吡虫啉与环境温度协同作用对意大利蜜蜂的影响

本研究以吡虫啉为例,旨在探讨不同环境温度下亚致死浓度农药对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica急性毒性、免疫基因和解毒酶系活性的影响.通过人工饲喂法确定不同温度(25和35℃)下吡虫啉对1日龄蜜蜂的经口急性毒性,并根据毒力曲线计算得到25℃环境的LC10为4.032 mg/L.人工饲喂蜜蜂2μL该...     

基于Illumina HiSeq测序技术研究吡虫啉对意大利蜜蜂雄蜂的影响

[目的]雄蜂对蜂群繁衍有着非常重要的作用.本研究旨在探究吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera Ligustica雄蜂生长发育和基因表达产生的影响.[方法]以意大利蜜蜂雄蜂为研究对象,分别以0.00001、0.0001和0.001 μg/μL浓度的吡虫啉对雄蜂幼虫进行连续饲喂处理.每天观察并记录幼虫的发育形态及死亡率,在雄蜂幼虫后期(移虫后6d)测量幼虫体重.利用Illumina HiSeq测序技术对经吡虫啉处理的雄蜂进行转录组测序,进而对差异表达基因进行深入分析.[结果]取食吡虫啉后的雄蜂幼虫,体重低于正常雄蜂,当浓度高于0.0001μg/μL时差异显著;雄蜂幼虫取食吡虫啉后出现死亡现象,且死亡率随吡虫啉浓度的升高而增大;差异表达基因分析结果上调与下调基因数量分别为390个和130个.GO富集分析结果上调基因共分布于55个GO条目,富集基因数量最多的是细胞进程、细胞、细胞组件、细胞膜、细胞膜组件、结合,下调基因共分布于48个GO条目,富集基因数量最多的是细胞进程、细胞、细胞组件.富集在有关生殖功能的差异表达基因中,上调基因数量为21个,下调基因数量为5个.KEGG代谢通路富集分析结果上调基因富集在159个通路上,其中富集基因数最多的是蛋白质消化吸收和神经活性配体-受体相互作用通路.下调基因富集在71个通路上,其中富集基因数最多的是溶酶体、胰液分泌、神经活性配体-受体相互作用通路.[结论]吡虫啉能抑制意大利蜜蜂雄蜂的生长发育,甚至造成幼虫死亡,同时,可以影响雄蜂的神经系统、代谢系统和生殖系统等.本研究结果为蜜蜂资源保护提供理论依据.     

基于Illumina HiSeq测序技术研究吡虫啉对意大利蜜蜂雄蜂的影响

[目的]雄蜂对蜂群繁衍有着非常重要的作用.本研究旨在探究吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera Ligustica雄蜂生长发育和基因表达产生的影响.[方法]以意大利蜜蜂雄蜂为研究对象,分别以0.00001、0.0001和0.001 μg/μL浓度的吡虫啉对雄蜂幼虫进行连续饲喂处理.每天观察并记录幼虫的发育形态及死亡率,在雄蜂幼虫后期(移虫后6d)测量幼虫体重.利用Illumina HiSeq测序技术对经吡虫啉处理的雄蜂进行转录组测序,进而对差异表达基因进行深入分析.[结果]取食吡虫啉后的雄蜂幼虫,体重低于正常雄蜂,当浓度高于0.0001μg/μL时差异显著;雄蜂幼虫取食吡虫啉后出现死亡现象,且死亡率随吡虫啉浓度的升高而增大;差异表达基因分析结果上调与下调基因数量分别为390个和130个.GO富集分析结果上调基因共分布于55个GO条目,富集基因数量最多的是细胞进程、细胞、细胞组件、细胞膜、细胞膜组件、结合,下调基因共分布于48个GO条目,富集基因数量最多的是细胞进程、细胞、细胞组件.富集在有关生殖功能的差异表达基因中,上调基因数量为21个,下调基因数量为5个.KEGG代谢通路富集分析结果上调基因富集在159个通路上,其中富集基因数最多的是蛋白质消化吸收和神经活性配体-受体相互作用通路.下调基因富集在71个通路上,其中富集基因数最多的是溶酶体、胰液分泌、神经活性配体-受体相互作用通路.[结论]吡虫啉能抑制意大利蜜蜂雄蜂的生长发育,甚至造成幼虫死亡,同时,可以影响雄蜂的神经系统、代谢系统和生殖系统等.本研究结果为蜜蜂资源保护提供理论依据.     

