近日,我院蜜蜂-病原互作机制研究团队在东方蜜蜂Apis cerana全长转录组研究领域取得系列进展,在《昆虫学报》(2篇)和《安徽农业大学学报》连发3篇论文,运用最新的第三代纳米孔(Nanopore)测序技术(1)构建和注释了东方蜜蜂首个高质量全长转录组(昆虫学报,2024),(2)利用高质量长读段数据完善和补充了现有的东方蜜蜂参考基因组(昆虫学报,2024),(3)并在此基础上系统鉴定、分析和验证了中华蜜蜂Apis cerana cerana酚氧化酶(PO)和丝氨酸蛋白酶(SP)相关基因及其剪接体(安徽农业大学学报,2024)。此前,团队已围绕蜜蜂主要真菌病病原蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis、东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae开展了系统的全长转录组研究,构建和注释了二者的高质量全长转录组,完善和补充了二者的参考基因组,全面解析了二者基因的可变剪接和可变多聚腺苷酸化,并明确了蜜蜂球囊菌菌丝和孢子中全长转录本的共性及差异。另外,团队范小雪博士依托硕士课题构建和注释了西方蜜蜂Apis cerana首个高质量全长转录组,并利用高质量长读段数据完善和补充了西方蜜蜂参考基因组。上述研究结果将为持续深入开展东方蜜蜂、西方蜜蜂、蜜蜂球囊菌和东方蜜蜂微孢子虫基因及剪接体克隆和功能研究提供宝贵资源和关键基础。
(1)在昆虫学领域中文权威期刊《昆虫学报》上发表题为“利用中华蜜蜂纳米孔长读段数据完善东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释”的研究论文,首次利用第三代纳米孔测序产生的长读段优化了东方蜜蜂参考基因组上已注释基因的结构,并鉴定和补充了未注释的新基因和新转录本。研究结果为持续深入开展中华蜜蜂及东方蜜蜂其他亚种基因和剪接体的克隆及功能研究奠定了关键基础。我室郭睿副教授、付中民副教授为本文共同通讯作者,2023级特种经济动物饲养专业硕士生李坤泽和宋宇轩为共同第一作者。

图1 东方蜜蜂参考基因组中完整ORF编码氨基酸长度分布

图2 东方蜜蜂参考基因组中新转录本编码转录因子家族的成员数量
(2)在昆虫学领域中文权威期刊《昆虫学报》上发表题为“中华蜜蜂工蜂幼虫肠道全长转录组构建与注释”的研究论文,运用第三代纳米孔测序技术构建和注释了东方蜜蜂的首个高质量全长基因组。研究结果为中华蜜蜂和东方蜜蜂其他亚种的分子生物学及组学研究提供了高质量参考背景和关键基础。我室郭睿副教授、付中民副教授为本文共同通讯作者,2023级特种经济动物饲养专业硕士生宋宇轩和李坤泽为共同第一作者。

图3 中华蜜蜂3日龄幼虫接种蜜蜂球囊菌后4-6日龄幼虫转录组中全长转录本的GO (A)和KEGG (B)数据库注释

图4 中华蜜蜂3日龄幼虫接种蜜蜂球囊菌后4-6日龄幼虫转录组中lncRNA的数量(A)和类型(B)
(3)在中文核心期刊《安徽农业大学学报》上发表题为“中华蜜蜂酚氧化酶和丝氨酸蛋白酶相关基因及其全长转录本发掘与分析”的研究论文,鉴定到中华蜜蜂PO和SP相关的42个基因和146 条全长转录本,优化了东方蜜蜂参考基因组已注释的PO和SP相关基因结构,并发掘出PO和SP相关基因的389次AS事件和237个APA位点。研究结果为进一步的PO和SP相关基因及剪接体功能研究提供了基础。我室郭睿副教授为本文通讯作者,2022级特种经济动物饲养专业硕士生赵浩东和2022级特种经济动物饲养专业硕士生王思懿为共同第一作者。
以上研究受到国家自然科学基金面上项目(32172792,32172792),国家自然科学基金青年项目(31702190),国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-44-KXJ7),福建省自然科学基金面上项目(2022J01131334),福建农林大学硕士生导师团队项目(郭睿),福建农林大学科技创新专项基金(KFb22060XA)等的共同资助。
