题目：拟黑多刺蚁CREB基因的mRNA水平表达研究

拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger）是一类典型的社会性昆虫，隶属于膜翅目（Hymenoptera），蚁科（Formicidae），多刺蚁属（Polyrhachis）。该种昆虫具有复杂的社会行为和明确的职责分工等社会性特征，是研究昆虫发育及行为调控机制方面的很好试验材料。
环磷酸腺苷反应元件结合蛋白( cyclic AMP response element binding protein, CREB)是一种重要的核转录因子，CREB为管家基因的产物，具有调节学习记忆、诱导癌细胞凋亡、影响胚胎发育等广泛的生物学功能，是细胞内多种信号通路的一种关键成分，这在对海兔、果蝇、家蚕、蜜蜂、小鼠和大鼠等的研究中已经证实。本实验以拟黑多刺蚁（Polyrhachis vicina Roger）为实验材料，利用地高辛标记法原位杂交技术，观察了CREB在拟黑多刺蚁不同品级脑部mRNA的表达特征；并且利用Y迷宫对拟黑多刺蚁工蚁进行学习记忆训练，研究了训练与未训练工蚁脑部CREB mRNA的表达差异；采用实时定量RT-PCR技术对拟黑多刺蚁不同发育阶段及脑部、Y迷宫学习记忆训练前后的工蚁脑部CREB基因的mRNA表达水平进行相对定量研究。实验结果如下：
1 CREB mRNA在拟黑多刺蚁不同品级脑部均有广泛表达。阳性反应主要分布在蕈形体冠部的Kenyon细胞、视叶和嗅叶等部位。三个不同品级蚂蚁的脑部，工蚁的嗅球和蕈形体内有较明显的CREB mRNA阳性反应，雄蚁的视叶具有较强的阳性反应。我们推断CREB可能在视觉和嗅觉信息的获取与整合中起着重要作用，且与不同品级蚂蚁的行为相关。
2 工蚁经Y迷宫训练后，视叶、中央复合体和嗅叶内较未训练工蚁有较多的CREB mRNA阳性表达，蕈形体唇部和领部可见少量阳性神经纤维，其他部位阳性表达差异不显著。结果表明CREB 参与了学习记忆的信号转导过程。
3 拟黑多刺蚁整个发育阶段到成虫的过程中，CREB mRNA都有表达，而且在表达的量上具有明显的差异性。拟黑多刺蚁CREB在第一龄期和成虫工蚁内的表达量最高，一龄幼虫期的表达量比卵期有显著的升高，但当发育到二龄幼虫期，表达量又回落到与卵期相当的水平，之后的三龄、四龄幼虫的表达量出现逐渐升高的趋势，到了蛹期又回落到与卵期相当的水平，发育到成虫，在三个品级的成虫体内表达量均较高，有显著的升高趋势。说明CREB可能参与了蚂蚁发育过程中组织和细胞的分化。在三个不同品级整体及脑部之间的比较发现，CREB mRNA在工蚁整体及脑部的表达量最高，在雌蚁和雄蚁之间的表达量差异不显著，推测工蚁体内CREB mRNA的高水平表达可能与工蚁在社会性群体中的行为相关。
4 对经过Y迷宫学习记忆行为训练前后的工蚁脑部CREB mRNA相对表达水平进行实时定量检测，结果显示，与未进行学习记忆训练的工蚁相比，经学习记忆训练后的工蚁脑部CREB mRNA的相对表达量有所提高。与采用原位杂交技术对CREB mRNA在经过Y迷宫学习记忆行为学训练前后的工蚁脑部的定位研究的结果相一致。进一步证实了CREB参与了学习记忆信号转导过程。
本文首次采用原位杂交技术和相对实时定量PCR方法研究了CREB在拟黑多刺蚁中mRNA水平的定位和定量表达情况，并且对经Y迷宫学习记忆训练前后的工蚁脑部CREB基因的mRNA水平的表达差异也进行了定位和定量分析，通过分析比较，探讨了CREB在拟黑多刺蚁的学习记忆、发育以及社会性行为中的作用，为进一步探讨CREB在昆虫中的生理功能和作用机制提供理论依据。