育的分子机制，这对今后在分子水平研究雄蜂卵期发育和分子改良提供理论基础。