山农大蜂蜜抗逆能力研究取得新突破

本报讯（记者 孙荣光 通讯员 孟庆鹤）近日，《整体环境科学》在线发表了山东农业大学教授胥保华、郭兴启团队的最新研究成果。他们比较了中华蜜蜂和意大利蜜蜂抵御草甘膦胁迫的分子机制，结果发现，相较于意大利蜜蜂，中华蜜蜂能以更小的适应成本来抵御草甘膦胁迫。

据胥保华介绍，蜜蜂作为重要的授粉昆虫，能为许多农作物及野生植物授粉，对农业及生态有很大贡献。然而，近年来由于受各种环境胁迫（农药、病虫害、极端天气等）的影响，部分国家和地区的蜜蜂数量锐减。不同种类的蜜蜂抵抗外界环境胁迫的能力不同，这直接影响它们的生存和种群繁衍。中华蜜蜂是我国特有的蜜蜂品种，千百年来与中华大地上的被子植物协同进化，具有耐寒、抗病、善于利用零星蜜源等优点；意大利蜜蜂是世界上广泛饲养的西方蜜蜂品种，具有能维持大群、产蜜量高等特点，被引入我国已有100多年的历史。两种蜜蜂抗逆能力的比较一直是学界关注的焦点，研究蜜蜂对非生物环境因素（农药、重金属、冷热应激、紫外线等）胁迫的应答机制，发掘相关重要功能基因，可以为蜜蜂抗逆遗传改良提供种性基础和基因资源。

考虑到农药（包括除草剂）的大规模使用严重威胁蜜蜂的健康和生存，最常用的除草剂是草甘膦，胥保华、郭兴启教授团队运用转录组学、代谢组学以及分子生物学等手段，研究了中华蜜蜂和意大利蜜蜂抵御草甘膦胁迫的异同。

该团队的研究结果表明，草甘膦通过影响蜜蜂体内关键基因和代谢产物，损害蜜蜂的消化系统和神经系统，影响蜜蜂体内氨基酸代谢和碳水化合物代谢，进而对蜜蜂的健康和生存产生不利影响。他们还发现，蜜蜂通过上调多个涉及免疫、农药解毒和抗药性基因的表达，如抗菌肽、表皮蛋白和细胞色素P450家族，调节排毒和免疫系统来抵御草甘膦胁迫。此外，在草甘膦胁迫下，中华蜜蜂较意大利蜜蜂具有更多的差异表达基因及代谢产物，可以调节较多数量的免疫、解毒和抗药性基因的表达。同时，相比意大利蜜蜂，中华蜜蜂在一定程度上能以更小的适应成本来抵御草甘膦胁迫。

另外，在多种环境胁迫条件中，热激胁迫严重影响蜜蜂的生长、发育和存活。胥保华、郭兴启团队还通过研究解析了热激蛋白亚家族DnaJ参与中华蜜蜂热激胁迫响应的分子机制。他们通过转录组数据筛选到热激胁迫响应基因家族DnaJ，继而发现沉默DnaJA1、DnaB12和DnaJC8通过影响蜜蜂的抗氧化系统来降低蜜蜂在热激胁迫条件的存活率，这3个基因的诱导表达有助于提高蜜蜂在热激胁迫条件下的存活率。