[发明专利]一种鉴定蜜蜂分化关键基因的方法及鉴定得到的基因和应用

说明书

本发明涉及一种鉴定蜜蜂分化关键基因的方法及鉴定得到的基因和应用。所述方法包括获得多个蜜蜂96h幼虫的全基因组信息，通过三维基因组技术进行分析得到多个蜜蜂基因拓扑相关结构域，根据蜂王浆主蛋白家族成员在所述多个蜜蜂基因拓扑相关结构域的分布确定和蜜蜂分化相关的关键基因。本发明以蜂王浆主蛋白家族成员在蜜蜂基因拓扑相关结构域中的分布为基础，通过三维基因技术分析得到多个与蜜蜂96h幼虫级型分化密切相关的蛋白及其编码基因。本发明发现这些与蜜蜂级型分化相关的蛋白在蜂王和工蜂幼虫级型分化阶段表达水平差异显著，对养蜂过程中96h幼虫分化提供了基因水平上的依据，对于诱导96h幼虫分化为蜂王或工蜂具有重要指导意义。

技术领域

本发明涉及蜜蜂养殖技术领域，尤其涉及一种鉴定蜜蜂分化关键基因的方法及鉴定得到的基因和应用。

背景技术

蜜蜂属于膜翅目，蜜蜂科，是维持生态环境持续发展不可或缺的物种，是植物、特别是新兴的设施作物的主要授粉昆虫。

蜜蜂是社会化昆虫，有级型分化现象。级型分化是蜜蜂生殖、劳动分工的基础。在正常蜂群中，通常有一只蜂王，数百、数千、甚至数万只工蜂。蜂王和工蜂都是雌性蜂，由遗传物质完全相同的受精卵发育而来，但是蜂王和工蜂在生理、行为方面差异很大。相对于工蜂，蜂王口器退化、体型更大、腹部更长，腿部没有花粉筐，蛰针更短，无咽下腺，下颌腺更发达，发育周期比工蜂提前5天。蜂王有150～200根卵巢管，在蜂群中担任繁殖后代的任务。工蜂只有1～20根卵巢管，正常情况下不具备繁殖能力。蜂王的自然寿命可达5～6年。工蜂的寿命，在采集季节只有5～6个月。在自然蜂群中，交配之后的蜂王就专职产卵并通过蜂王信息素调控蜂群成员的行为和生理变化。工蜂在蜂群中承担保温孵育、清理蜂房、调剂花粉与蜂蜜、饲喂幼虫及蜂王、分泌王浆、蜜蜡造脾、采集花蜜、花粉和蜂胶及巢门防卫等任务。

96h幼虫是蜜蜂级型分化的关键时期。96h工蜂幼虫移至王台可发育成蜂王，大于96h的工蜂幼虫在王台中培育只能发育成工蜂。近几年，研究人员对蜜蜂96h幼虫的RNA进行了研究，利用两两差异比较的方法，得到了96h蜂王和工蜂幼虫中表达水平发生改变的基因，认为这些基因与蜜蜂幼虫级型分化有关。但是这种方法因为主观上对差异表达的显著性的设置，而出现假阳性或假阴性的结果，使得真正影响级型分化的基因被漏掉，或者得到许多并不是真正影响级型分化的基因。

发明内容

为了至少解决一种现有技术存在的问题，本发明提供一种鉴定蜜蜂分化关键基因的方法及鉴定得到的基因和应用。本发明通过三维基因组技术，以蜂王浆主蛋白家族成员为依据，鉴定得到多个与蜜蜂分化密切相关的基因，其在蜂王和工蜂幼虫级型分化阶段表达水平差异显著。

鉴定蜜蜂级型分化关键基因对揭示蜜蜂级型分化分子机制有重要意义，为调控蜜蜂级型分化奠定基础。因此，准确、客观的鉴定蜜蜂级型分化的关键基因十分重要。

据此，第一方面，本发明提供一种鉴定蜜蜂分化关键基因的方法，包括：

获得多个蜜蜂96h幼虫的全基因组信息，通过三维基因组技术进行分析得到多个蜜蜂基因拓扑相关结构域，根据蜂王浆主蛋白家族成员在所述多个蜜蜂基因拓扑相关结构域的分布确定和蜜蜂分化相关的关键基因。

进一步地，所述蜂王浆主蛋白家族成员包括：所述蜂王浆主蛋白家族成员包括：MRJP1、MRJP2、MRJP3、MRJP4、MRJP5、MRJP6、MRJP7、MRJP8和MRJP9。蜂王浆主蛋白(Majorroyal jelly proteins,MRJPs)家族主要有9个成员，其中MRJP1/7是弱酸性蛋白，水溶性蛋白。MRJP2、3、4、5、6、8、9是弱碱性蛋白

进一步地，所述获得多个蜜蜂96h幼虫的全基因组信息为：

获得多个蜜蜂96h幼虫的组织，经过预处理、酶切、生物素标记、平末端连接及DNA纯化提取后得到Hi-C样本，使用所述Hi-C样本建立蜜蜂全基因信息文库并测序用于后续的三维基因组技术分析。