ACT-UR 支持项目登上《Nature》——安捷伦先进分析技术助力揭示蜂王发育的“建筑密码”

2026-07-23 13:10:25, 安捷伦科技安捷伦科技（中国）有限公司

在蜜蜂社会中，蜂王与工蜂拥有几乎完全相同的基因组，却呈现出截然不同的形态、生理特征和寿命：蜂王体型更大、寿命更长，并承担整个蜂群的繁殖功能。长期以来，科学界普遍认为营养因素，尤其是蜂王浆，是决定蜂王发育的核心驱动力。然而，蜂王赖以生长的王台（Queen Cell）究竟只是承载幼虫的“育婴室”，还是参与决定蜂王命运的重要因素？

近日，中国农业科学院蜜蜂研究所房宇、薛晓锋、王凯研究团队在这一领域取得突破性进展，相关成果以“Queen cell architecture shapes honey bee queen development”为题发表于国际学术期刊 Nature。研究有力证明，工蜂能够通过特殊的筑巢行为主动构建特殊的物理化学微环境，而这一由蜂群“工程化”形成的王台环境，是蜂王正常发育的重要决定因素之一。

该研究获得了 Agilent Applications and Core Technology University Research Program（ACT-UR）项目的支持，是安捷伦持续赋能生命科学基础研究的重要成果之一。ACT-UR 旨在支持全球科研人员围绕前沿科学问题开展原创性探索，通过先进分析技术和创新方法学，助力解决生命科学、环境、生物制造及材料科学等领域的重要挑战。

从“营养决定论”到“环境塑造论”

长期以来，蜂王发育研究主要聚焦于蜂王浆等营养因素，被视为决定蜂王命运的核心驱动力。然而，本研究创新性地从巢房建筑角度揭示了另一条关键调控路径。

研究团队系统比较了王台与工蜂巢房的结构、材料组成和生物学功能。结果发现，王台蜂蜡在机械性能上与工蜂巢房存在显著差异：其密度、硬度和压缩强度更低，但熔点更高，形成了与工蜂巢房截然不同的发育环境。

进一步分析表明，这种差异并非源于结构形状本身，而是来自蜂蜡独特的化学组成。与工蜂巢房相比，王台蜂蜡富含不饱和脂肪酸，并具有差异化的挥发性和半挥发性代谢物谱，共同构建出适宜蜂王发育的特殊化学微环境。

更重要的是，当研究人员将正在发育的蜂王幼虫转移至由工蜂巢房蜂蜡制成的王台中时，其存活率和蛹重均显著下降；而在王台蜂蜡环境中则能够维持正常发育。这一结果明确表明，王台不仅是蜂王幼虫生长的空间载体，更是决定其发育命运的重要生态位。

安捷伦质谱解析蜂蜡化学组成差异

要回答“为什么不同蜂蜡会影响蜂王发育”，首先需要精准解析其化学组成。

在本研究中，研究团队利用安捷伦 GC/MS 平台对王台蜂蜡和工蜂巢房蜂蜡进行了系统化学分析。通过对烷烃、蜡酯、脂肪酸以及挥发性和半挥发性代谢物的定性分析，研究人员发现两类蜂蜡存在显著差异的化学特征，其中王台蜂蜡富含不饱和脂肪酸，并具有特殊的挥发性代谢物组成。这些分析结果为理解蜂王发育过程中物理化学微环境的形成机制提供了关键证据，也为后续验证蜂蜡来源对蜂王发育的因果关系奠定了基础。

图 1. 王台蜂蜡与工蜂巢房蜂蜡的化学组成差异

5300 Fragment Analyzer 保障高质量转录组研究

除了化学组成分析，研究团队还结合行为学观察和转录组学分析，研究参与王台建造的工蜂是否具有特殊生理状态。

研究发现，与普通筑巢工蜂相比，王台建造工蜂在脂质代谢及蜂蜡合成相关通路上表现出显著的转录调控变化。为确保转录组数据质量，研究团队在 RNA 测序前采用 Agilent 5300 Fragment Analyzer 对总 RNA 进行严格质量评估，仅使用满足 RQN 值、28S/18S 比值及纯度要求的样本进行后续建库与测序分析。这一质量控制流程为差异表达基因分析和功能富集研究提供了可靠的数据基础，确保了研究结果的准确性和可重复性。

结语

从传统认知中的“蜂王摇篮”，到决定蜂王命运的“工程化微环境”，本研究为蜂王发育机制提供了全新解释。该成果不仅深化了我们对社会性昆虫发育可塑性的理解，也揭示了巢房建筑在生物学调控中的重要作用。同时，化学分析与分子生物学技术的深度融合，为破解复杂生命现象提供了有力工具，再次彰显了先进分析平台在前沿基础研究中的重要价值。

参考文献

Fang Y, Ma B, Jin X, et al. Queen cell architecture shapes honey bee queen development[J]. Nature, 2026, 654(8119): 689-696.