昆虫学报 ›› 2025, Vol. 68 ›› Issue (4): 421-431.doi: 10.16380/j.kcxb.2025.04.005
张宇1, 武敏2, 郭丽娜1,*, 郭媛2,*
ZHANG Yu1, WU Min2, GUO Li-Na1,*, GUO Yuan2,*
摘要: 【目的】建立意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂喙转录组数据库,通过功能注释鉴定味觉受体(gustatory receptor, GR)基因信息,探究GR基因与意大利蜜蜂采集偏好性的相关性。【方法】采用Illumina HiSeq 高通量测序平台对采集梨花粉、采集油菜花粉和不采集花粉的意大利蜜蜂工蜂喙进行转录组测序,筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)并进行GO功能注释和KEGG代谢通路分类以及筛选GR基因并构建系统进化树;用qRT-PCR验证9个DEGs的表达。【结果】共筛选得到342个DEGs,其中上调表达基因157个,下调表达基因185个。GO功能注释结果显示,DEGs在GO注释中主要参与细胞过程、细胞解剖实体和结合。KEGG代谢通路分析结果显示,DEGs在氧化磷酸化通路中富集最多,酪氨酸代谢通路次之。在意大利蜜蜂喙转录组共鉴定出9种GR基因,其中4种为已知的GR基因,其余5种为本研究鉴定的未知GR基因,均具有完整的阅读开放框,且都有昆虫GR基因家族所具有的7个跨膜结构域。基于氨基酸序列构建的意大利蜜蜂AmelGRs与黑腹果蝇Drosophila melanogaster GRs的系统进化树,推测AmelGR4和AmelGR6可能属于苦味家族受体,AmelGR9可能属于甜味家族受体。qRT-PCR验证结果表明,筛选的9个DEGs在采集梨花粉的工蜂喙中有8个基因的表达趋势与RNA-seq结果相一致,在采集油菜花粉的工蜂喙中9个DEGs的表达趋势都与RNA-seq结果相一致。【结论】本研究获得了意大利蜜蜂工蜂喙转录组数据,筛选得到了GR基因,通过系统进化分析推测AmelGR4和AmelGR6可能属于苦味家族受体,AmelGR9可能属于甜味家族受体,推测意大利蜜蜂采集偏好性可能与GR基因相关。研究结果有助于在分子水平上加深对昆虫味觉感知系统的理解,为意大利蜜蜂在授粉过程中的采集偏好行为调控机制的研究奠定基础。