湖北省宜昌地區中華蜜蜂種質情況研究

楊曉毅 鄧曉剛 張爽 周俊

摘要：選擇具有養蜂傳統的宜昌地區作為研究地，對中華蜜蜂（Apis cerana cerana）的種群特征與其多樣性，進行基于形態遺傳學的調查研究。研究表明，中華蜜蜂的4個主成分均能反映出工蜂形態特征的信息量，多個形態指標也同時反映出對種群間變異的貢獻。對湖北省宜昌丘陵山區中華蜜蜂主要分布區域9個樣本進行測定和分析，形態標記研究表明，湖北宜昌地區中華蜜蜂具有豐富的遺傳多樣性。

關鍵詞：中華蜜蜂（Apis cerana cerana）；三峽丘陵地區；種質資源；形態測量法

中圖分類號：S891 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）16-0093-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.16.022 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Germplasm Status of Apis cerana cerana in Yichang Area of Hubei Province

YANG Xiao-yi1，2，DENG Xiao-gang2，ZHANG Shuang2，ZHOU Jun2

（1.College of Life Sciences，Chongqing Normal University，Chongqing 401331，China；

2.College of Machinery Engineering，Chongqing University of Science and Technology，Chongqing 401331，China）

Abstract： The Yichang area with beekeeping tradition was selected as the research area. The population characteristics and diversity of the Apis cerana cerana were investigated based on morphological genetics. It is found that the 4 principal components of the honeybee can reflect the amount of information of the morphological characteristics of the worker bee， and the multiple morphological indexes also reflect the contribution to the variation among the population. 9 samples of the main distribution area of A. cerana cerana in the hilly and hilly areas of Yichang， Hubei， were measured and analyzed. The morphological markers showed that the A. cerana cerana in the Yichang area of Hubei was rich in genetic diversity.

Key words： Apis cerana cerana； Three Gorges hilly area； germplasm resources； morphometry

中華蜜蜂（Apis cerana cerana）又稱中華蜂、中蜂、土蜂，是東方蜜蜂的一個亞種，屬中國獨有蜜蜂品種，是以雜木樹為主的森林群落及傳統農業的主要傳粉昆蟲。宜昌市養蜂業是其傳統優勢行業，在湖北省養蜂業中處于領先地位。據2014年統計數據，宜昌市養殖西蜂7.6萬群、中華蜜蜂近2萬群，西蜂戶數984戶，將近1/2養蜂戶的養殖規模在50群以上，全年蜂蜜產量6 200 t，蜂王漿產量280 t，蜂產品總產值13 800萬元[1]。而中華蜜蜂養殖一直以丘陵山區農戶小規模散養為主，養蜂戶數量龐大而不可考，很多農戶習慣于在房前屋后放置幾個蜂桶收蜂養蜂，以“望天收”的模式進行中華蜜蜂養殖，能夠增加部分家庭的收入。近十年來，湖北省武漢市養蜂業及蜂產品加工業不斷壯大，但宜昌市養蜂業、加工業及產品貿易卻徘徊不前。同時，西方蜜蜂的大量引入，使得宜昌本土中華蜜蜂數量銳減、品質退化、地域縮小，在一定程度上影響了一些植物的生存和繁育，使物種資源的多樣性降低，破壞了當地自然生態環境平衡和穩定。基于此，應當對湖北省宜昌市中華蜜蜂展開研究和保護，保護當地中華蜜蜂獨特的遺傳基因，研究蜜蜂的產蜜力，蜂王的產漿力，培育新的優質高產的蜜蜂品種，維護宜昌地區物種資源的豐富度，維護自然生態系統的平衡和多樣性，促進農作物的增產增收，又能夠通過中華蜜蜂養殖使農戶獲得可觀的經濟效益。

20世紀60年代以前，研究人員主要通過研究蜜蜂的外部形態特征及其地理分布情況來反映蜜蜂的物種多樣性；20世紀60年代以后，蛋白質電泳技術逐漸運用于蜜蜂多樣性研究，包括基因表達產物（同工酶）、染色體帶型分析、染色體組型分析等；近20年來，主要采用分子生物學技術在DNA水平上研究不同蜜蜂種群遺傳結構、種群分化與多樣性分析，由于單一的技術手段只能反映DNA或蛋白質或形態上的特征，不能整體反映蜜蜂的遺傳多樣性，所以需要多重手段的綜合交叉運用[2]。目前，蜜蜂形態學分析方法是調查蜜蜂的遺傳資源、分析遺傳結果和鑒定品系以及品種的主要手段和方法，是蜜蜂研究者應用的最重要和最基礎的分析工具[3-6]。

