中华蜜蜂转录组测序及雌性蜜蜂基因表达分析

摘要

本研究以中华蜜蜂(Apis cerana cerana)为材料，通过转录组测序技术获得了中华蜜蜂的转录组信息，并通过数字基因表达谱(Digital Ggene Expression Profile，DGE)测序分析比较了中华蜜蜂蜂王和工蜂的基因表达差异。另外克隆了中华蜜蜂DNA甲基化转移酶3(DNA methyltransferase3，Dnmt3)基因及分析了其mRNA的表达。
　　通过转录组测序技术，获得了51，581，510条clean reads对应4.64 Gb核苷酸。这些reads组装成46，999个Unigene，平均长度676 bp。基于五个数据库(nr、Swiss-Prot、GO、KEGG和COG)用Blastx进行相似性比对(E值<10-5)，共有24，630个unigenes被注释。将获得的转录组数据作为参考数据库，用DGE方法分析比较中华蜜蜂蜂王和工蜂的基因表达差异。分别从蜂王和工蜂中获得5，962，735和5，663，952标签。检测到414个基因有差异表达，蜂王与工蜂相比，其中189个是上调，225个是下调。我们选择了10个差异表达的unigenes，用qRT-PCR验证了在蜂王和工蜂中的表达，结果显示这些基因的qRT-PCR结果与DGE数据相符合。
　　采用RT-PCR技术克隆了Dnmt3基因；采用荧光定量PCR检测不同发育时期工蜂和蜂王头部的Dnmt3基因mRNA的表达量。结果表明：该基因cDNA序列全长2277bp，编码758个氨基酸残基，预测的蛋白分子量为88.24 kD，等电点为7.85。经氨基酸序列比对，与西方蜜蜂Apis mellifera Dnmt3有99％的同源性。该基因在工蜂和蜂王不同发育时期均有表达，1日龄工蜂与7日龄工蜂中没有显著差异，30日龄工蜂中的表达量显著高于1日龄与7日龄工蜂；蜂王蛹中的表达量显著高于工蜂蛹；1日龄的蜂王中的表达量显著高于1日龄的工蜂；产卵工蜂与产卵蜂王中的表达量没有差异。这表明Dnmt3可能与工蜂劳动分工及蜜蜂卵巢发育有关。