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蜂王浆（Royal Jelly，RJ）是由青年哺育工蜂头部咽下腺和上颚腺等腺体分泌的黄白色粘稠浆状物质，是蜂王和3d内工蜂幼虫的专用食物。蛋白质约占蜂王浆干物质的50%，是蜂王浆的主要组成部分，其中82%~90%属于王浆主蛋白(Major RoyalJelly Proteins，MRJPs)。MRJPs是蜜蜂级型分化的关键因子，还有抗菌、抗氧化、抗疲劳、免疫调节及促增殖等多种功效。近年来，本实验室初步发现MRJPs对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster，下称黑腹果蝇）有促生殖作用，但对MRJPs的作用程度及分子机理尚缺乏研究。本文以果蝇为模型，开展了MRJPs对果蝇促增殖作用及分子机理的研究。
1.MRJPs对果蝇的促生殖作用及后代生长发育的影响
以黑腹果蝇Canton-S品系为模型，通过将MRJPs按不同量（1.25%，2.50%，5.00%）添加于饲料的方式进行干预，分别以基础饲料和不同量的酪蛋白（1.25%，2.50%，5.00%）为阴性对照和阳性对照，观察比较了不同量的MRJPs对果蝇产卵量及其后代生长发育的影响。
（1）MRJPs对10♀∶5♂配对组果蝇生殖力的影响。结果显示，不同量的MRJPs均能够显著提高雌性果蝇的产卵量，其中饲料中添加MRJPs1.25%、2.50%、5.00%组的每♀一生分别产卵491.2±37.6粒、601.5±113.1粒、612.7±213.1粒，与基础饲料（169.2±22.3）相比，分别提高161.26%、219.95%和225.88%，与添加等量酪蛋白的阳性对照相比，分别提高205.34%、182.45%和177.22%，差异极显著（p＜0.01）。
（2）MRJPs对1♀∶1♂配对组果蝇生殖力的影响。结果显示，不同添加量的MRJPs均能够显著提高雌性果蝇的产卵量，其中饲料中添加MRJPs1.25%、2.50%、5.00%组的每♀一生分别产卵328.6±89.3粒、463.1±150.4粒和684.9±195.9粒，与基础饲料相比，分别提高51.64%、113.74%和216.10%；与添加1.25%酪蛋白的阳性对照组相比，分别提高44.88%、104.21%和202.01%，均有显著差异（p＜0.01）。各实验结果还显示，MRJPs对果蝇的促增殖作用主要表现为提高每天的产卵量和延长生殖周期。
同时，比较了上述不同饲料对果蝇后代发育时间的影响。结果显示，与阴性和阳性对照相比，饲料中补充不同剂量的MRJPs可缩短果蝇后代（卵-成虫）发育时间1d左右，但MRJPs对果蝇化蛹率和羽化率、羽化后成蝇的雌雄比和体重的并无显著性影响。
2.果蝇基因表达谱芯片的检测与差异基因的筛选
用Affymetrix表达谱芯片分别检测阴性对照组、1.25%MRJPs和5.00%MRJPs干预组果蝇的基因表达谱。（1）果蝇RNA提取与质量控制：在对样品进行总RNA抽提后得到质量、浓度以及完整性均符合基因芯片实验要求的总RNA，样品总RNA浓度为1304.8-2993.7ng/μL和OD260/280≥2.0。变性琼脂糖凝胶电泳检测结果显示，样品总RNA具有清晰明亮的28S和18S条带，符合芯片检测质量要求。（2）果蝇基因表达谱芯片检测：采用GeneChipTMWT PLUS Reagent Kit试剂盒进行cDNA合成、荧光标记及纯化。将cDNA于与表达谱芯片杂交。结果显示，所有芯片扫描图片显示出整体信号强度均比较高，背景均匀，且没有明显的缺陷，符合使用标准。对所得数据作统计分析，结果得到相关差异基因208个，其中上调的基因75个，下调基因133个，并对这些差异表达基因进行了GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。
3.与MRJPs促生殖和发育作用相关差异基因筛选和信号通路分析
GO功能富集结果分析显示，与MRJPs促生殖和发育相关的差异表达基因功能主要包括绒毛膜（chorion）、先天性免疫应答（innate immune response）、蛋白质水解（proteolysis）、防御反应（defense response）和抗菌体液反应（antibacterial humoral response）。根据KEGG通路富集分析结果推测，与MRJPs促生殖和发育作用相关的信号通路包括5条：（1）脂肪酸合成通路（dme01040：Biosynthesis of unsaturated fatty acids）；（2）脂肪酸代谢通路（dme01212：Fatty acid metabolism）；（3）α-亚麻酸代谢通路（dme00592：alpha-Linolenic acid metabolism）；（4）细胞色素p450催化药物代谢通路（dme00982：Drug metabolism-cytochrome P450）；（5）细胞色素p450催化外源性物质代谢通路（dme00980：Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450）。这5条KEGG通路可能与果蝇保幼激素和蜕皮激素的分泌有关，这些代谢通路的发现为后续进一步的研究提供了理论依据。
