東方蜜蜂高效的衛生行為機制對于西方蜜蜂抗病育種的啟示
西方蜜蜂(Apis mellifera)在世界各地大范圍的蜂群損失現象已引起科學界和公眾的廣泛關注,其健康狀況與東方蜜蜂(Apis cerana)相比明顯較劣。東方蜜蜂群內可檢測到的病原體和寄生蟲相對較少,即它們對于生物威脅具有更強的抵抗力,即便是面對異種入侵的新病原(如蜜蜂殘翅病毒)。群體抵抗病原能力的不同被認為是造成這一蜂群健康狀況差異的主因,衛生行為(hygienic behavior)作為群體免疫的一個重要方面且具有可遺傳性,因而已被廣泛應用于西方蜜蜂的抗病育種之中。衛生行為包括成年工蜂探測、開蓋并移除死亡或不健康的幼蟲/蛹,以限制患病個體所攜帶的病原進一步擴增以及在蜂群內的傳播。這一行為已被證實可靶向被瓦螨寄生或被細菌、真菌、病毒侵染的幼蟲/蛹,從而促進蜂群健康。東方蜜蜂更強的衛生行為已在國內業界有較明確的直觀認知,但因為缺少這一方面的系統研究,國際上對東方蜜蜂和西方蜜蜂衛生行為的比較仍有強烈興趣。
監測蜂群清理液氮凍死幼蟲/蛹(freeze-killed brood)的速率已被普遍認為是最為可靠的定量蜂群衛生行為能力的篩選方法。浙江大學科研團隊與瑞士科學家合作對東方蜜蜂與西方蜜蜂的衛生行為能力進行了比較研究。在同一時間、同一地點分別于春、秋兩季在朗氏箱和觀察箱中通過對比東方蜜蜂和西方蜜蜂群清理液氮凍死的蜜蜂紫眼蛹的能力,對二者間的巢內衛生行為進行比較評估。
結果顯示,東方蜜蜂對死亡蜂蛹的探測和清理能力較西方蜜蜂顯著更快、更強,且其在不同季節以及不同類型的蜂箱中均表現出更為高效的衛生能力,表明衛生行為是一個蜂群的固有屬性(intrinsic characteristic),受外界環境的干擾較小。同時,群勢較小的東方蜜蜂以較為少量的工蜂更加迅速地完成了和西方蜜蜂群相同的任務,表明蜂群群勢與此行為的關系不是很密切。更為重要的是,在實驗開始后的最初2~3小時內,東方蜜蜂工蜂便可迅速探測并大量開蓋一半以上的死亡蜂蛹,這一高效的探測能力同樣在非洲化蜜蜂和具有自然抗螨能力的西方蜜蜂群曾有過類似的報道,并且這幾種蜂群的一個共同特性便是強有力地抵抗狄斯瓦螨(Varroa destructor)這一全球養蜂業最大的生物威脅的能力。因而,較西方蜜蜂顯著更為高效的探測死亡或不健康幼蟲/蛹的能力或許是東方蜜蜂群內病原體更少、甚至抵抗狄斯瓦螨的有效機制。研究者建議進一步對這一特性的可能機制開展研究,從而確定該衛生行為特質對于蜂群健康的價值。此外,在今后的西方蜜蜂群抗病育種中,此結果對于衛生能力的評價標準、進而提升西方蜜蜂群的社會性免疫力具有指導意義和參考價值。
原文:Lin Z,Page P,Li L,Qin Y,Zhang Y,Hu F, Neumann P,Zheng H,Dietemann V.Go East for better honey bee health:Apis cerana is faster at hygienic behavior than Apis mellifera.PLoS ONE.2016,11(9):e0162647.
浙江大學動物科學學院 藺哲廣 鄭火青 胡福良