基于中肠代谢组学意大利蜜蜂工蜂枣花病的发病机理研究

【目的】利用代谢组学分析患枣花病意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠内代谢物变化,挖掘出与蜜蜂枣花病相关的重要代谢通路,旨在揭示蜜蜂枣花病发病机制,为枣花病靶向药物的研发提供理论依据。【方法】分别利用液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技术对患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂进行中肠非靶向代谢组检测;通过主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA),以变量投影重要性(variable projection importance,VIP)>1.0,差异倍数(fold change,FC)>2.0和P<0.05为标准筛选差异代谢物,并对其进行KEGG注释和通路富集;利用生化方法测定意大利蜜蜂工蜂中肠中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性,并通过qRT-PCR测定抗氧化基因Sod1,Sod 2和CAT及免疫基因Defensin,Hymenoptaecin,Apidaecin和Abaecin在中肠内的表达量。【结果】基于LC-MS代谢组检测,正离子和负离子模式下分别获得患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间差异代谢物49和43种,其中分别有33和30种能够在HMDB和KEGG数据库中鉴定到。基于GC-MS代谢组检测,患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间筛选到22种挥发性差异代谢物,其中11种能够在HMDB和KEGG数据库中鉴定到。与健康意大利蜜蜂工蜂相比,患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠内经鉴定的73种差异代谢物中,28种含量上升,45种含量下降;其中,京尼平苷酸、吲哚-3-乙酸、喹啉和棉子糖在患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠内大量积累,而乌索酸、L-苏糖酸、葡萄糖酸、D-半乳糖酸、苏糖酸和芦丁的含量下降最为明显。KEGG代谢通路富集分析结果表明,患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂间差异代谢物显著富集在抗坏血酸和醛酸代谢、半乳糖代谢及丁酸甲酯代谢这3条碳水化合物代谢通路。酶活性测定及qRT-PCR结果显示,与健康意大利蜜蜂工蜂相比,患枣花病意大利蜜蜂工蜂中肠中SOD和CAT酶活显著降低,Sod1,Sod2,CAT,Defensin,Hymenoptaecin和Apidaecin的表达量均呈下调趋势。【结论】利用LC-MS和GC-MS非靶向代谢组学均能够有效地分析枣花病影响下蜜蜂中肠内代谢物的变化差异。研究结果表明,意大利蜜蜂采集枣花后其中肠内碳水化合物代谢发生异常,引起肠道抗氧化和免疫能力显著下降,推测肠道功能障碍是导致蜜蜂死亡的主要原因。该研究为蜜蜂枣花病的发病机理提供了新见解。

枣花病对意大利蜜蜂消化酶和解毒酶系活性的影响

【目的】枣花期蜜蜂易发生枣花中毒(又称枣花病),致使大量采集蜂死亡。本研究初步探讨了枣花病对蜜蜂的毒性作用机理。【方法】以正常的意大利蜜蜂Apismellifera ligustica工蜂为对照,采用分光光度法测定山西临猗、太谷和临县患枣花病的意大利蜜蜂工蜂体内淀粉酶、蛋白酶、蔗糖酶、果胶酶、海藻糖酶、酯酶(esterase,EST)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferase,GST)、细胞色素P450(cytochromeP450)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AchE)的活性。【结果】临猗、太谷和临县意蜂的淀粉酶活性分别为对照的73.17%,60.74%和70.50%;蛋白酶活性分别为对照的74.45%,50.68%和90.44%;果胶酶活性分别为对照的39.50%,27.99%和73.13%;而蔗糖酶和海藻糖酶活性与对照比较没有显著差异(P>0.05)。GST活性分别为对照的1.29,1.47和1.30倍;P450活性分别为对照的3.31,1.66和2.12倍;而EST和AchE活性与对照相比没有显著差异(P>0.05)。【结论】枣花期蜜蜂采食枣花蜜使其体内淀粉酶、蛋白酶和果胶酶等消化酶活性和解毒酶系的活性发生变化,这可能与枣花病的发生有关。

蜜蜂枣花病病因的探讨

本文从探讨蜜蜂枣花病的病因出发,采用比较研究的方法,对枣花蜜的各类化学成分进行了较为系统的分析,测定了蒽甙类、糖类、乙醇提取物及矿物质,并将各类成分对蜜蜂进行了毒性试验。结果表明,枣花蜜中钾离子含量过高(1212.6～1550ppm)是引起蜜蜂枣花病的病因。试验基本排除了生物碱、蒽甙、糖类引起蜜蜂枣花病的可能性。试验采用了高效液相色谱、薄层层析、纸层析、原子吸收光谱及等离子体光谱等分析手段。

科学调配合理利用枣花蜜源

红枣产业目前已上升为新疆第一林果产业,种植面积及产量已占全国半壁江山,大力推广有机果品种植技术是促进红枣产业健康发展的重要措施,蜜蜂授粉工作在这方面被赋予了极大的期待。另外,枣树蜜源面积大,稳产高产,是新疆地区一种新兴的重要蜜源。如何采取措施,既充分发挥蜜蜂授粉的公益效能,又尽可能地规避风险,合理利用好特色蜜源,为蜂农带来可观的经济收益,是做好枣树花期蜂群饲养管理的关键。

蜜蜂常见非传染性病害及其防治

凡是由于气候、饲料、生理因素和管理不当所引起的疾病和中毒等,都称非传染病。这类病害发病突然,范围广,死亡率高。对蜂群造成的损失也相当大。北方常见的非传染性病害有以下几种: