甲蜂種在乙蜂種內(nèi)營養(yǎng)雜交技術(shù)研究

甲蜂種在乙蜂種內(nèi)營養(yǎng)雜交技術(shù)研究

長期以來，喂養(yǎng)蜂的科學(xué)家們進(jìn)行了各種形式的雜交試驗(yàn)，以利用混合優(yōu)勢(shì)優(yōu)良地培育蜂種。東方蜜蜂與西方蜜蜂是蜜蜂屬里形態(tài)特征和生物學(xué)特性最為接近的兩個(gè)種,由于他們之間存在生殖隔離,因此很難進(jìn)行正常的生殖雜交。但蜜蜂具有區(qū)別于其他生物的生物學(xué)特性,一粒受精卵發(fā)育成幾百萬分之一的工蜂還是發(fā)育成獨(dú)一無二的蜂王,并非由先天的遺傳因素決定,而是蜜蜂通過營養(yǎng)物質(zhì)控制的。1961年周崧等用中華蜜蜂(以下簡稱中蜂)蜂王漿培育意大利蜜蜂(以下簡稱意蜂)小幼蟲,發(fā)現(xiàn)羽化后的意蜂工蜂翅脈有中蜂特征,并推論王漿中可能有遺傳信息的攜帶者———核酸存在。1964年,Mar-ko和Pechan首次報(bào)道了王漿中核酸的存在。曾志將、鄒陽等研究證實(shí),蜂王賴以生存的食物———蜂王漿中含有豐富的DNA和RNA,并且中蜂與意蜂蜂王漿中DNA呈不同多態(tài)性[4～6],這些遺傳物質(zhì)是否能夠通過交叉哺育的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)移或表達(dá),逐漸成為蜂業(yè)工作者普遍關(guān)注的話題。1蜜蜂飼料混合技術(shù)的總結(jié)1.1乙蜂種或種幼蟲的遺傳特性根據(jù)謝憲兵、張全華等的定義進(jìn)一步歸納總結(jié),蜜蜂營養(yǎng)雜交又稱為蜜蜂無性雜交,是指在蜜蜂個(gè)體或群體的生長或繁殖期內(nèi),把甲蜂種(或亞種)的幼蟲提供給乙蜂種(或亞種)飼喂后,由甲蜂種(或亞種)幼蟲發(fā)育而成的蜜蜂具有乙蜂種(或亞種)的某些遺傳特性。營養(yǎng)雜交是蜜蜂的一種交叉哺育行為,是國內(nèi)養(yǎng)蜂工作者根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐提出的長期以來約定俗成的概念,不具有生殖雜交的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵,或者說目前還沒有充分的證據(jù)能夠證明其后代性狀能夠遺傳。1.2中蜂和意蜂的營養(yǎng)雜交研究人們對(duì)同一蜂種不同亞種之間的營養(yǎng)雜交研究較早,比如Ruttner(1957,1983)、Smaragdova(1963)、Rinderer(1985)等系統(tǒng)研究了西方蜜蜂不同品種之間營養(yǎng)雜交特性,發(fā)現(xiàn)甲蜜蜂的工蜂哺育乙蜜蜂幼蟲后,這些幼蟲發(fā)育成的工蜂則不同程度具有甲蜂種的形態(tài)和體色特征[9～11]。Sperlin進(jìn)行了東方蜜蜂和西方蜜蜂DNA雜交試驗(yàn),得出兩個(gè)蜂種的DNA雜交重組率約為60%。國內(nèi)養(yǎng)蜂科研工作者利用中蜂的資源優(yōu)勢(shì),在不斷探索著中蜂與意蜂的營養(yǎng)雜交技術(shù)。莊明通過營養(yǎng)雜交試驗(yàn)培育出的中蜂蜂王個(gè)大體長,繁殖能力強(qiáng),造脾能力好,采蜜能力強(qiáng);吳文光把意蜂混入中蜂群中哺育中蜂幼蟲,使中蜂個(gè)體和群體都發(fā)生了變化,個(gè)體體形增大,群體哺育性、分蜂性、采集性、防衛(wèi)性、抗病性、戀巢性、溫馴程度及產(chǎn)卵量都有所改善;李淼生應(yīng)用同巢法、灌漿法等不同方法進(jìn)行營養(yǎng)雜交試驗(yàn),并總結(jié)出了營養(yǎng)雜交過程需要注意的若干問題。譚墾研究了東、西方蜜蜂之間的交哺行為,認(rèn)為在正常情況下,甲蜂種的工蜂是不會(huì)完全哺育乙蜂種的卵和幼蟲,而會(huì)在一定的時(shí)間內(nèi)依次將乙蜂種的卵和幼蟲清出巢房。為了讓乙蜂種幼蟲盡可能被甲蜂種多哺育一些飼料而又不至于被清理,必須在乙蜂種被清理之前撤回到乙蜂群內(nèi)繼續(xù)飼喂,從而實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)雜交的目的。