近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜂產(chǎn)品質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了lncRNA調(diào)控的蜜蜂單倍體雄性和二倍體雌性胚胎發(fā)育機(jī)制，填補(bǔ)了單倍體二倍體昆蟲(chóng)胚胎發(fā)育調(diào)控機(jī)理的空白，為進(jìn)一步評(píng)估危害因子影響蜜蜂胚胎發(fā)育奠定理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)前沿（Frontiers in Cell and Developmental Biology）》上。

　　據(jù)團(tuán)隊(duì)首席吳黎明研究員介紹，蜜蜂是單倍體二倍體生物，受精卵（二倍體）發(fā)育為雌性，未受精卵（單倍體）發(fā)育為雄性。胚胎發(fā)育是一個(gè)轉(zhuǎn)錄程序高度協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，當(dāng)前研究多集中于對(duì)受精卵發(fā)育的解析，天然的單倍體未受精卵如何協(xié)調(diào)其基因組激活與調(diào)控尚不清楚。長(zhǎng)鏈非編碼RNA （lncRNA）在單倍體二倍體生物胚胎發(fā)育中的調(diào)控功能也未見(jiàn)報(bào)道。

 

　　研究者分別采集了產(chǎn)卵后24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)的雌雄蜜蜂胚胎。在合子基因組激活 （ZGA）過(guò)程中，二倍體雌性和單倍體雄性胚胎轉(zhuǎn)錄本差異顯著，雌性胚胎出現(xiàn)三波典型的ZGA表達(dá)高峰，而雄性胚胎的基因組激活明顯較弱且被延遲。更值得注意的是，發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)隨三個(gè)ZGA高峰而表達(dá)增強(qiáng)的lncRNA，其中 73% 是從內(nèi)含子區(qū)域轉(zhuǎn)錄，65% 是雌性蜜蜂胚胎特有。另外，發(fā)現(xiàn)了雄性單倍體胚胎中特異表達(dá)的lncRNA，其中包括被研究過(guò)但并未報(bào)道與胚胎發(fā)育相關(guān)的 Nb-1 。以上發(fā)現(xiàn)提出了新的發(fā)育調(diào)控模型：內(nèi)含子編碼了數(shù)千個(gè) lncRNA，這些 lncRNA的表達(dá)被ZGA 觸發(fā)且具有二倍體胚胎特異性，在蜜蜂單倍體二倍體胚胎發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮潛在功能。

 

　　該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

 

　　原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.690167/full

 

　　DOI：https://doi.org/10.3389/fcell.2021.690167