吡虫啉对意大利蜜蜂脑乙酰胆碱受体分布的影响

蜜蜂是自然界主要的授粉昆虫; 新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticide)通过结合害虫体内乙酰胆碱受体（nAChR）使害虫致死, 是目前广泛用于田间害虫防控的杀虫剂。本研究以意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和新烟碱类杀虫剂的代表品种吡虫啉为材料, 应用免疫组织化学的方法, 研究了正常成年蜜蜂脑内蘑菇体及视叶nAChR-α7的表达和分布; 分析了亚致死剂量新烟碱类杀虫剂吡虫啉对nAChR-α7表达和分布的影响。结果表明, nAChR-α7在正常蜜蜂脑蘑菇体和视叶中均可检测到, 在蘑菇体中分布相对较少, 但在视叶分布丰富。吡虫啉对nAChR-α7在视叶的表达和分布有显著抑制作用, 但对蘑菇体nAChR-α7的表达没有显著影响。结果提示, 新烟碱类杀虫剂吡虫啉除了文献报道的抑制nAChR的表达外, 还能抑制nAChR-α7的表达量, 这是新烟碱类杀虫剂作用机制的新发现。     

意大利蜜蜂幼虫防御素Defensin-2在吡虫啉胁迫下的表达分析

防御素在昆虫免疫抵抗农药危害中具有重要作用,但蜜蜂防御素Defensin在幼虫抵御吡虫啉毒性中的作用鲜有报道。生物信息学鉴定意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica防御素Defensin-2,分析其在吡虫啉暴露下蜜蜂幼虫中的表达模式,探讨其在幼虫抵御吡虫啉中的作用。生物信息学方法分析Defensin-2的氨基酸序列特征、功能域、高级结构、互作靶标、系统进化聚类关系;RT-qPCR分析幼虫口服暴露吡虫啉后Defensin-2基因的表达特征。结果显示,Defensin-2蛋白由104个氨基酸残基组成,相对分子质量为11.9 kDa,等电点PI为8.54,具有信号肽和跨膜结构域。多重序列比对显示Defensin-2属于防御素样超家族。系统进化分析表明,Defensin-2聚类于蜜蜂家族;RT-qPCR分析表明,在半致死浓度吡虫啉暴露下,Defensin-2基因在24 h时显著上调表达后在72 h时下调表达,但在环境浓度吡虫啉暴露后72 h,Defensin-2表达量呈显著上调。Defensin-2可能在意大利蜜蜂幼虫抵御吡虫啉毒性中发挥着重要作用。     

吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应

【目的】确定吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera的致死中浓度,探究吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应。【方法】本文采用药膜法、点滴法和饲喂法测定吡虫啉对意大利蜜蜂的毒力曲线,及蜜蜂接触吡虫啉后头部乙酰胆碱酯酶活性的变化。应用RT-q PCR技术研究饲喂LC5浓度吡虫啉后,蜜蜂乙酰胆碱酯酶基因Ace1和Ace2的m RNA相对表达量。【结果】饲喂法、点滴法和药膜法3种方法测定的吡虫啉对意大利蜜蜂的致死中浓度分别是7.15 mg/L、0.078 ng/蜂和51 ng/cm2。3种作用方式下,吡虫啉均抑制了乙酰胆碱酯酶活性;随着浓度增加,ACh E酶活性处于下降状态,但降低较少。LC5浓度的吡虫啉对蜜蜂ACh E活性具有明显影响,24 h内ACh E活性呈现增强-抑制-增强的趋势。饲喂蜜蜂LC5亚致死浓度的吡虫啉后,Ace1和Ace2被诱导表达,但在1、2和16 h与对照无明显差异。【结论】亚致死浓度的吡虫啉对蜜蜂乙酰胆碱酯活性具有抑制作用,并且存在明显的剂量效应和时间效应,对Ace1和Ace2具有诱导效应,酶活性水平和m RNA相对表达水平不一致。     

