人工引入传粉者对油茶丰产的意义及潜在的生物安全

动物传粉在全球生态系统中提供重要服务,全球农业生产对动物传粉服务的需求稳定增长。油茶是我国特有的重要木本油料植物,栽培历史悠久,由于严格自交不亲和而高度依赖动物传粉。基于我国油茶产业发展的新形势,从资源分配和花粉限制等生态因素系统分析了油茶产量受限制的原因,提出油茶的传粉者限制效果等同于花粉限制效果,人工引入潜在的高效传粉者是解除油茶资源限制措施和传粉生态限制措施之间冲突、提高油茶产量的有效途径。论述了人工引入传粉者传粉服务的优势和挑战。对人工引入传粉者,特别是外来传粉者所面临的潜在风险和控制途径进行了梳理,提出从传粉生态服务解决油茶产量和质量问题的新思路。全文旨在为人工引入传粉者在油茶丰产中的作用提供理论与科学依据,以期促进油茶产业健康有序发展。

果树授粉研究进展

近几年,随着果树种植种类的增多和种植面积的扩大,果业已经成为农业发展中的主要支柱产业之一。授粉是果树生产中的重要环节,对提升果实品质、增加果实产量、提高种植户的经济收益具有重要影响。本文从蜜蜂等昆虫授粉、人工辅助授粉和液体授粉三个方面对果树授粉的研究现状进行简短总结与回顾,并对每种授粉方式存在的问题及其局限性进行评价,以期为果业生产及授粉业的发展提供参考。

蜜蜂工蜂产卵的原因及处理方法

蜜蜂工蜂是生殖器官发育不完全的雌性个体,正常情况下工蜂卵巢发育及产卵行为受到蜂王和工蜂幼虫的强烈抑制^([1])。当蜂群中蜂王存在时,受到蜂王物质的控制,工蜂生殖器官发育受到抑制而不会产卵。当蜂群失去蜂王或蜂王衰老,蜂群中没有蜂王物质或蜂王物质减少时,少量工蜂的生殖器官就会开始发育并产卵^([2])。在养蜂生产实践中,因突发失王、更换蜂王或分蜂管理不当时,常发生工蜂产卵,导致蜂群逐渐衰弱.

中华蜜蜂GABARAP基因克隆、生物信息学分析及原核表达载体的构建

【目的】对中华蜜蜂(Apis cerana cerana)中自噬相关蛋白Atg8家族成员γ-氨基丁酸相关受体蛋白(gamma-aminobutyric acid receptor type associated protein,GABARAP)基因进行克隆鉴定和生物信息学分析,并在大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中进行原核表达,以期为后续探究该基因的功能奠定基础。【方法】根据GenBank中西方蜜蜂(Apis mellifera)GABARAP基因序列(登录号:XM_001120069.5)设计引物,采用巢式PCR对中华蜜蜂GABARAP基因进行扩增、克隆;运用生物信息学软件对其氨基酸序列相似性、二级结构、三级结构进行比对和预测分析;构建GABARAP基因原核表达载体,利用Western blotting对GABARAP蛋白进行鉴定后并用IPTG诱导纯化。【结果】经巢式PCR扩增得到中华蜜蜂GABARAP基因序列;使用在线BLAST工具对氨基酸相似性进行分析显示,中华蜜蜂GABARAP与西方蜜蜂、大蜜蜂、小蜜蜂、欧洲熊蜂、东方熊蜂的氨基酸序列相似性为100%;氨基酸序列系统进化树显示,中华蜜蜂与西方蜜蜂亲缘关系最近,与秀丽隐杆线虫亲缘关系最远。生物信息学分析结果显示,GABARAP基因编码区全长354 bp,编码117个氨基酸,蛋白分子质量为13.99 ku,理论等电点为9.48;GABARAP蛋白二级结构主要由3个α-螺旋、4个β-折叠和6个多肽结合位点构成,二、三级结构预测结果一致;SDS-PAGE分析结果显示,IPTG诱导的GABARAP蛋白分子质量为35 ku;Western blotting鉴定结果证明了His单克隆抗体可以特异性识别GABARAP蛋白。【结论】本研究成功克隆了中华蜜蜂GABARAP基因,获得了GABARAP蛋白并进行了生物信息学分析,为进一步研究GABARAP基因及其蛋白在自噬发生中的作用提供了参考。

