被餵食蜂糧的蜜蜂幼蟲成不了蜂王

credit: 銳景創意

決定一隻蜜蜂幼蟲的命運只是一頓飯的事情。事實證明，正是它們食物中的來自花的遺傳物質片段主宰了它們的宿命。
當雌性幼蟲被餵食了別的蜜蜂分泌的蜂王漿，它們就會變成個體更大的、將進行繁殖工作的蜂王。但是大多數幼蟲會被餵食蜂糧，一種花粉和蜂蜜的混合釀造物，它們會變成更小的、不進行繁殖的工蜂。
南京大學的陳xi和及其同事近期發現蜂糧裡面含有許多叫做microRNAs的小RNA分子。它們調節著基因表達，且在植物中它們能幫助調控一些重要過程，比如長葉和成花過程。
「植物利用這些特定的miRNAs(即microRNAs)來控制花的大小、邢形態、顏色和發育進程。」陳說，「花的這些特性指導著蜜蜂進行花粉採集工作。」因此，很多miRNAs就順勢跑到了幼蟲的食物蜂糧中。

credit: 三型蜂的發育示意圖

受控於植物的RNA

研究人員從蜂巢中收集出花粉、蜂蜜、蜂王漿和蜂糧並測定其miRNA含量水平。他們發現花粉和蜂糧中的植物miRNA含量比蜂王漿中更高。
研究小組又在開始實驗室中飼養蜜蜂，餵它們吃蜂糧類似物——一種富含花粉miRNAs的人工食物。吃著miRNAs長大的幼蟲最終變成了重量更輕、體型更小的工蜂，它們的卵巢也更小。
進一步研究蜂糧中的miRNAs後，發現含量前16的miRNAs可能與蜜蜂的96個基因密切相關，其中也包括已知的影響蜜蜂發育的基因。有一種叫amTOR的基因，已知它在蜂王中的表達更為活躍，而進一步的一些實驗表明一種叫miR162a的miRNA抑制了amTOR基因的表達。
而當蜜蜂幼蟲被單獨餵食iR162a時並沒有被延緩發育，這表明miR162a並不是唯一參與調控的miRNA。
但在蜂王漿中均未發現這些作用。「準蜂王幼蟲免受了miRNA的影響。」陳說。

植物的力量

但是為什麼植物產生的miRNAs還可以影響另一個完全不同的物種的發育呢？
論文作者指出，蜜蜂和開花植物都得益於存在已久的「共同進化關係」，植物的miRNAs是其中的一部分。
「當蜜蜂採集花粉為整個蜂群提供食物時，他們也為植物傳了粉；同時，植物給出miRNAs來幫助蜂群穩定社會形態。」陳說。
然而，並非所有人都同意這種解釋。「我認為植物並沒有在控制昆蟲發育的機制中獲益。」亞利桑那大學的Diana Wheeler說，「對我來說，最簡單的解釋就是miRNA參與了標明食物質量過程，它影響了同樣參與胰島素信號通路過程的amTOR基因。」

本文譯自 NewScientist，由譯者 完美萋萋 基於創作共用協議(BY-NC)發布。