本研究中宜昌市丘陵地區的中華蜜蜂，擬采用Ruttner[7]的蜜蜂分類方式，通過測量采集的中華蜜蜂樣本的外部形態特征，對不同采集地的中華蜜蜂進行歸類聚并的統計鑒定。結合采樣點的氣候信息（年積溫、最低溫、最高溫、降雨量、常年風向等）、植被信息及采樣點的一般情況、蜂場信息、蜂群病史、工蜂體色、生產性能等，參照《動物遺傳資源調查目錄》里對于蜜蜂部分要求檢測的內容指標，對湖北省宜昌市丘陵山區中華蜜蜂主要分布區域9個樣本進行測定和分析研究，旨在為研究和保護利用湖北省宜昌市丘陵山區的中華蜜蜂資源提供科學的基礎性數據。

1 材料與方法

1.1 材料及設備

本研究中華蜜蜂樣本采樣自宜昌市夷陵區分鄉鎮、小峰鄉、下堡坪鄉，龍泉鎮，包括宜昌市西北至東北方向典型的丘陵山區地段，如表1所示。采樣目標為農戶自養散養的中華蜜蜂蜂群，規模都不大。每個蜂群采集工蜂50只，裝在50 mL采樣管內，并灌入無水乙醇殺死及浸泡。采集時間為2017年4月25日，每個采樣點的形態測定用樣本量n=5。試驗所用設備如表2所示。

1.2 方法

根據Ruttner[7]所提出的蜜蜂形態測量方法對中華蜜蜂外部形態進行測量，每組樣本中選取5只體型完整無破損的工蜂，解剖并制作每只中華蜜蜂的吻、第三和第四背板和右前翅的臨時裝片，使用LY-WN超清顯微鏡系統（成都勵揚精密機電有限公司）觀察拍照，利用LY-M-Toupview測量分析軟件進行測量，分別得到吻長（Pro）、第三背板長（T3）、第四背板長（T4）、前翅長（FL）、前翅寬（FB）、肘脈a（a）、肘脈b（b）的原始數據。通過數據統計獲得需要的6 個形態指標，除了以上原始數據還有翅面積（AW）和肘脈指數（Ci）。

1）測量中華蜜蜂吻長。用鑷子從浸泡在無水乙醇中的中華蜜蜂標本取出，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇，分離開頭部，然后按圖1所示，將吻部輕輕展開放在載玻片（涂有凡士林）上，盡量保持前鄂、后鄂和中唇舌處于一條直線上，然后在讀數顯微鏡LY-WN下測量中華蜜蜂的吻的長度。

2）測量中華蜜蜂的背板長度。取出浸泡于無水乙醇中的中蜂樣本，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇。在蜜蜂腹部進行解剖，仔細取下第3、4背板，并放置在涂有一層水的載玻片上，做好臨時裝片。使用超清顯微鏡觀測第3、4背板，再使用測量分析軟件對第3、4背板的長度進行測量。

3）測量中華蜜蜂的右前翅相關參數。取出浸泡于無水乙醇中的中華蜜蜂樣本，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇。捋順蜜蜂右前翅，然后輕輕取下，再小心地在投影膠片上將其固定。將制作完成的翅板放在讀數顯微鏡下，測定蜜蜂右前翅的長度、寬度、肘脈a、肘脈b的長度，再計算出翅面積和肘脈的指數Ci（a/b），如圖2所示。

2 結果與分析

2.1 中華蜜蜂外部形態測定結果

湖北宜昌丘陵地區9個樣點中華蜜蜂工蜂的外部形態數據見表3。下堡坪鄉采樣的中華蜜蜂翅長平均值最大，為（9.16±0.10） mm，與分鄉鎮高場村中華蜜蜂、分鄉鎮貓子河村中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05），與其他樣本中華蜜蜂差異顯著（P<0.05）；龍泉鎮金銀崗中華蜜蜂翅長最小，為（8.75±0.05） mm，除與小峰鄉中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

下堡坪鄉的中華蜜蜂翅面積平均值最大，為（29.36±0.54） mm，除與分鄉整貓子河村的中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異均不顯著（P>0.05）；龍泉鎮金銀崗中華蜜蜂翅面積平均值最小，為（26.84±0.18） mm，與其他村的中華蜜蜂差異均不顯著（P>0.05）。

龍泉鎮金銀崗的中華蜜蜂吻的長度平均值最長，為（5.00±0.53） mm，除與小溪塔鎮廖家林村的中華蜜蜂差異不顯著外（P>0.05），與其他村的中華蜜蜂差異顯著（P<0.05）；下堡坪村中華蜜蜂吻的長度最小，為（4.44±0.13） mm，除與小溪塔鎮麻家溪中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