本研究首次明确了MRJPs对果蝇的促生殖和发育作用，并分析了相关分子机理，为MRJPs作为新的功能食品资源深入研究开发提供了重要理论依据。
1.MRJPs对果蝇的促生殖作用及后代生长发育的影响
以黑腹果蝇Canton-S品系为模型，通过将MRJPs按不同量（1.25%，2.50%，5.00%）添加于饲料的方式进行干预，分别以基础饲料和不同量的酪蛋白（1.25%，2.50%，5.00%）为阴性对照和阳性对照，观察比较了不同量的MRJPs对果蝇产卵量及其后代生长发育的影响。
（1）MRJPs对10♀∶5♂配对组果蝇生殖力的影响。结果显示，不同量的MRJPs均能够显著提高雌性果蝇的产卵量，其中饲料中添加MRJPs1.25%、2.50%、5.00%组的每♀一生分别产卵491.2±37.6粒、601.5±113.1粒、612.7±213.1粒，与基础饲料（169.2±22.3）相比，分别提高161.26%、219.95%和225.88%，与添加等量酪蛋白的阳性对照相比，分别提高205.34%、182.45%和177.22%，差异极显著（p＜0.01）。
（2）MRJPs对1♀∶1♂配对组果蝇生殖力的影响。结果显示，不同添加量的MRJPs均能够显著提高雌性果蝇的产卵量，其中饲料中添加MRJPs1.25%、2.50%、5.00%组的每♀一生分别产卵328.6±89.3粒、463.1±150.4粒和684.9±195.9粒，与基础饲料相比，分别提高51.64%、113.74%和216.10%；与添加1.25%酪蛋白的阳性对照组相比，分别提高44.88%、104.21%和202.01%，均有显著差异（p＜0.01）。各实验结果还显示，MRJPs对果蝇的促增殖作用主要表现为提高每天的产卵量和延长生殖周期。
同时，比较了上述不同饲料对果蝇后代发育时间的影响。结果显示，与阴性和阳性对照相比，饲料中补充不同剂量的MRJPs可缩短果蝇后代（卵-成虫）发育时间1d左右，但MRJPs对果蝇化蛹率和羽化率、羽化后成蝇的雌雄比和体重的并无显著性影响。
2.果蝇基因表达谱芯片的检测与差异基因的筛选
用Affymetrix表达谱芯片分别检测阴性对照组、1.25%MRJPs和5.00%MRJPs干预组果蝇的基因表达谱。（1）果蝇RNA提取与质量控制：在对样品进行总RNA抽提后得到质量、浓度以及完整性均符合基因芯片实验要求的总RNA，样品总RNA浓度为1304.8-2993.7ng/μL和OD260/280≥2.0。变性琼脂糖凝胶电泳检测结果显示，样品总RNA具有清晰明亮的28S和18S条带，符合芯片检测质量要求。（2）果蝇基因表达谱芯片检测：采用GeneChipTMWT PLUS Reagent Kit试剂盒进行cDNA合成、荧光标记及纯化。将cDNA于与表达谱芯片杂交。结果显示，所有芯片扫描图片显示出整体信号强度均比较高，背景均匀，且没有明显的缺陷，符合使用标准。对所得数据作统计分析，结果得到相关差异基因208个，其中上调的基因75个，下调基因133个，并对这些差异表达基因进行了GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。
3.与MRJPs促生殖和发育作用相关差异基因筛选和信号通路分析
GO功能富集结果分析显示，与MRJPs促生殖和发育相关的差异表达基因功能主要包括绒毛膜（chorion）、先天性免疫应答（innate immune response）、蛋白质水解（proteolysis）、防御反应（defense response）和抗菌体液反应（antibacterial humoral response）。根据KEGG通路富集分析结果推测，与MRJPs促生殖和发育作用相关的信号通路包括5条：（1）脂肪酸合成通路（dme01040：Biosynthesis of unsaturated fatty acids）；（2）脂肪酸代谢通路（dme01212：Fatty acid metabolism）；（3）α-亚麻酸代谢通路（dme00592：alpha-Linolenic acid metabolism）；（4）细胞色素p450催化药物代谢通路（dme00982：Drug metabolism-cytochrome P450）；（5）细胞色素p450催化外源性物质代谢通路（dme00980：Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450）。这5条KEGG通路可能与果蝇保幼激素和蜕皮激素的分泌有关，这些代谢通路的发现为后续进一步的研究提供了理论依据。
本研究首次明确了MRJPs对果蝇的促生殖和发育作用，并分析了相关分子机理，为MRJPs作为新的功能食品资源深入研究开发提供了重要理论依据。