近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過對(duì)中華蜜蜂(中蜂)和意大利蜜蜂(意蜂)大腦不同分區(qū)(蘑菇體、嗅神經(jīng)葉、視神經(jīng)葉)蛋白質(zhì)組的比較研究發(fā)現(xiàn),中蜂大腦嗅神經(jīng)葉和蘑菇體增強(qiáng)了與嗅覺傳導(dǎo)和學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的功能。相關(guān)研究成果發(fā)表在《分子與細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)(Molecular & Cellular Proteomics)》上。
中蜂和意蜂是目前我國(guó)飼養(yǎng)最多的兩個(gè)蜂種,早在35萬(wàn)年前西方蜜蜂就從東方蜜蜂中進(jìn)化出來(lái)形成了獨(dú)立的蜂種。它們?cè)谕獠啃螒B(tài)、生理特性和行為方面都形成了各自獨(dú)特的生物學(xué)特性。然而,中蜂和意蜂生物學(xué)差異的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)理尚不清楚。
通過比較兩種蜜蜂大腦的不同分區(qū)蛋白質(zhì)組,發(fā)現(xiàn)蘑菇體、嗅神經(jīng)葉和視神經(jīng)葉三個(gè)分區(qū)的功能差異也體現(xiàn)在蛋白質(zhì)組的差異上。蘑菇體上蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化對(duì)突觸的塑造和長(zhǎng)期記憶的形成具有重要作用。視神經(jīng)葉上核糖核酸作為第二信使在視覺傳導(dǎo)中起重要作用。然而,兩蜂種嗅神經(jīng)葉的蛋白質(zhì)功能存在顯著差異,意蜂嗅神經(jīng)葉上與突觸傳導(dǎo)相關(guān)的氫離子和氫離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能加強(qiáng),而中蜂嗅神經(jīng)葉中與突觸塑造和神經(jīng)遞質(zhì)長(zhǎng)距離傳輸?shù)奈⒐芄羌艿鞍坠δ芗訌?qiáng),說明兩種蜜蜂在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了與特定生境相關(guān)的嗅覺機(jī)制。同時(shí),蛋白質(zhì)合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的功能在中蜂的嗅神經(jīng)葉中加強(qiáng)了,說明中蜂在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成了更靈敏的嗅覺機(jī)制適應(yīng)采集零星蜜源的生物學(xué)特征。
蜜蜂所博士研究生孟麗峰為本文的第一作者,李建科教授為通訊作者。(通訊員 謝文聞)
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