中、意蜂Atg12基因克隆表达及生物信息学分析

试验旨在探究自噬相关基因Atg12(autophagy-related 12 gene)在中华蜜蜂(中蜂)、意大利蜜蜂(意蜂)中的表达差异,为探讨中蜂抗螨分子机理提供参考。参照GenBank中东方蜜蜂Atg12基因序列(登录号:XM_017048509.1)设计引物,扩增中、意蜂头部组织Atg12基因,并对其进行克隆、测序、原核表达及其氨基酸序列和蛋白结构分析,同时采用实时荧光定量PCR技术分析该基因在中、意蜂头部组织中的表达差异。结果显示,本试验成功扩增出大小为450 bp的目的片段,并表达出大小约42 ku重组蛋白;遗传进化树分析表明,在Atg12基因进化过程中,中蜂(Apis cerana cerana)、意蜂(Apis mellifera)、大蜜蜂(Apis dorsata)和小蜜蜂(Apis florea)亲缘关系较近;重组蛋白生物信息学分析显示,该蛋白的二级结构中共含有6个多肽结合位点、6个β-折叠和4个α-螺旋,分子质量约为16.13 ku,等电点为6.73;实时荧光定量PCR结果显示,Atg12基因在中蜂头部组织中表达极显著高于意蜂(P<0.01)。本试验结果为后续深入研究Atg12基因在中蜂抗螨上的作用机制提供了参考。

深度学习在蜜蜂研究中的应用

实现对蜜蜂蜂群的实时动态监测,有助于养蜂业的数字化与智能化发展,对大幅提升养蜂管理水平具有重要意义。深度学习作为人工智能的一种新的研究方向,目前已被广泛应用于昆虫分类学、行为学、害虫生物防治等领域。随着深度学习检测算法的迅速发展,基于深度学习的蜜蜂蜂群监测技术不断涌现,为智能化养蜂提供了可能。为促进深度学习在蜜蜂领域的进一步应用,本文梳理了深度学习在蜜蜂的物种识别、行为跟踪监测、蜂群健康监测和蜂巢监测等方面的研究进展,分析了深度学习技术在蜜蜂蜂群监测研究及应用中存在的一些问题和未来发展方向,为深度学习在蜜蜂领域的应用提出了建议。

米团花的开花与泌蜜规律

本研究对米团花的开花与泌蜜规律进行了观测,探究了米团花花序的开花规律、单花泌蜜量与花蜜糖浓度的日变化规律、单花在盛花期内泌蜜量与糖浓度的变化规律、不同区域单花的泌蜜量与糖浓度的日变化规律以及花蜜颜色与花蜜糖浓度的关系。结果表明:花序从出现花苞至所有单花盛开5~7天,直至所有单花枯萎并脱落约30天。花序中有194~575朵单花,单花的花期约10天。在一天的三个检测时间段中,单花在9:30~10:30的泌蜜量最大,在15:30~16:30的花蜜糖浓度最高。在盛花期间,单花在第2天的泌蜜量最大,在第3天的花蜜糖浓度最高。在花序不同区域内,中部区域的单花泌蜜量最大,顶部区域单花的花蜜糖浓度最高。花蜜的糖浓度与花蜜的颜色呈一定的相关性。本研究结果有助于更好的了解米团花的开花与泌蜜习性,从而为米团花期的蜜蜂管理提供一定的理论依据。

传粉昆虫下降背景下的授粉生态弹性:内涵、机制和展望

全球传粉昆虫多样性正在下降,如何保障农林生态系统传粉功能是当前研究的热点。理论上说,传粉功能不仅与生态系统的传粉昆虫多样性相关,还与生态系统的调节能力有关。近年来,学者们逐渐认识到授粉生态弹性对传粉功能的影响。本文在回顾已有研究的基础之上,总结传粉昆虫授粉生态弹性的内涵,厘清授粉生态弹性与工程弹性、稳定性和抗性的异同。目前,学者对授粉生态弹性形成机制开展广泛探讨,提出功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说,但这5个假说间的关系仍不清楚,存在一词多义、词意混淆等现象。我们依次阐述功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说,介绍不同假说中授粉生态弹性形成过程、研究热点和发展动态。通过解析授粉生态弹性的形成机制可知,5个假说在内涵上存在紧密联系,它们从不同空间尺度和研究对象下解释传粉昆虫授粉生态弹性的形成机制。未来授粉生态弹性研究将整合传粉昆虫群落动态和传粉功能动态的量化方法,通过实验验证5个假说的合理性,并揭示不同假说间的联系,由此阐明授粉生态弹性的发生条件、形成阈值和动态规律。随着研究的深入,授粉生态弹性理论有望用于指导农林生态系统传粉功能的经营管理。

