低温胁迫对越冬期中华蜜蜂体内抗氧化指标及耐寒基因表达的影响

摘要

低温环境造成蜜蜂的冷伤害,是养蜂生产中制约蜂群发展的主要因素之一.本试验旨在通过研究低温胁迫下越冬期中华蜜蜂(Apis cerana cerana)体内抗氧化指标及耐寒基因表达的变化,探索低温胁迫对蜜蜂的冷伤害机制.以中国北方越冬期的中华蜜蜂作为研究对象,选取蜂群中的越冬工蜂900只,随机分为6个组,1个对照组和5个试验组,每组3个重复,每个重复50只.5个试验组于实验室内饲养,于低温条件(16℃)下分别暴露15、30、45、60和90 min,对照组不在低温条件下暴露.暴露结束后各组取20只蜜蜂样品,立即置于液氮保存,用于测定蜂体总抗氧化能力(T-AOC)及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,并采用实时荧光定量PCR方法检测蜂体耐寒基因类致死必需蛋白[L(2)efl]、SOD、海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)、卵黄蛋白原(Vg)、过氧化氢酶(CAT)的相对表达量.结果显示:1)低温胁迫下,中华蜜蜂体内T-AOC及SOD、POD活性随着暴露时间的延长基本呈逐渐升高趋势,并均在低温暴露90 min时达到峰值,分别为(57.62±5.95)U/mL、(21.39±1.77)U/mL和(27.24±2.41)U/mL,与对照组差异显著(P<0.05).2)低温胁迫下,随着暴露时间的延长,中华蜜蜂体内L(2)efl基因的相对表达量升高,TPS和SOD基因的相对表达量先升高后降低,而CAT基因的相对表达量则一直处于较低水平.与对照组相比,各试验组L(2)efl基因的相对表达量显著升高(P<0.05);低温暴露15和30 min组TPS基因的相对表达量显著升高(P<0.05);低温暴露30和45 min组Vg基因的相对表达量显著降低(P<0.05),而低温暴露60 min组Vg基因的相对表达量则显著升高(P<0.05);低温暴露15、30、45和60 min组CAT基因的相对表达量显著降低(P<0.05);低温暴露30、45 min组SOD基因的相对表达量显著升高(P<0.05).由此得出,低温胁迫下越冬期中华蜜蜂抗氧化系统的防御能力趋强,耐寒基因L(2)efl、TPS和SOD表达上调,CAT表达下调,提示中华蜜蜂对低温胁迫存在耐寒响应的生理机制.