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在蜂群里工蜂从哺育蜂发育到采集蜂依赖日龄的职能转变是由基因决定的,而蜜蜂大脑磷酸化蛋白质组如何实现与日龄相关劳动分工的神经生物学机理研究至今尚未报道。因此,本研究利用Ti4+-IMAC对蜜蜂大脑的磷酸化肽段进行富集,然后利用鸟枪法蛋白质组学、非标定量和生物信息学方法,对哺育蜂和采集蜂的大脑磷酸化蛋白质组变化进行研究。结果发现在哺育蜂和采集蜂大脑中共鉴定到1242个磷酸化蛋白,其中58.9%(732个)是这两个日龄蜜蜂共有的核心磷酸化蛋白质组,510(41.1%)的是二者差异表达的。核心磷酸化蛋白质组涉及很多生物进程、代谢通路和激酶,表明它们在工蜂大脑中调节神经生物学活性、认知和决策能力等方面发挥重要作用。然而,哺育蜂和采集蜂大脑也表达各自特异的磷酸化蛋白质组、代谢通路和激酶的神经活动来调节各自特定的生物学职能。哺育蜂大脑中高表达的磷酸化蛋白主要参与磷脂酰肌醇信号系统、细胞信号系统、光转导、多种激活酶(CDK2_CDK3,p38,CK2,CLK)等,表明它们促进哺育蜂大脑的成熟和脑结构的发育,进而对在生物进程调节、信号转导以及嗅觉学习发挥重要作用,这对哺育蜂的哺育职能极为重要。而采集蜂大脑高表达的磷酸化蛋白质主要对大脑功能维护、对外界刺激的响应和信号转导发挥重要作用。它们主要参与磷脂酰肌醇信号系统、光转导、细胞信号系统、甘油磷脂代谢系统等代谢途径、以及多种激酶(CDK2_CDK3,p38,CK2,CLK,PKC,PKA)。这些蛋白质和激酶主要在参与调节神经细胞分化、细胞增殖和细胞信号传导,表明它们在应对环境信号刺激、激活突触活性以履行哺育蜂守卫和采集活动职能中的重要作用。 本研究首次全面深入地探索了蜜蜂大脑组织中磷酸化蛋白质组的表达变化特点,解析了大脑磷酸化蛋白质组的变化以适应不同日龄工蜂的生物学功能。研究结果为今后系统研究蜜蜂大脑特定蛋白质在神经活动中的功能奠定了坚实的基础。