蜜蜂蜂王信息素研究进展

综述了蜂王信息素的化学组成、特性、作用 ,以及与幼虫信息相互关系的研究进展 ,对蜂王信息素在养蜂和植物授粉中的应用做了介绍。西方蜜蜂的蜂王上颚腺信息素 (queen’smandibularglandpheromone,QMP)。QMP包含了 5种成分 :(E) -9-氧 -2 -癸烯酸 ( 9 ODA)、(R ,E) ( ) 和 (S,E) ( +) 9 羟基 -2 -癸烯酸 ( -9 HDA和 +9 HDA)、甲基p -羟基安息香酸盐 (HOB)、4-羟基 -3 -甲氧苯乙醇 (也称香草醇 ,HVA) ,9 ODA是其中最重要的成分 ;QMP的组分与蜜蜂的进化程度有关 ,进化程度越高则组分越复杂 ;QMP通过抑制保幼激素的产生来调节青年工蜂的个体发育。     

蜂王上颚腺信息素对雄蜂候选性信息素受体基因表达的影响

【目的】性信息素受体(sex pheromone receptors, PRs)是雄蜂感受蜂王上颚腺信息素(queen mandibular pheromone, QMP)的重要受体。本研究分析中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称"中蜂")和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称"意蜂")雄蜂触角和大脑中候选性信息素受体基因Prs受QMP刺激下的表达特征,为探索蜜蜂气味受体(OR)基因的功能研究提供理论依据。【方法】利用qRT-PCR技术检测分析分别用10μL QMP[7.04μg/μL反式-9-氧代-2-癸烯酸(9-ODA)+1.26μg/μL 9-羟基-2-癸烯酸(9-HDA)+0.03μg/μL对羟基苯甲酸甲酯(HOB)]和10μL 7.04μg/μL 9-ODA处理对飞行状态和爬行状态下的中蜂雄蜂和意蜂雄蜂触角和大脑中4个气味受体基因(Or10,Or11,Or18和Or170)的mRNA表达量的影响。【结果】与空白对照组相比,QMP及9-ODA均能显著下调中蜂雄蜂和意蜂雄蜂触角与大脑中Or11的mRNA表达量;中蜂雄蜂触角中AcOr18和AcOr170基因受QMP及9-ODA刺激后mRNA表达量显著下调;QMP与9-ODA均能显著降低中蜂雄蜂和意蜂雄蜂大脑中Or170的mRNA表达量。在QMP或9-ODA刺激下,飞行中蜂雄蜂大脑中AcOr11的mRNA表达量显著高于爬行中蜂雄蜂大脑中的,而飞行与爬行中蜂雄蜂触角中AcOr11的mRNA表达量没有显著差异。【结论】中蜂和意蜂雄蜂触角与大脑中气味受体基因Or11均能应答蜂王上颚腺信息素9-ODA,且受9-ODA刺激后Or11的mRNA表达下调。     

意大利蜂多王群的组建及蜂王产卵力的观察

采用生物诱导和环境诱导相结合的技术方法,成功组建多只蜂王在同一产卵区内自由活动、正常产卵的多王群,并且实现了多王同巢越冬,修订了“人工组成的同巢多王群,多只蜂王只能相处几个月”的传统观念。通过对多王群蜂王产卵力的观察发现,经生物诱导处理的单只蜂王的产卵力与未经处理蜂王的产卵力相比无显著差异;而3王群和5王群蜂王的产卵力分别是单只蜂王产卵力的222.94%和367.09%。最后,对多王群在蜜蜂生物学的理论研究和养蜂生产应用中的意义进行了讨论。
     

