甲蜂种在乙蜂种内营养杂交技术研究

甲蜂种在乙蜂种内营养杂交技术研究

长期以来，喂养蜂的科学家们进行了各种形式的杂交试验，以利用混合优势优良地培育蜂种。东方蜜蜂与西方蜜蜂是蜜蜂属里形态特征和生物学特性最为接近的两个种,由于他们之间存在生殖隔离,因此很难进行正常的生殖杂交。但蜜蜂具有区别于其他生物的生物学特性,一粒受精卵发育成几百万分之一的工蜂还是发育成独一无二的蜂王,并非由先天的遗传因素决定,而是蜜蜂通过营养物质控制的。1961年周崧等用中华蜜蜂(以下简称中蜂)蜂王浆培育意大利蜜蜂(以下简称意蜂)小幼虫,发现羽化后的意蜂工蜂翅脉有中蜂特征,并推论王浆中可能有遗传信息的携带者———核酸存在。1964年,Mar-ko和Pechan首次报道了王浆中核酸的存在。曾志将、邹阳等研究证实,蜂王赖以生存的食物———蜂王浆中含有丰富的DNA和RNA,并且中蜂与意蜂蜂王浆中DNA呈不同多态性[4～6],这些遗传物质是否能够通过交叉哺育的方式进行转移或表达,逐渐成为蜂业工作者普遍关注的话题。1蜜蜂饲料混合技术的总结1.1乙蜂种或种幼虫的遗传特性根据谢宪兵、张全华等的定义进一步归纳总结,蜜蜂营养杂交又称为蜜蜂无性杂交,是指在蜜蜂个体或群体的生长或繁殖期内,把甲蜂种(或亚种)的幼虫提供给乙蜂种(或亚种)饲喂后,由甲蜂种(或亚种)幼虫发育而成的蜜蜂具有乙蜂种(或亚种)的某些遗传特性。营养杂交是蜜蜂的一种交叉哺育行为,是国内养蜂工作者根据生产实践提出的长期以来约定俗成的概念,不具有生殖杂交的实质内涵,或者说目前还没有充分的证据能够证明其后代性状能够遗传。1.2中蜂和意蜂的营养杂交研究人们对同一蜂种不同亚种之间的营养杂交研究较早,比如Ruttner(1957,1983)、Smaragdova(1963)、Rinderer(1985)等系统研究了西方蜜蜂不同品种之间营养杂交特性,发现甲蜜蜂的工蜂哺育乙蜜蜂幼虫后,这些幼虫发育成的工蜂则不同程度具有甲蜂种的形态和体色特征[9～11]。Sperlin进行了东方蜜蜂和西方蜜蜂DNA杂交试验,得出两个蜂种的DNA杂交重组率约为60%。国内养蜂科研工作者利用中蜂的资源优势,在不断探索着中蜂与意蜂的营养杂交技术。庄明通过营养杂交试验培育出的中蜂蜂王个大体长,繁殖能力强,造脾能力好,采蜜能力强;吴文光把意蜂混入中蜂群中哺育中蜂幼虫,使中蜂个体和群体都发生了变化,个体体形增大,群体哺育性、分蜂性、采集性、防卫性、抗病性、恋巢性、温驯程度及产卵量都有所改善;李淼生应用同巢法、灌浆法等不同方法进行营养杂交试验,并总结出了营养杂交过程需要注意的若干问题。谭垦研究了东、西方蜜蜂之间的交哺行为,认为在正常情况下,甲蜂种的工蜂是不会完全哺育乙蜂种的卵和幼虫,而会在一定的时间内依次将乙蜂种的卵和幼虫清出巢房。为了让乙蜂种幼虫尽可能被甲蜂种多哺育一些饲料而又不至于被清理,必须在乙蜂种被清理之前撤回到乙蜂群内继续饲喂,从而实现营养杂交的目的。2混合蜜蜂营养的方法和影响因素2.1营养杂交b蜂子的制备我国蜂业科研工作者对营养杂交方法进行了不断地探索和实践。李淼生、庄明、吴文光、肖怀农、谢宪兵等分别进行了方法的试验和改进[13～15,18],现对营养杂交方法简要介绍如下。根据需要选择营养杂交目的蜂群3群以上,分别将它们合并成群势较强的A群和B群,全程奖励饲喂。在亲本A群中加入育王框,工蜂清理12h后,在王台中移入A群中的小幼虫,24h后,将育王框取出,轻轻取出王台中小幼虫,保留王台中的蜂王浆,马上移入亲本B群中1日龄小幼虫。庄明试验证明,幼虫的日龄越小,试验成功率越高。把育王框插入亲本A群中哺育12～24h,抽出育王框,轻轻抖落育王框上的蜜蜂,并将育王框插入亲本B群中继续哺育。利用人工饲养蜜蜂幼虫技术,定期人工饲喂亲本A群新鲜王浆。王台封盖后第4天选择外形大的王台安装在框式贮王笼中,并把框式贮王笼放入亲本B群中。待处女王成熟时,取B群蜂雄蜂的精液,对营养杂交B蜂种处女蜂王进行人工授精。处女蜂王人工授精后,放入已经组织好的核群中。蜂群巢门口安上隔王栅,防止蜂王出巢自然交尾,蜂王产卵培育的后代即为营养杂交B蜂子一代,同样的方法,可培育营养杂交B蜂子二代和子三代。若目的蜂种为中蜂,则因目前中蜂人工授精技术尚不成熟,故王台封盖后第4天选择外形大的王台放入已经组织好的中蜂交尾群中,待处女王成熟后进行自然交尾,蜂王产卵培育的后代即为营养杂交中蜂子一代,用同样的方法,可培育营养杂交中蜂子二代。