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意大利蜜蜂是一种典型的社会性昆虫,一个蜂群通常由一只蜂王、数万只工蜂及数百只雄蜂组成。其中蜂王和工蜂均由受精卵发育而来,两者虽然具有相同的遗传物质,但却在组织形态、生理功能、社会分工及寿命等方面存在巨大差异,这一现象称为雌性蜜蜂的级型分化(caste differentiation)。之前已经有研究分别从环境、营养、DNA甲基化水平、蛋白质组和转录组等多方面对蜜蜂级型分化现象的调控机制进行了探索,结果发现这是一个由多因素综合调控的复杂生理过程。而且随着生物技术的发展以及研究手段的进步,人们发现了更多的因子参与该过程的调控。近年来,随着RNA-seq技术的发展,人们对环状RNA(circRNA)的生物学功能的研究逐渐深入,发现许多环状RNA可作为miRNA海绵进而调控靶基因的表达。但到目前为止,在蜜蜂幼虫中的相关研究还甚少。因此,本试验从环状RNA着手,利用高通量全转录组测序技术以及环状RNA-miRNA-mRNA分析网络,对不同日龄、不同级型的四种意大利蜜蜂幼虫样品中的环状RNA进行鉴定和分析,以期发掘出与蜜蜂级型分化有关的环状RNA。本研究主要结果如下:(1)测序文库构建及测序质量与结果的初步分析。采用限王产卵、人工育王的方法获得相同遗传背景的工蜂和蜂王幼虫,采集三日龄蜂王幼虫(Queen Larvea3 day,QL3d)10 只,三日龄工蜂幼虫(Worker Larvea 3 day,WL3d)10 只,五日龄蜂王幼虫(Queen Larvea 5 day,QL5d)2 只,五日龄工蜂幼虫(Worker Larvea 5 day,WL5d)2只,每种样品四个生物学重复,成功建立出普通转录组以及全转录组的环状RNA文库。根据测序结果,QL3d、WL3d、QL5d和WL5d普通转录组文库经测序并过滤分别得到纯净序列(cleanreads),各文库与参考基因组的匹配率从85.83%到97.70%不等,数据利用率正常。全转录组测序得到的Clean Reads,各样品的Reads与参考基因组的比对效率从97.70%到98.94%不等,数据利用率正常。(2)环状RNA的表达谱及差异表达情况。本次测序在QL3d、WL3d、QL5d和WL5d中分别鉴定得出339、181、337和266中环状RNA,四种样品间根据属性分成四组比较,WL3d相比于QL3d有24个显著差异(P<0.05)表达的环状RNA;QL5d相比于QL3d有49个显著差异表达;WL5d相比于QL5d有39个显著差异表达;WL5d相比于WL3d有48个显著差异表达的环状RNA。(3)环状RNA的GO分析和KEGG分析。通过GO分析,各样品的差异环状RNA来源基因中富集到734个生物学进程功能团,113个细胞组分功能团,345个分子功能功能团。KEGG分析在QL3d和QL5d、QL3d和WL3d、QL5d和WL5d、WL3d和WL5d之间分别富集到16个、6个、14个、20个信号通路,包括背腹轴形成、Hippo信号通路等与蜜蜂幼虫发育和级型分化有关的通路。(4)高通量测序结果与mRNA-miRNA-环状RNA的联合分析。通过mRNA-miRNA-环状RNA联合分析,将可能参与调控极型分化相关基因的差异表达环状RNA按照junction设计引物,用实时荧光定量PCR进行定量分析,发现了几种与mRNA表达趋势相符的环状RNA,不过具体差异倍数有所不同。综上所述,本试验首次揭示了意大利蜜蜂QL3d、WL3d、QL5d和WL5d中的环状RNA表达谱,并分析鉴定出了几种可能与蜜蜂级型分化调控相关的潜在环状RNA,为后续揭示蜜蜂级型分化现象的研究提供一些参考。