中華蜜蜂消化道超微結(jié)構(gòu)觀察及水通道蛋白基因的表達(dá)研究

1、中華蜜蜂消化道超微結(jié)構(gòu)觀察及水通道蛋白基因的表達(dá)研究作為一種社會(huì)性昆蟲(chóng) , 蜜蜂的采蜜、釀蜜、儲(chǔ)蜜以及儲(chǔ)存花粉的行為對(duì)于維持其社會(huì)結(jié)構(gòu)起著重要的作用。 在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中 , 為適應(yīng)自身行為上的變化 ,蜜蜂消化道在結(jié)構(gòu)和功能上也發(fā)生著相應(yīng)的改變。同時(shí) , 昆蟲(chóng)的食性與其消化道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有密切的關(guān)系。 因此 , 開(kāi)展對(duì)蜜蜂消化道結(jié)構(gòu)的研究將有助于我們理解蜜蜂的消化道結(jié)構(gòu)與其取食習(xí)性及獨(dú)特行為相適應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理, 這也將有助于指導(dǎo)現(xiàn)代蜂業(yè)的發(fā)展。本研究利用掃描電子顯微鏡（SEM劑透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)中華蜜蜂消化道的形態(tài)以及超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究, 探討了蜜蜂消化道結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性關(guān)系同時(shí)基于

2、Real-timePCR 技術(shù)對(duì)中華蜜蜂的工蜂和雄蜂消化道不同部位、頭部以及馬氏管中水通道蛋白的表達(dá)特點(diǎn)進(jìn)行了研究, 以探討其功能適應(yīng)性的分子機(jī)制。研究的主要結(jié)果如下 :1. 中華蜜蜂的消化道由前腸、中腸、后腸這三部分構(gòu)成。前腸主要包括食管、蜜囊及前胃。食管外有兩根食管神經(jīng)通向蜜囊 , 各自在蜜囊處開(kāi)始分支而呈網(wǎng)狀分布在蜜囊上, 調(diào)控蜜囊的活動(dòng); 蜜囊的上皮層極為折疊 , 外側(cè)具有發(fā)達(dá)的環(huán)肌和縱肌; 前胃由前胃瓣和前胃管組成 , 前胃瓣包括4 個(gè)瓣片,每個(gè)瓣片前端為三角形, 可移動(dòng) , 前胃瓣上分布有8種毛狀結(jié)構(gòu) ,其主要功能為感覺(jué)、捕捉、分離和過(guò)濾花粉及花蜜中的顆粒物質(zhì)。中腸比較粗短, 肌肉

3、層較前腸及后腸不發(fā)達(dá)。 后腸包括回腸和直腸, 回腸彎曲而細(xì)長(zhǎng) , 外層環(huán)肌發(fā)達(dá); 直腸粗短 , 其上皮層特化為 6 個(gè)直腸墊 ; 在中腸與回腸的接合處著生著近百條馬氏管。2. 對(duì)中華蜜蜂工蜂及雄蜂前胃瓣結(jié)構(gòu)的比較結(jié)果表明 : 工蜂和雄蜂的前胃瓣結(jié)構(gòu)具有差異, 其差異主要表現(xiàn)在:（1） 工蜂的前胃瓣長(zhǎng)度長(zhǎng)于雄蜂,前胃瓣前端三角形最寬處寬于雄蜂;(2) 工蜂前胃瓣前端三角形邊緣上分布的毛形結(jié)構(gòu)1(structuretrichodeum 1) 為 5-8 列 , 而雄蜂為 2-5 列。 (3) 工蜂前胃瓣每個(gè)瓣片前端三角形頂端具有一個(gè)瘤形突起(strumae), 而雄蜂沒(méi)有。這些差異可能與工蜂需要利

4、用前胃分離和過(guò)濾花粉及花蜜中的其它顆粒物質(zhì)有關(guān)。 3. 中華蜜蜂工蜂的前腸角質(zhì)層厚, 但是蜜囊的角質(zhì)層不同于消化道的其它部分 , 其前表皮由連續(xù)的 4 層構(gòu)成 , 這樣的結(jié)構(gòu)使上皮層在折疊上更為便利。中腸缺乏角質(zhì)層 , 中腸上皮細(xì)胞端部具有長(zhǎng)的微絨毛, 細(xì)胞中分布有高爾基體 , 發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) , 豐富的線粒體及球晶體等, 細(xì)胞基部的質(zhì)膜內(nèi)折, 中腸是消化、分泌及吸收的主要場(chǎng)所。后腸上皮表面具有角質(zhì)層, 上皮細(xì)胞中細(xì)胞器數(shù)量較少 , 具有大量的囊泡、 多囊泡體和多褶皺的質(zhì)膜內(nèi)折, 這可能與水分的重吸收有關(guān)。4.實(shí)時(shí)熒光定量PCR吉果表明：中華蜜蜂的AQPAe.a-like,AQPAn.G-like,AQPAn.G-like transcript variant X1三個(gè)水通道蛋白基因在工蜂及雄蜂的不同組織中都有所表達(dá)。 AQPAe.a-like 基因在工蜂中腸中的表達(dá)量為最高 , 在雄蜂的馬氏管中表達(dá)量為最高 , 說(shuō)明其一方面參與到中腸對(duì)食物中的水分吸收中 , 一方面參與到馬氏管對(duì)水分的回收中。AQPAn.G-like 基因在工蜂及雄蜂的前腸和后腸中表達(dá)量高于其它組織, 且在工蜂的后腸及馬氏管中表達(dá)量要顯著高于雄蜂。 AQPAn.G-liketranscriptvariant