2.2影响因素：多种蜂蜜营养组合2.2.1不同类型卵和幼虫被被孵化和被清理出房不同种蜜蜂表现出的幼虫辨认信息素和保幼激素之间存在一定的差异,工蜂辨认卵、幼虫和蛹时,正是靠幼虫辨认信息素,从而对同种蜜蜂的卵、幼虫进行哺育。谭垦等选择群势相等的试验蜂群,分别从每个实验群里提出一张具有卵、小幼虫、大幼虫和蛹的子脾,放入对应的不同蜂种的蜂群里进行蜜蜂交哺行为的研究,结果发现:东方蜜蜂群拒绝哺育西方蜜蜂的卵和幼虫,在24h内西方蜜蜂的幼虫基本被全部清理出房;5天后,所有没有被哺育而死亡的卵被清理出房;有大约18.53%的封盖蛹出房,被蜂群接受。而西方蜜蜂群可以哺育少量东方蜜蜂的卵,有7.90%的卵可以孵化为小幼虫,但这些小幼虫连同其它卵和幼虫因不再被哺育而死亡,在随后的6天内被工蜂全部清理出巢房;有大约8.01%的封盖蛹出房,在东方蜜蜂蜂群里介绍的西方蜜蜂的王台幼虫,或者在西方蜜蜂蜂群里介绍的东方蜜蜂王台幼虫,12h内均全部被清理出房。吴小波等针对工蜂监督问题,对中华蜜蜂和意大利蜜蜂进行合群饲养,证明中华蜜蜂和意大利蜜蜂可以合群饲养,并且可以培育出中意合群蜂和意中合群蜂两种特殊的蜂群,中意合群蜂中工蜂在24h内会清除将近一半的外源意蜂受精卵,但保留了将近90%的中意合群蜂受精卵,中意合群蜂中工蜂对外源中蜂受精卵辨认效果差异不显著,对外源意蜂雌性幼虫的辨认效果差异也不显著。2.2.2中蜂、蜡质不同规格的王台的接受程度营养杂交试验中,王台质量是影响育王成败的关键因素之一。谢宪兵等对蜡质中蜂、蜡质意蜂、蜡质中意蜂中间型和塑料意蜂4种不同规格的王台在中意蜂营养杂交试验中的接受率进行了统计分析,结果蜡质意蜂王台的接受率高,其次是蜡质中间型王台,塑料王台效果最差。2.2.3营养杂交的成功率充足的蜜源条件是营养杂交成功的基本条件之一,大流蜜期能够增加营养杂交的成功率,同样,气候适宜,蜂数较多,子脾较多,抓住时机组织中意蜂混合群也能促进营养杂交的成功率。中蜂王台基在意蜂育王群中放置的时间不宜超过12h,否则育王成功率降低。营养杂交产生的蜂王容易被蜂群围攻,交尾期明显推迟,但会出现今天交尾明天产卵的现象。通过营养杂交产生的中蜂王,适当扩大巢房,中蜂王正常产卵,工蜂正常哺育,能够促进蜂群的改良。3蜜蜂营养杂交与遗传因素之间的关系3.1蜜蜂营养混合与工作场所的形态变化3.1.1蜂王的生长经过营养杂交实验发现,中蜂的卵或幼虫放入意蜂群内饲喂后,中蜂腹部出现了意蜂所特有的2～3条浅黄环,吴文光把意蜂混入中蜂群中哺育中蜂幼虫,后代中蜂头胸部和腹部以及背后的5个环节都成灰黄色,蜂王也比原来黄一些;当把意蜂卵或幼虫放入中蜂群内饲喂后,意蜂也具有中蜂的某些体色特征[8,13～15]。3.1.2营养杂交代商业蜂形态特征曾志将等测定了中蜂与意蜂营养杂交的亲本中蜂、亲本意蜂以及连续3代营养杂交后代意蜂和中蜂的工蜂11个形态指标,证实营养杂交后代工蜂的吻长等6个指标与亲本工蜂之间存在极显著的差异;营养杂交后代工蜂的肘脉指数等指标与亲本之间差异不显著;营养杂交各后代工蜂间以上11个形态指标之间差异均不显著。3.1.3工蜂抗凝试验为比较中意蜂营养杂交后代工蜂初生重,曾志将等测定出营养杂交中蜂第一代工蜂初生重为比中蜂亲本对照组工蜂初生重增加10.08mg,两者差异极显著;营养杂交意蜂第一代工蜂初生重比意蜂亲本对照组工蜂初生重减少了25.61mg,两者差异也是极显著。但营养杂交各代工蜂初生重之间差异不显著。3.2蜜蜂营养的结合影响着生化和分子变异3.2.1h同工酶在蜂种及营养杂交中的应用苹果酸脱氢酶(malatedehydrogenase,MDH)作为一种同工酶,是糖代谢途径中的一种关键酶,在线粒体中,MDH催化苹果酸氧化成草酰乙酸;在细胞质中,MDH又将草酰乙酸还原成苹果酸。由于MDH同工酶在蜂种中是按照孟德尔遗传方式分离的,并且遗传性很稳定,在蜜蜂遗传变异的研究及品系鉴定中都有很大意义。曾志将等以中华蜜蜂和意大利蜜蜂为实验材料,进行了营养杂交实验,并用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳(IEF)技术检测亲本和营养杂交后代的工蜂苹果酸脱氢酶Ⅱ的基因型、基因型频率、等位基因频率、杂合度和纯合度,结果杂交后代工蜂的苹果酸脱氢酶基因型发生了变化,并且苹果酸脱氢酶条带位置朝着对方蜂种偏移。此现象可能是有些遗传物质通过杂交发生了转移或表达。另外曾志将等在试验中发现中蜂工蜂MDH同工酶具有多态性,这与Lee等报道的东方蜜蜂的