研究揭示蜜蜂單倍體雄性和二倍體雌性胚胎發(fā)育的lncRNA調控機制

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所蜂產(chǎn)品質量與風險評估創(chuàng)新團隊揭示了lncRNA調控的蜜蜂單倍體雄性和二倍體雌性胚胎發(fā)育機制，填補了單倍體二倍體昆蟲胚胎發(fā)育調控機理的空白，為進一步評估危害因子影響蜜蜂胚胎發(fā)育奠定理論基礎。相關研究成果發(fā)表在《細胞與發(fā)育生物學前沿（Frontiers in Cell and Developmental Biology）》上。

　　據(jù)團隊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)育是一個轉錄程序高度協(xié)調轉變的過程，當前研究多集中于對受精卵發(fā)育的解析，天然的單倍體未受精卵如何協(xié)調其基因組激活與調控尚不清楚。長鏈非編碼RNA （lncRNA）在單倍體二倍體生物胚胎發(fā)育中的調控功能也未見報道。

 

　　研究者分別采集了產(chǎn)卵后24小時、48小時和72小時的雌雄蜜蜂胚胎。在合子基因組激活 （ZGA）過程中，二倍體雌性和單倍體雄性胚胎轉錄本差異顯著，雌性胚胎出現(xiàn)三波典型的ZGA表達高峰，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)千個隨三個ZGA高峰而表達增強的lncRNA，其中 73% 是從內(nèi)含子區(qū)域轉錄，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的lncRNA，其中包括被研究過但并未報道與胚胎發(fā)育相關的 Nb-1 。以上發(fā)現(xiàn)提出了新的發(fā)育調控模型：內(nèi)含子編碼了數(shù)千個 lncRNA，這些 lncRNA的表達被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)育的基因表達調控中發(fā)揮潛在功能。

 

　　該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程、國家蜂產(chǎn)業(yè)技術體系、國家自然科學基金等項目資助。

 

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

 

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