不同组配的蜜蜂信息素对中华蜜蜂生产及繁殖性能的影响

【目的】为了探究蜜蜂信息素对中华蜜蜂Apis cerana cerana的生产及繁殖性能的影响。【方法】以蜂蜡为载体,选择4种蜂王上颚腺信息素（9-ODA:9-HDA:HOB:HVA）与蜜蜂幼虫饥饿信息素（β-罗勒烯）按照一定比例组配了4种强蜂素挂片（T1-1组、T1-2组、T2-1组、T2-2组）,同时设置一个纯蜂蜡挂片作为空白对照组（CK组）。将2种组配强蜂素（T1-1、T1-2）分别置于特殊密闭容器瓶中,15、30和45 d后用捕集针抽取密闭容器瓶气体,利用气相-质谱联用系统测定2种组配强蜂素（T1-1、T1-2）中β-罗勒烯挥发含量。并系统研究了4种组配强蜂素对无王群急造王台以及对有王群的蜂蜜产量、群势和封盖子数影响。【结果】在15、30和45 d时,2种组配强蜂素中β-罗勒烯挥发量差异不显著（P> 0.05）,即2种组配强蜂素中β-罗勒烯都能稳定释放;与对照组相比,T1-2组封盖王台出现时间显著延迟（P<0.05）,推迟时间2.17d,但4个实验组间出现封盖王台出现时间差异不显著（P>0.05）;T1-1组蜂蜜产量和封盖子数显著高于对照组（P <0.05）,蜂蜜产量和封盖子数量分别30.18%和30.00%;T1-2组蜂群群势显著强于对照组（P <0.05）,提高群势25.15%;4个实验组间蜂蜜产量、封盖子数和蜂群群势都差异不显著（P> 0.05）。【结论】不同组配的蜜蜂信息素对中华蜜蜂生产及繁殖性能都有积极作用,为进一步在养蜂生产中推广蜜蜂信息素产品提供了理论支撑。     

云南短头熊蜂的繁育特性研究

短头熊蜂Bombus breviceps是云南省优势蜂种,为更好地挖掘本土熊蜂资源,繁育农业授粉蜂群,本研究从云南3个地区（屏边、个旧和昆明）收集短头熊蜂蜂王后,在相同条件下饲养,统计分析其蜂王产卵前期、工蜂发育期、蜂群生长特性、群势、产卵蜂王率及蜂群可应用率等繁育特性指标。结果表明：3个地区工蜂的发育期相同,屏边地区的蜂王产卵前期最长,蜂群始见工蜂时间及工蜂数量达到6头、30头和60头的时间也最长,均显著高于个旧地区和昆明地区（P<0.05）。3个地区短头熊蜂的群势差异不显著（P>0.05）,但昆明地区的工蜂数量最少,显著低于屏边地区和个旧地区（P<0.05）,而子代蜂王数量显著高于屏边地区和个旧地区（P<0.05）,雄性蜂数量显著高于屏边地区（P<0.05）。昆明地区的产卵蜂王率和蜂群可应用率高于屏边地区和个旧地区。总体而言,云南的短头熊蜂群势强,产卵蜂王率75%以上,蜂群可应用率均在63%以上,易于人工繁育,具有重要的授粉利用价值。     

蜂王上颚腺信息素对中华蜜蜂、意大利蜜蜂雄蜂选择行为的影响

【目的】分析蜂王上颚腺信息素(Queen mandibular pheromone,QMP)对中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称中蜂)雄蜂与意大利蜜蜂Apismelliferaligustica(简称意蜂)雄蜂行为反应的变化,探索两蜂种雄蜂之间婚飞的干扰机理。【方法】本试验通过室内Y型嗅觉仪检测QMP及其主要成分反式-9-氧代-2-癸烯酸[(E)-9-oxodec-2-enoicacid,9-ODA]对飞行、爬行状态下中蜂雄蜂与意蜂雄蜂选择行为的差异进行研究。【结果】飞行或爬行状态下的中蜂雄蜂和意蜂雄蜂,均对3.5、7.0和14.0μg/μL的9-ODA没有显著趋向性反应(P 0.05);飞行中蜂雄蜂、飞行与爬行意蜂雄蜂均对0.04、0.2、1.0及7.0μg/μL的QMP具有显著趋避反应(P 0.05),而QMP对爬行中蜂雄蜂无显著影响(P 0.05);在中蜂雄蜂和意蜂雄蜂共存时的试验中发现:飞行、爬行意蜂雄蜂均对7.0μg/μL QMP存在显著趋避反应(P 0.05),而7.0μg/μL QMP对飞行或爬行中蜂雄蜂均无显著影响(P 0.05)。【结论】在室内环境下,QMP对中蜂、意蜂雄蜂有驱避作用。     

中华蜜蜂和意大利蜜蜂夏季高温下为长季节栽培设施西瓜授粉行为观察

应用中华蜜蜂和意大利蜜蜂为设施西瓜授粉,对其高温条件下的授粉行为进行对比观察。结果表明:两种蜜蜂的授粉行为相似,但在访花时间、访花间隔、访花频率和采集专一性等行为上存在差异。中华蜜蜂和意大利蜜蜂的棚内活动时间分别为5.54 h和5.50 h,与西瓜开花时间基本重合;意大利蜜蜂的单花访花时间3.03±0.17 s比中华蜜蜂的访花时间2.66±0.15 s长,而访花间隔3.22±0.24 s显著低于中华蜜蜂的4.07±0.30 s,访花频率9.53±0.38朵/min显著高于中华蜜蜂的8.09±0.29朵/min。中华蜜蜂在5∶00-7∶00、7∶00-9∶00、9∶00-11∶00采集花粉中西瓜花粉的比例分别为11.03%、13.31%和12.62%,意大利蜜蜂在相应时间段采集花粉中西瓜花粉的比例分别为54.31%、55.97%和32.32%,差异显著。本研究认为中华蜜蜂和意大利蜜蜂都能高效地完成设施西瓜的授粉任务,而且意大利蜜蜂在西瓜授粉上更具优势。     