龍泉鎮金銀崗村中華蜜蜂肘脈指數最高，為4.73±0.68，下堡坪村的中華蜜蜂肘脈指數最低，為3.59±0.45，村與村間的中華蜜蜂均無顯著性差異（P>0.05）。

分鄉鎮貓子河村中華蜜蜂第3、4背板的總長度最大，為（4.53±0.06） mm，與小溪塔鎮廖家林村的中華蜜蜂差異顯著（P<0.05），與分鄉鎮高場村、分鄉鎮貓子河村中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。龍泉鎮金銀崗中蜂第3、4背板總長最小，為（4.09±0.15） mm，與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

2.2 各項形態測定值相關性分析

對6項形態指標之間的相關數據分析結果見表4，對所測表型數據分析，吻的長度與其他形態指標顯示為都不相關（P>0.05），前翅的長度、前翅的寬度、翅面積和第3、4背板的長度之間的關系為極顯著相關（P<0.01）或者顯著相關（P<0.05）。

2.3 形態指標之間的主成分分析

通過對9個樣點中華蜜蜂形態測定值的主成分分析求出，第1特征值的貢獻率是52.768%，第2、3、4特征值的貢獻率分別是17.131%、10.106%和14.150%。按照累積貢獻率超過85%，信息損失量低于15%的選擇原則，選取了前4個特征值，定義為第1、2、3、4主成分。表5反映了主成分結合的變異信息，用如下表達式：

F1=0.383X1+0.855X2+0.838X3+0.969X4-0.341X5+0.729X6；

F2=0.703X1+0.201X2-0.119X3+0.024X4+0.281X5-0.188X6；

F3=-0.570X1+0.108X2+0.070X3+0.098X4+0.653X5+0.267X6；

F4=0.085X1+0.208X2-0.488X3-0.213X4-0.087X5+0.515X6

2.4 各項形態測定值聚類分析

對湖北省宜昌市丘陵山區9個樣本的中華蜜蜂6項形態特征利用平均歐式距離分析法進行系統聚類，聚類結果見圖3。結果表明，小溪塔鎮麻家溪、石門鎮天坑村的中華蜜蜂聚為一類，小峰鄉、貓子河村的3個樣本聚為一類，這兩類聚成一大類；分鄉鎮高場村、小溪塔廖家林村和下堡坪村聚為一類，龍泉鎮土門金銀崗中蜂聚為單獨的一支。

3 結論

通過形態指標之間相關關系發現，湖北宜昌地區中蜂的右前翅的長度、翅的寬度、翅面積的大小與第3、4背板的總長度之間存在極顯著相關（P<0.01），吻的長度與前翅的長度、翅的寬度與第3、4背板的總長度之間存在極顯著相關（P<0.01）。此外，肘脈指數與其他形態指標則均不具有相關性（P>0.05），這就表明肘脈指數是一個相對獨立的形態標記。中華蜜蜂的4個主成分均能反映出工蜂形態特征的信息量，多個形態指標也同時反映出對種群間變異的貢獻。

分析聚類圖顯示，小溪塔鎮麻家溪村和廖家林村中蜂地域較近，但沒有聚類在一起；而小峰鄉和分鄉鎮貓子河村的中華蜜蜂，直線距離超過20 km，而且相隔數座山頭，反而具有相近似的信息特征。形態標記研究表明，湖北省宜昌地區的中華蜜蜂具有豐富的遺傳多樣性。

參考文獻：

[1] 譚澤文，朱德江，李 蓮，等.宜昌積極發展蜂產業[J].中國畜牧業，2015（12）：66-67.

[2] 王桂芝.中國華北地區中華蜜蜂多樣性及其分類研究[D].山東泰安：山東農業大學，2007.

[3] 樊 賢，譚 墾，和紹禹.河南中華蜜蜂的形態特征研究[J].云南農業大學學報，2006，21（2）：235-238.

[4] 邵瑞宜.蜜蜂育種學[M].北京：中國農業出版社，1998.

[5] 關迎輝，李紹文，李舉懷，等.意蜂三個品系間的基因差異[J].昆蟲學報，1994，37（2）：159-164.

[6] 朱翔杰，周冰峰，王 媛，等.中華蜜蜂形態遺傳分析方法的研究[J].應用昆蟲學報，2011，48（1）：202-206.

[7] RUTTNER F. Biogeography and Taxonomy of Honeybees[M].Berlin：Springer-Verlang，1988.