冷暴露

成年蜜蜂的蘑菇体发育和学习能力受到蛹期早期寒冷暴露的影响

蜜蜂是农作物和新鲜农产品生产中最重要的传粉昆虫。温度影响蜜蜂的存活，决定其发育质量，对养蜂生产意义重大。但对于发育阶段的低温应激如何导致蜜蜂死亡以及对后续发育产生什么亚致死影响知之甚少。早期蛹期是蛹期对低温最敏感的阶段。在本研究中，早期蛹虫分别暴露在20°C下12、16、24和48小时，然后在35°C下孵化直至羽化。我们发现48小时的低温持续时间导致70％的蜜蜂个体死亡。虽然12和16小时的死亡率似乎不是很高，但幸存个体的联想学习能力受到很大影响。蜜蜂脑切片显示低温处理可以导致蜜蜂大脑发育几乎停止。低温处理组（T24、T48）与对照组的基因表达谱显示，分别有1,267个和1,174个基因发生差异表达。差异表达基因功能富集分析表明，MAPK和过氧化物酶体信号通路上Map3k9、Dhrs4、Sod-2基因的差异表达对蜜蜂头部造成了氧化损伤；在FoxO信号通路上，InsR和FoxO基因上调，JNK、Akt、Bsk基因下调；在昆虫激素合成信号通路上，Phm和Spo基因下调。因此，我们推测低温应激影响激素调控。检测到与神经系统相关的通路有胆碱能突触、多巴胺能突触、GABA能突触、谷氨酸能突触、5-羟色胺能突触、神经营养素信号通路和突触小泡循环。这意味着蜜蜂的突触发育很可能受到低温应激的重大影响。了解低温应激如何影响蜜蜂大脑发育的生理及其如何影响蜜蜂行为，为更深入地理解社会性昆虫“恒温”发育的温度适应机制提供了理论基础，并有助于改进蜜蜂管理策略以确保蜂群的健康。