2混合蜜蜂營養(yǎng)的方法和影響因素2.1營養(yǎng)雜交b蜂子的制備我國蜂業(yè)科研工作者對(duì)營養(yǎng)雜交方法進(jìn)行了不斷地探索和實(shí)踐。李淼生、莊明、吳文光、肖懷農(nóng)、謝憲兵等分別進(jìn)行了方法的試驗(yàn)和改進(jìn)[13～15,18],現(xiàn)對(duì)營養(yǎng)雜交方法簡要介紹如下。根據(jù)需要選擇營養(yǎng)雜交目的蜂群3群以上,分別將它們合并成群勢(shì)較強(qiáng)的A群和B群,全程獎(jiǎng)勵(lì)飼喂。在親本A群中加入育王框,工蜂清理12h后,在王臺(tái)中移入A群中的小幼蟲,24h后,將育王框取出,輕輕取出王臺(tái)中小幼蟲,保留王臺(tái)中的蜂王漿,馬上移入親本B群中1日齡小幼蟲。莊明試驗(yàn)證明,幼蟲的日齡越小,試驗(yàn)成功率越高。把育王框插入親本A群中哺育12～24h,抽出育王框,輕輕抖落育王框上的蜜蜂,并將育王框插入親本B群中繼續(xù)哺育。利用人工飼養(yǎng)蜜蜂幼蟲技術(shù),定期人工飼喂親本A群新鮮王漿。王臺(tái)封蓋后第4天選擇外形大的王臺(tái)安裝在框式貯王籠中,并把框式貯王籠放入親本B群中。待處女王成熟時(shí),取B群蜂雄蜂的精液,對(duì)營養(yǎng)雜交B蜂種處女蜂王進(jìn)行人工授精。處女蜂王人工授精后,放入已經(jīng)組織好的核群中。蜂群巢門口安上隔王柵,防止蜂王出巢自然交尾,蜂王產(chǎn)卵培育的后代即為營養(yǎng)雜交B蜂子一代,同樣的方法,可培育營養(yǎng)雜交B蜂子二代和子三代。若目的蜂種為中蜂,則因目前中蜂人工授精技術(shù)尚不成熟,故王臺(tái)封蓋后第4天選擇外形大的王臺(tái)放入已經(jīng)組織好的中蜂交尾群中,待處女王成熟后進(jìn)行自然交尾,蜂王產(chǎn)卵培育的后代即為營養(yǎng)雜交中蜂子一代,用同樣的方法,可培育營養(yǎng)雜交中蜂子二代。2.2影響因素：多種蜂蜜營養(yǎng)組合2.2.1不同類型卵和幼蟲被被孵化和被清理出房不同種蜜蜂表現(xiàn)出的幼蟲辨認(rèn)信息素和保幼激素之間存在一定的差異,工蜂辨認(rèn)卵、幼蟲和蛹時(shí),正是靠幼蟲辨認(rèn)信息素,從而對(duì)同種蜜蜂的卵、幼蟲進(jìn)行哺育。譚墾等選擇群勢(shì)相等的試驗(yàn)蜂群,分別從每個(gè)實(shí)驗(yàn)群里提出一張具有卵、小幼蟲、大幼蟲和蛹的子脾,放入對(duì)應(yīng)的不同蜂種的蜂群里進(jìn)行蜜蜂交哺行為的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):東方蜜蜂群拒絕哺育西方蜜蜂的卵和幼蟲,在24h內(nèi)西方蜜蜂的幼蟲基本被全部清理出房;5天后,所有沒有被哺育而死亡的卵被清理出房;有大約18.53%的封蓋蛹出房,被蜂群接受。而西方蜜蜂群可以哺育少量東方蜜蜂的卵,有7.90%的卵可以孵化為小幼蟲,但這些小幼蟲連同其它卵和幼蟲因不再被哺育而死亡,在隨后的6天內(nèi)被工蜂全部清理出巢房;有大約8.01%的封蓋蛹出房,在東方蜜蜂蜂群里介紹的西方蜜蜂的王臺(tái)幼蟲,或者在西方蜜蜂蜂群里介紹的東方蜜蜂王臺(tái)幼蟲,12h內(nèi)均全部被清理出房。吳小波等針對(duì)工蜂監(jiān)督問題,對(duì)中華蜜蜂和意大利蜜蜂進(jìn)行合群飼養(yǎng),證明中華蜜蜂和意大利蜜蜂可以合群飼養(yǎng),并且可以培育出中意合群蜂和意中合群蜂兩種特殊的蜂群,中意合群蜂中工蜂在24h內(nèi)會(huì)清除將近一半的外源意蜂受精卵,但保留了將近90%的中意合群蜂受精卵,中意合群蜂中工蜂對(duì)外源中蜂受精卵辨認(rèn)效果差異不顯著,對(duì)外源意蜂雌性幼蟲的辨認(rèn)效果差異也不顯著。2.2.2中蜂、蠟質(zhì)不同規(guī)格的王臺(tái)的接受程度營養(yǎng)雜交試驗(yàn)中,王臺(tái)質(zhì)量是影響育王成敗的關(guān)鍵因素之一。