狄斯瓦螨对意大利蜜蜂工蜂呼吸代谢的影响

【目的】意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称“意蜂”)是世界重要的授粉昆虫,对维持生态平衡、提高农产品产量和保障粮食安全至关重要。但受狄斯瓦螨Varroa destructor侵害,全世界的意蜂蜂群每年都受到巨大损失。本研究主要探讨狄斯瓦螨对意蜂工蜂呼吸代谢的影响,为今后深入研究狄斯瓦螨与意蜂之间的相互作用奠定基础。【方法】应用SSI多通道昆虫呼吸仪测定感染狄斯瓦螨意蜂与健康意蜂不同发育阶段(4日龄幼虫、5日龄蛹、新出房成蜂和6日龄成蜂)工蜂的耗氧量、CO 2释放量和呼吸商,并分析其变化特征;同时采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法分析狄斯瓦螨感染意蜂与健康意蜂成年工蜂中呼吸代谢相关基因(Coq7,COXⅠ,CytB,CytC和IF-2 mt)的表达量变化。【结果】受狄斯瓦螨侵染后,意蜂工蜂耗氧量、CO 2释放量呈现出先上升后下降的趋势,其中耗氧量从5日龄蛹期的0.0244 mL/min下降至6日龄成蜂期的0.0093 mL/min;CO 2释放量从5日龄蛹期的0.0174 mL/min下降至6日龄成蜂期的0.0040 mL/min,极显著低于同龄期健康意蜂工蜂的。健康意蜂工蜂呼吸商随其生长过程逐渐增加,至6日龄成蜂时呼吸商最高,达0.9169;而狄斯瓦螨感染意蜂工蜂呼吸商则呈下降趋势,6日龄成蜂时呼吸商最低,为0.4424,显著低于同龄期健康成年工蜂的。实时荧光定量PCR结果发现,狄斯瓦螨感染意蜂成年工蜂中CytB和CytC基因的相对表达量分别是健康意蜂成年工蜂的1.7676和1.9929倍,差异显著。【结论】狄斯瓦螨侵染可直接影响意蜂工蜂的呼吸代谢,导致其正常代谢途径发生紊乱,严重破坏蜂群正常生长发育。

超声提取蜂胶黄酮的研究

蜂胶黄酮是蜂胶的主要活性成分,具有抗氧化、抗菌等多种功效。优化蜂胶黄酮的超声提取工艺,为蜂胶产品的开发与利用提供了理论依据。首先进行了单因素试验,研究超声功率、超声时间和乙醇浓度这三个因素分别对蜂胶黄酮提取得率的影响。在此基础上,再采用响应面法优化蜂胶黄酮的超声提取条件。研究结果表明,影响蜂胶黄酮提取得率的主次因素依次是超声时间、乙醇浓度和超声功率。当超声功率为150 W、超声时间为16 min、乙醇浓度为86%时,蜂胶黄酮提取得率实际最大可达到21.10%±0.075%(n=3)。经本实验分析可知,湖北孝感蜂胶属于蜂胶中的优等品。相比于其他超声提取蜂胶黄酮的方法,该实验的超声提取方法具有提取温度低、提取时间短的优势。

酚氧化酶原在蜜蜂体内的分布及其特性研究

酚氧化酶(PO)是一种含铜氧化酶,在黑色素的合成及抵抗病毒感染的免疫反应中起着重要作用,在昆虫体内主要以酚氧化酶原(PPO)的形式存在于血淋巴中。蜜蜂在不同发育阶段的PPO转录本水平已有报道,但对影响PO活性的研究较少。本研究调查了PPO在工蜂与蜂王组织中的分布,发现AmPPO在工蜂和蜂王的各种组织中都有分布。但与蜂王相比,AmPPO在工蜂各组织(头、胸、表皮、足、翅、中肠、血淋巴、气管、卵巢)的转录本含量比蜂王相应组织中都高。金属离子对PO活性的影响结果表明,Ca^(2+)或Mg^(2+)均会降低PO活性,Cu^(2+)对PO的活性没有影响。然而,Cu^(2+)与Mg^(2+)或Ca^(2+)结合会显著提高PO活性(P<0.05)。此外,我们还确定了PO的最适pH和温度分别为5.5和36℃。本研究为进一步研究蜜蜂对病害的免疫反应提供了数据。

长翅熊蜂雄性蜂下唇腺分泌物特性分析

雄性蜂头部下唇腺分泌物在蜂王和雄性蜂交尾行为中发挥着重要作用。为探究雄性蜂下唇腺分泌物组成特性,本研究以青藏高原地区特有物种长翅熊蜂Bombus longipennis雄性蜂为材料,利用气相色谱-质谱联用和气相色谱技术对其下唇腺分泌物挥发性成分进行定性和定量分析。结果表明,长翅熊蜂雄性蜂下唇腺分泌物挥发性成分共28种,其中3,7,11-三甲基-6,10-十二碳二烯-1-醇为其主要成分,相对含量为38.45%。研究结果为深入探究熊蜂交尾行为的化学通讯机制奠定了基础,也为利用下唇腺分泌物进行熊蜂物种鉴定提供了依据。

