西方蜜蜂过氧化物还原酶5基因的生物信息学、时空表达谱及蜜蜂球囊菌侵染响应OA

【目的】本研究旨在丰富西方蜜蜂Apis mellifera过氧化物还原酶5(peroxiredoxin-5)AmPRX5的理化性质和分子特征信息,检测AmPRX 5的表达模式,并探究AmPRX5在蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis侵染后对西方蜜蜂的抗氧化应激作用,为进一步开展AmPRX5功能和作用机制研究提供科学依据。【方法】通过PCR扩增西方蜜蜂AmPRX 5的CDS;使用相关软件预测AmPRX5的理化性质和分子特征,构建蛋白互作网络,并进行保守基序、结构域和系统进化分析。采用RT-qPCR检测AmPRX 5在西方蜜蜂工蜂不同发育阶段(卵、3和5日龄幼虫、1和2日龄预蛹、1日龄蛹以及1,2,6,8和12日龄成虫)和工蜂成虫不同组织(脑、咽下腺、中肠、触角、毒腺、表皮和脂肪体)及3日龄幼虫接种蜜蜂球囊菌后4,5和6日龄幼虫肠道中的表达量;利用分光光度法检测蜜蜂球囊菌接种3日龄幼虫后4,5和6日龄幼虫肠道中的过氧化氢(H 2O 2)含量。【结果】成功克隆到西方蜜蜂AmPRX 5的CDS,长558 bp。AmPRX5的分子式为C 904 H 1445 N 241 O 264 S 8,分子量约为20.17 kD,等电点为8.99,平均亲水系数为-0.013。AmPRX5含有19个磷酸化位点,但不含典型的信号肽和跨膜结构域。AmPRX5的二级结构包含88个无规卷曲、59个α-螺旋和38条延伸链。AmPRX5与硫氧还蛋白还原酶等10个蛋白构成1个互作网络。西方蜜蜂和其他9种蜂的PRX5均包含1个相同的PRX5结构域和6个保守基序。西方蜜蜂与东方蜜蜂A.cerana的PRX5同源性最高。AmPRX 5在1日龄蛹中的表达量最高且显著高于卵、3日龄幼虫、5日龄幼虫、1日龄预蛹和2日龄预蛹中的表达量;AmPRX 5在12日龄成虫体内的表达量最高且显著高于1,2,6和8日龄成虫体内的表达量;AmPRX 5在成虫触角中的表达量最高且显著高于中肠、脂肪体、表皮、毒腺和脑中的表达量。与未接种对照组比较,西方蜜蜂3日龄幼虫接种蜜蜂球囊菌后AmPRX 5的表达量在4日龄幼虫肠道中上调但无显著差异,在5日龄幼虫肠道中极显著上调,在6日龄幼虫肠道中显著上调;H 2O 2的含量在接种蜜蜂球囊菌后4和5日龄幼虫肠道中均极显著上升,在6日龄幼虫肠道中显著升高。【结论】AmPRX5是一种潜在的亲水性、非跨膜和胞内蛋白;AmPRX 5在西方蜜蜂不同发育阶段和不同组织中动态差异表达;AmPRX 5可能通过影响H 2O 2含量参与幼虫对蜜蜂球囊菌侵染的应答。