研究揭示蜜蜂单倍体雄性和二倍体雌性胚胎发育的lncRNA调控机制

　　近日，中国农业科学院蜜蜂研究所蜂产品质量与风险评估创新团队揭示了lncRNA调控的蜜蜂单倍体雄性和二倍体雌性胚胎发育机制，填补了单倍体二倍体昆虫胚胎发育调控机理的空白，为进一步评估危害因子影响蜜蜂胚胎发育奠定理论基础。相关研究成果发表在《细胞与发育生物学前沿（Frontiers in Cell and Developmental Biology）》上。

　　据团队首席吴黎明研究员介绍，蜜蜂是单倍体二倍体生物，受精卵（二倍体）发育为雌性，未受精卵（单倍体）发育为雄性。胚胎发育是一个转录程序高度协调转变的过程，当前研究多集中于对受精卵发育的解析，天然的单倍体未受精卵如何协调其基因组激活与调控尚不清楚。长链非编码RNA （lncRNA）在单倍体二倍体生物胚胎发育中的调控功能也未见报道。

 

　　研究者分别采集了产卵后24小时、48小时和72小时的雌雄蜜蜂胚胎。在合子基因组激活 （ZGA）过程中，二倍体雌性和单倍体雄性胚胎转录本差异显著，雌性胚胎出现三波典型的ZGA表达高峰，而雄性胚胎的基因组激活明显较弱且被延迟。更值得注意的是，发现了数千个随三个ZGA高峰而表达增强的lncRNA，其中 73% 是从内含子区域转录，65% 是雌性蜜蜂胚胎特有。另外，发现了雄性单倍体胚胎中特异表达的lncRNA，其中包括被研究过但并未报道与胚胎发育相关的 Nb-1 。以上发现提出了新的发育调控模型：内含子编码了数千个 lncRNA，这些 lncRNA的表达被ZGA 触发且具有二倍体胚胎特异性，在蜜蜂单倍体二倍体胚胎发育的基因表达调控中发挥潜在功能。

 

　　该研究得到中国农业科学院科技创新工程、国家蜂产业技术体系、国家自然科学基金等项目资助。

 

　　原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.690167/full

 

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