蜜蜂工蜂上颚腺是位于头部的一对外分泌腺体,主要生物学功能是分泌脂肪酸作为蜂王浆的主要成分为蜂群提供营养和参与报警外激素的合成,其中上颚腺分泌的10-羟基-2-癸烯酸(10-HDA)是蜂王浆的重要脂肪酸成分和质量指标。蜂王浆高产蜜蜂(简称浆蜂)是我国从意大利蜜蜂(意蜂)中培育的新品系,产量较意蜂提高10倍以上,随着产量提高,其中的10-HDA出现一定程度下降,然而浆蜂和意蜂上颚腺在磷酸化蛋白质组水平上如何调控它们上颚腺的发育和功能的机理尚未开展研究。本研究基于液相色谱与二级质谱连用的磷酸化蛋白质组学和生物信息学等方法,通过比较二者工蜂出房蜂、哺育蜂、采集蜂发育阶段上颚腺磷酸化蛋白质组的差异,揭示磷酸化蛋白质组调控上颚腺的发育机制。浆蜂3时期分别鉴定到509、554、460个磷酸化蛋白,意蜂分别鉴定到483、499、387个磷酸化蛋白,浆蜂的磷酸化蛋白数目显著高于意蜂,表明浆蜂上颚腺的磷酸化调控网络较意蜂复杂。结果显示浆蜂和意蜂幼蜂、哺育和采集3个时期的磷酸化蛋白表达谱均相似,说明浆蜂和意蜂3时期表达的磷酸化蛋白质执行类似的生物学功能来保障腺体的发育和分泌活动。对每个时期磷酸化蛋白质组比较发现,浆蜂和意蜂上颚腺3个发育时期的磷酸化蛋白质组均存在显著差异。在各时期,意蜂的磷酸化作用通过加强蛋白质合成和加工、糖代谢等过程为腺体各项生命活动提供支持和能量。出房蜂时期,浆蜂磷酸化蛋白主要通过以剪接体为主的RNA加工、细胞骨架蛋白等相关过程的调控用于支持腺体基础发育,为哺育蜂时期产浆行为提供物质基础;经过蜂王浆高产选育,浆蜂哺育蜂时期与意蜂上颚腺磷酸化蛋白质组差异最大,浆蜂磷酸化的调控作用更为复杂,主要参与丙酮酸脱氢酶相关的能量代谢途径、脂肪酸合成、细胞内各类信号转导等过程,浆蜂已具有不同于意蜂的磷酸化蛋白质组,以维持其蜂王浆高产时10-HDA含量的提高及能量供应,保证蜂王浆的营养功能及自身代谢所需;采集蜂时期,磷酸化作用主要通过参与包括应激蛋白等新蛋白的合成适应腺体功能的转变,有助于采集蜂腺体分泌功能及形态变化,加强转运蛋白的合成促进报警激素的释放,适应外界环境,加强泛素化相关蛋白的合成以调控细胞凋亡等适应机体的衰老过程。浆蜂和意蜂在3个时期均通过加强不同的磷酸化蛋白质组来支撑上颚腺的发育及功能,其中最显著的差异在哺育蜂时期,浆蜂哺育蜂显著提高了脂肪酸合成力,保障其蜂王浆的基本功能。这在蛋白质修饰的水平上深入探究了浆蜂蜂王浆高产的产浆生物学机理。