东方蜜蜂入侵群体的建立机制

蜜蜂、胡蜂及蚂蚁等是具有高度入侵性的社会性昆虫.理论上,在奠基者群体数量较少时,其单一位点互补性性别决定机制会限制入侵群体的发展.在人类活动影响下,东方蜜蜂已扩散至其自然分布区之外的很多地区,给当地饲养的西方蜜蜂带来很大影响.本文简要介绍了东方蜜蜂的分布、性别决定机制以及近几年来针对澳大利亚东方蜜蜂入侵群体的系列研究结果,从蜂王的交尾行为、工蜂的繁殖行为、平衡选择作用、产雌孤雌生殖等方面分析了东方蜜蜂群体如何在奠基者效应带来的遗传负荷压力下快速发展起来,为揭示相关社会性昆虫入侵群体的建立机制提供了很好的借鉴.

不同寄主来源的蜂箱奇露尾甲携带蜜蜂病毒情况调查

近几年世界各地出现蜜蜂群势下降的现象,除了与细菌、真菌、病毒和寄生虫有关外(Cox-Foster et al.,2007);一种新入侵性害虫蜂箱奇露尾甲Aethina tumida也能导致蜜蜂群势下降,该虫源于南非,目前已扩散至北美洲、欧洲和亚洲,且能携带传播蜜蜂残翅病毒(deformed wing virus,DWV)和囊状幼虫病毒(sacbrood virus,SBV)(Neumann et al.,2016)。

狄斯瓦螨对杀螨剂抗性机制的研究进展

狄斯瓦螨Varroa destructor是严重危害西方蜜蜂Apis mellifera的主要寄生螨之一,由于杀螨剂长期大量、单一和连续使用,狄斯瓦螨对杀螨剂的抗性发展日趋严重,探明狄斯瓦螨抗性机制对于治理狄斯瓦螨具有重要意义。狄斯瓦螨抗性形成受遗传因素、人为操作因素及其他生态因素的影响,其抗性机制与化学杀螨剂的种类有关,目前研究较多的是靶标不敏感性机制和解毒代谢增强机制,对拟除虫菊酯类杀螨剂抗性机制研究较为透彻,而对有机磷类和甲咪类杀螨剂抗性机制研究有限。本文基于文献,阐述了狄斯瓦螨对拟除虫菊酯类、有机磷类和甲咪类杀螨剂抗性机制的最新研究进展,讨论了抗性治理的最新研究成果及该领域未来的研究方向,以期为狄斯瓦螨有效治理、杀螨剂的安全有效使用及新型杀螨剂开发等研究提供参考。

东方蜜蜂和西方蜜蜂对红阳猕猴桃雌花挥发性气味响应的差异

【目的】植物的挥发性气味对传粉者的选择具有重要的影响,为探究红阳猕猴桃Actinidia chinensis‘Hongyang’雌花的挥发性气味对东方蜜蜂Apis cerana和西方蜜蜂Apis mellifera行为反应的差异。【方法】利用顶空固相微萃取与气质联用技术(Headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)鉴定红阳猕猴桃雌花挥发性物质成分及相对含量,并通过气相色谱-触角电位联用测量系统(GC-EAD)和Y型嗅觉仪测定东方蜜蜂和西方蜜蜂对红阳猕猴桃雌花气味的触角电位和行为反应。【结果】GC-MS结果表明,红阳猕猴桃雌花挥发性气味含有33种成分,包括醇类、酯类、酮类、烃类、萜烯类、醛类、胺类和盐类。GC-EAD结果表明,红阳猕猴桃雌花挥发性物质中7种化合物芳樟醇、壬醛、苯乙醇、2,6,6-三甲基-2-环己烯-1,4-二酮、苯甲酸乙酯、水杨酸甲酯和顺式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯能够引起东方蜜蜂和西方蜜蜂的触角反应,而3种化合物乙酸叶醇酯、水杨酸乙酯和β-紫罗酮只引起东方蜜蜂的触角反应。嗅觉行为反应结果表明,红阳猕猴桃雌花的气味对东方蜜蜂具有引诱作用(P>0.05),引诱率为60%;对西方蜜蜂具有驱避作用(P<0.01),驱避率是67.5%。【结论】东方蜜蜂和西方蜜蜂对红阳猕猴桃雌花挥发性气味的响应存在显著差异,东方蜜蜂对红阳猕猴桃雌花的气味无明显趋性,而西方蜜蜂对红阳猕猴桃雌花的气味具有明显驱避。因此,为红阳猕猴桃授粉时,东方蜜蜂相对于西方蜜蜂更理想。