中华蜜蜂对猕猴桃的访花行为及授粉效果研究

本研究采用中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称"中蜂")为猕猴桃授粉,研究中蜂对猕猴桃的访花授粉行为规律,以及中蜂授粉对猕猴桃果实生长发育及品质的影响,以期为规范猕猴桃中蜂授粉和产业提质增效提供理论依据.结果表明:中蜂既采集雄花又采集雌花,每日的访花活动时间为7:40-19:30,访花的温度区间为18.9～31.2℃,湿度区间为21％ ～76％.对单朵花的平均访问时间为25±5.77 s,62％ ±0.82％的中蜂单花访问时间分布在20～30 s.中蜂日访花活动的高峰时段为11:00-12:00,携粉回巢的高峰时段为11:00-11:20,携粉回巢蜂的数量随温度和湿度的变化规律均呈正态分布,分别符合方程y=14.36-25.58(x-24.81)2e/√π(R2=0.924)和y=12.67-0.96(x-53.90)2e/√π(R2=0.858),且在温度22.5～26.3℃、湿度43％ ～67％区间内数量达到高峰.经中蜂授粉的果实座果率、纵径、横径及侧径增长速率、单果重、可溶性固形物、总糖含量、固酸比、糖酸比和维生素C含量均显著高于人工授粉组(P<0.05),畸形率和果实硬度显著低于人工授粉组(P<0.05).本研究得出中蜂授粉可提高猕猴桃产量,改善果实品质,在生产中可代替人工授粉以获得更高的经济效益.     

西方蜜蜂采集蜂上颚腺中高表达基因的筛选与表达分析

【目的】本研究旨在筛选西方蜜蜂Apis mellifera采集蜂上颚腺中高表达基因,为进一步筛选和研究蜜蜂采集行为相关基因提供依据。【方法】基于前期测序的西方蜜蜂5种不同职能工蜂(3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂和21日龄采集蜂)上颚腺转录组数据,筛选采集蜂上颚腺的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并对这些DEGs进行GO和KEGG分析;qRT-PCR检测随机选取的8个DEGs在10日龄哺育蜂和10日龄采集蜂上颚腺以及两个关键DEGs(Δ-1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因Amp5cs和细胞色素P450 9e2基因CYP9Q3)在工蜂不同发育时期和采集蜂各组织中的表达量。【结果】筛选到22个DEGs在21日龄采集蜂上颚腺中的表达量显著高于在3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂上颚腺中的表达量,同时在10日龄采集蜂上颚腺中的表达量也显著高于在10日龄哺育蜂上颚腺中的表达量。GO和KEGG富集分析显示这些DEGs主要富集在胆固醇代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、细胞凋亡-果蝇、氨基酸生物合成等方面。qRT-PCR结果表明,8个DEGs(LOC100576395, LOC411983, LOC410235, LOC725581, LOC410527, LOC406131, LOC408453和LOC410253)的表达模式与转录组数据的表达模式一致;2个关键DEGs Amp5cs和CYP9Q3在工蜂各发育阶段均有表达,且在采集蜂中表达量最高;Amp5cs在采集蜂腹、胸、上颚腺和触角中高量表达,P450 9e2在采集蜂触角 和足中表达量显著高于在其他组织中的。【结论】本研究在减小日龄因素干扰下筛选了西方蜜蜂采集蜂上颚腺中22个高表达的DEGs,这些DEGs可能主要参与采集蜂上颚腺生理发育以及能量供应、外源性物质解毒、花蜜转化等代谢通路,进而影响蜜蜂的采集行为。这些结果为西方蜜蜂上颚腺的功能研究提供理论参考,同时也为采集力强的新品种培育奠定了基础。     

