@ 2017.09.06 , 20:00

被喂食蜂粮的蜜蜂幼虫成不了蜂王

被喂食蜂粮的蜜蜂幼虫成不了蜂王
credit: 锐景创意

决定一只蜜蜂幼虫的命运只是一顿饭的事情。事实证明,正是它们食物中的来自花的遗传物质片段主宰了它们的宿命。
当雌性幼虫被喂食了别的蜜蜂分泌的蜂王浆,它们就会变成个体更大的、将进行繁殖工作的蜂王。但是大多数幼虫会被喂食蜂粮,一种花粉和蜂蜜的混合酿造物,它们会变成更小的、不进行繁殖的工蜂。
南京大学的陈xi和及其同事近期发现蜂粮里面含有许多叫做microRNAs的小RNA分子。它们调节着基因表达,且在植物中它们能帮助调控一些重要过程,比如长叶和成花过程。
“植物利用这些特定的miRNAs(即microRNAs)来控制花的大小、邢形态、颜色和发育进程。”陈说,“花的这些特性指导着蜜蜂进行花粉采集工作。”因此,很多miRNAs就顺势跑到了幼虫的食物蜂粮中。

被喂食蜂粮的蜜蜂幼虫成不了蜂王
credit: 三型蜂的发育示意图

受控于植物的RNA

研究人员从蜂巢中收集出花粉、蜂蜜、蜂王浆和蜂粮并测定其miRNA含量水平。他们发现花粉和蜂粮中的植物miRNA含量比蜂王浆中更高。
研究小组又在开始实验室中饲养蜜蜂,喂它们吃蜂粮类似物——一种富含花粉miRNAs的人工食物。吃着miRNAs长大的幼虫最终变成了重量更轻、体型更小的工蜂,它们的卵巢也更小。
进一步研究蜂粮中的miRNAs后,发现含量前16的miRNAs可能与蜜蜂的96个基因密切相关,其中也包括已知的影响蜜蜂发育的基因。有一种叫amTOR的基因,已知它在蜂王中的表达更为活跃,而进一步的一些实验表明一种叫miR162a的miRNA抑制了amTOR基因的表达。
而当蜜蜂幼虫被单独喂食iR162a时并没有被延缓发育,这表明miR162a并不是唯一参与调控的miRNA。
但在蜂王浆中均未发现这些作用。“准蜂王幼虫免受了miRNA的影响。”陈说。

植物的力量

但是为什么植物产生的miRNAs还可以影响另一个完全不同的物种的发育呢?
论文作者指出,蜜蜂和开花植物都得益于存在已久的“共同进化关系”,植物的miRNAs是其中的一部分。
“当蜜蜂采集花粉为整个蜂群提供食物时,他们也为植物传了粉;同时,植物给出miRNAs来帮助蜂群稳定社会形态。”陈说。
然而,并非所有人都同意这种解释。“我认为植物并没有在控制昆虫发育的机制中获益。”亚利桑那大学的Diana Wheeler说,“对我来说,最简单的解释就是miRNA参与了标明食物质量过程,它影响了同样参与胰岛素信号通路过程的amTOR基因。”

此处查看原论文

本文译自 NewScientist,由译者 完美萋萋 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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