謝憲兵等對(duì)蠟質(zhì)中蜂、蠟質(zhì)意蜂、蠟質(zhì)中意蜂中間型和塑料意蜂4種不同規(guī)格的王臺(tái)在中意蜂營養(yǎng)雜交試驗(yàn)中的接受率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果蠟質(zhì)意蜂王臺(tái)的接受率高,其次是蠟質(zhì)中間型王臺(tái),塑料王臺(tái)效果最差。2.2.3營養(yǎng)雜交的成功率充足的蜜源條件是營養(yǎng)雜交成功的基本條件之一,大流蜜期能夠增加營養(yǎng)雜交的成功率,同樣,氣候適宜,蜂數(shù)較多,子脾較多,抓住時(shí)機(jī)組織中意蜂混合群也能促進(jìn)營養(yǎng)雜交的成功率。中蜂王臺(tái)基在意蜂育王群中放置的時(shí)間不宜超過12h,否則育王成功率降低。營養(yǎng)雜交產(chǎn)生的蜂王容易被蜂群圍攻,交尾期明顯推遲,但會(huì)出現(xiàn)今天交尾明天產(chǎn)卵的現(xiàn)象。通過營養(yǎng)雜交產(chǎn)生的中蜂王,適當(dāng)擴(kuò)大巢房,中蜂王正常產(chǎn)卵,工蜂正常哺育,能夠促進(jìn)蜂群的改良。3蜜蜂營養(yǎng)雜交與遺傳因素之間的關(guān)系3.1蜜蜂營養(yǎng)混合與工作場所的形態(tài)變化3.1.1蜂王的生長經(jīng)過營養(yǎng)雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),中蜂的卵或幼蟲放入意蜂群內(nèi)飼喂后,中蜂腹部出現(xiàn)了意蜂所特有的2～3條淺黃環(huán),吳文光把意蜂混入中蜂群中哺育中蜂幼蟲,后代中蜂頭胸部和腹部以及背后的5個(gè)環(huán)節(jié)都成灰黃色,蜂王也比原來黃一些;當(dāng)把意蜂卵或幼蟲放入中蜂群內(nèi)飼喂后,意蜂也具有中蜂的某些體色特征[8,13～15]。3.1.2營養(yǎng)雜交代商業(yè)蜂形態(tài)特征曾志將等測(cè)定了中蜂與意蜂營養(yǎng)雜交的親本中蜂、親本意蜂以及連續(xù)3代營養(yǎng)雜交后代意蜂和中蜂的工蜂11個(gè)形態(tài)指標(biāo),證實(shí)營養(yǎng)雜交后代工蜂的吻長等6個(gè)指標(biāo)與親本工蜂之間存在極顯著的差異;營養(yǎng)雜交后代工蜂的肘脈指數(shù)等指標(biāo)與親本之間差異不顯著;營養(yǎng)雜交各后代工蜂間以上11個(gè)形態(tài)指標(biāo)之間差異均不顯著。3.1.3工蜂抗凝試驗(yàn)為比較中意蜂營養(yǎng)雜交后代工蜂初生重,曾志將等測(cè)定出營養(yǎng)雜交中蜂第一代工蜂初生重為比中蜂親本對(duì)照組工蜂初生重增加10.08mg,兩者差異極顯著;營養(yǎng)雜交意蜂第一代工蜂初生重比意蜂親本對(duì)照組工蜂初生重減少了25.61mg,兩者差異也是極顯著。但營養(yǎng)雜交各代工蜂初生重之間差異不顯著。3.2蜜蜂營養(yǎng)的結(jié)合影響著生化和分子變異3.2.1h同工酶在蜂種及營養(yǎng)雜交中的應(yīng)用蘋果酸脫氫酶(malatedehydrogenase,MDH)作為一種同工酶,是糖代謝途徑中的一種關(guān)鍵酶,在線粒體中,MDH催化蘋果酸氧化成草酰乙酸;在細(xì)胞質(zhì)中,MDH又將草酰乙酸還原成蘋果酸。由于MDH同工酶在蜂種中是按照孟德爾遺傳方式分離的,并且遺傳性很穩(wěn)定,在蜜蜂遺傳變異的研究及品系鑒定中都有很大意義。曾志將等以中華蜜蜂和意大利蜜蜂為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行了營養(yǎng)雜交實(shí)驗(yàn),并用聚丙烯酰胺凝膠等電聚焦電泳(IEF)技術(shù)檢測(cè)親本和營養(yǎng)雜交后代的工蜂蘋果酸脫氫酶Ⅱ的基因型、基因型頻率、等位基因頻率、雜合度和純合度,結(jié)果雜交后代工蜂的蘋果酸脫氫酶基因型發(fā)生了變化,并且蘋果酸脫氫酶條帶位置朝著對(duì)方蜂種偏移。此現(xiàn)象可能是有些遺傳物質(zhì)通過雜交發(fā)生了轉(zhuǎn)移或表達(dá)。另外曾志將等在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)中蜂工蜂MDH同工酶具有多態(tài)性,這與Lee等報(bào)道的東方蜜蜂的