中华蜜蜂上颚腺的组织结构及其胚后发育

【目的】上颚腺（mandibular gland）是昆虫重要的外分泌腺,它产生的化学物质在昆虫的种内信息交流中起重要的作用。本研究目的在于了解中华蜜蜂Apis cerana cerana上颚腺的组织结构以及胚后发育特点。【方法】本研究通过组织形态学、BrdU免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂上颚腺的结构和发育过程进行了比较研究。【结果】中华蜜蜂的上颚腺在不同级型间差异显著,蜂王的面积最大,工蜂较小,而雄蜂退化。上颚腺出现在末龄幼虫到预蛹阶段,细胞分裂活动的高峰期发生在蛹发育的第1天,随后分裂细胞数减少,并一直持续到蛹发育的第6天结束。在上颚腺发育早期,由分泌细胞分化的内膜就已经出现,并一直保持到成虫。【结论】本研究为昆虫上颚腺的发育和功能研究提供了理论基础。     

Signaling in pollination

The past year has seen considerable advances in our understanding of signaling in pollen tubes. Evidence suggesting that lipids are involved in pollen tube guidance has opened up new avenues. Major advances have been made in understanding the roles of Rho-like GTPases and protein kinases in regulating pollen tube growth. Light is being shed on how signals may be integrated. It is becoming clear that the role of Ca(2+) in pollen tube growth is perhaps more complex than originally anticipated.     

Orchid pollination biology

Orchids display many unsurpassed floral specializations, as both rewarders and frauds in their interaction with animal pollinators. Accumulating evidence indicates that their floral evolution is driven by pollinator traits and that expenditure for maximized sexual reproduction is parcelled out over their lifetimes in strategies for coping with pollinator and resource limitations. Recent advances in orchid pollination biology center mainly on floral evolutionary processes, pseudocopulation and other deceptive pollination systems, and flower and fruit production in relation to costs of sexual reproduction.     

兰科植物欺骗性传粉

植物与传粉动物的互利关系在生态系统中非常普遍。然而,有许多植物不为传粉者提供任何报酬,而是利用各种欺骗方式诱骗昆虫拜访,从而实现传粉,即欺骗性传粉。兰科是被子植物大科之一,其高度特化的繁殖器官和适应于昆虫传粉的精巧结构令人称奇。进化论创始人达尔文描述了许多兰花与昆虫精巧的传粉系统,但他忽视了欺骗性传粉的存在。事实上,近1/3的兰科植物都依赖于欺骗性传粉。欺骗性传粉可能是导致兰科植物多样性的重要原因之一。兰花利用或操作昆虫觅食、交配、产卵和栖息等行为,演化出各种各样的欺骗性传粉机制,常见的类型包括泛化的食源性欺骗、Batesian拟态、性欺骗、产卵地拟态和栖息地拟态。花的颜色、形态和气味在欺骗性传粉的成功实现中起到了重要作用。欺骗性兰花与传粉昆虫之间的演化可能是不同步的,兰花追踪昆虫的行为信号而发生分化,然而欺骗性传粉可能对昆虫造成一定的伤害,从而对昆虫也施加选择压力。由于昆虫的学习行为,欺骗性的兰花一般具有低的昆虫拜访率和结实率,其繁殖成功率受各种因素的影响。欺骗性加剧了兰花对传粉昆虫的依赖,使其具有更高的灭绝风险,传粉生物学的研究能为兰科植物的有效保护提供指导。在欺骗性传粉系统中,有报酬的伴生植物、拟态模型和其他拟态信号提供者对传粉成功有重要影响。因此,研究欺骗性传粉兰花、传粉昆虫和相关的生物和生态因子的网状进化关系具有重要理论和实践意义。     

Developmental stability and pollination

A number of different insect species (ranging from Diptera, Lepidoptera and Coleoptera to Hymenoptera) have been shown to discriminate between small degrees of asymmetry when visiting flowers or flower-like models. Such preferences for symmetry may have an innate basis. Small degrees of bilateral or radial asymmetry of flowers are considered to represent a measure of developmental instability, since deviations from perfect symmetry reflect the inability to maintain developmental precision during ontogeny. Environmental factors causing increased asymmetry in leaves and flowers include radioactive radiation, ultraviolet radiation, excess artificial fertilizer, various pollutants, extreme saline conditions, herbivory and competition. Genetic factors that contribute to increased asymmetry in plants include homozygosity, hybridization, mutation and quantitative genetic differences among individuals. Insect preferences for symmetric flowers increase reproductive success of both pollen donors and recipients by affecting seed set and embryo abortion. The ability of insects to discriminate between flowers of superior and inferior quality is hypothesized to depend on the level of developmental instability of the perceptive apparatus of insects. Hence, asymmetry of insects may have consequences for plant reproductive success and mating patterns. Received: 18 November 1999 / Accepted: 15 December 1999