噻虫嗪对蜜蜂健康影响研究进展

新烟碱类杀虫剂被广泛用于防治作物病虫害,然而过度使用导致的药物残留始终是一个不容忽视的问题,如噻虫嗪(Thiamethoxam)在我国主要蜜源植物油菜、棉花等的广泛应用,对授粉昆虫健康带来严重威胁。本文通过综述近几年噻虫嗪对蜜蜂采集飞行能力、生殖能力、生理免疫能力的相关研究,以及其与环境因子协同作用对蜜蜂健康所造成的潜在危害,强调了未来应加速研发高效防治靶标害虫以及对蜜蜂低毒或无毒的高选择性杀虫剂,以保障授粉昆虫安全。     

吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂哺育蜂免疫解毒相关基因表达及酶活力的影响

蜜蜂作为世界上最重要的授粉性昆虫,在采集过程中易接触到杀虫剂,前人研究表明新烟碱类杀虫剂吡虫啉（imidaclorprid）影响意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）的存活和舞蹈、采集等行为。本研究旨在探究亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂哺育蜂（8日龄成年工蜂）免疫解毒相关基因表达、免疫解毒酶系活力及存活率的影响。结果显示哺育蜂连续取食3 d和9 d含0.1 ng/μL吡虫啉的蔗糖液后,其存活率与对照组（饲喂含等量丙酮的蔗糖溶液）无显著差异;连续饲喂11 d含0.1 ng/μL吡虫啉的50%蔗糖溶液后,其存活率与对照组有显著差异。荧光定量PCR检测及双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验结果显示哺育蜂取食吡虫啉3 d后,蜜蜂体内免疫基因多酚氧化酶基因（PPOA3,GB43738）,Abaecin类抗菌肽基因（ABA,GB18323）,葡萄糖脱氢酶基因（GLD, GB43007）和解毒基因细胞色素P450基因（CYP450 6a2,GB49876）,细胞色素B561基因（CYB561 2-like,GB40148）,葡萄糖醛酸转移酶（UDP-glucuronosyltransferase,GB52179）的表达及蜂体内体内细胞色素P450酶（cytochrome P450,CYP450）含量均有上调趋势,超氧化物岐化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）均有显著下调趋势;哺育蜂取食吡虫啉9 d后,PPOA3,ABA,GLD,CYP450 6a2,CYB561 2-like,UDP-glucuronosyltransferase的表达及蜂体内体内细胞色素P450酶含量均有下调趋势,多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活力均有显著下调趋势。本研究在分子水平上提供了亚致死剂量吡虫啉是通过扰乱蜜蜂正常的免疫系统进而影响蜜蜂行为的证据,以期为维护蜜蜂健康提供一定的理论依据。     

亚致死剂量吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂工蜂嗅觉学习行为的影响及其脑部转录组分析

[目的]分析吡虫啉处理对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica嗅觉学习行为及脑部基因转录的影响,为新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的负面影响提供依据.[方法]实验室条件下一次性饲喂意大利蜜蜂成年工蜂含有4 ng吡虫啉的50％蔗糖溶液,以饲喂不合吡虫啉的50％蔗糖溶液为对照,通过伸吻反应(proboscis ex...     

亚致死剂量吡虫啉对意大利蜜蜂中肠细菌群落的影响（英文）

【目的】在实验室条件下,研究亚致死剂量吡虫啉对意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica 中肠细菌群落的影响,以期为杀虫剂的生物安全性评价体系提供理论依据。【方法】分别用3种不同浓度（0.005, 0.015 和0.045 mg/L）的吡虫啉蔗糖溶液以及含丙酮（0.03%）的糖水(空白对照)在实验室内饲喂刚出房的意大利蜜蜂,在饲喂3, 6, 9, 12和15 d时分别取样。提取中肠细菌基因组DNA,采用下一代高通量测序技术对4个处理组蜜蜂中肠细菌群落进行检测分析。【结果】细菌序列分析表明,意大利蜜蜂中肠细菌主要属于变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）,同一时间内各处理组间主要细菌数量差异不显著（P>0.05）,同时细菌群落多样性指数差异也不显著（P>0.05）。【结论】在实验室条件下亚致死剂量吡虫啉对意大利蜜蜂中肠细菌群落结构影响不显著。     

意大利蜜蜂和小峰熊蜂在温室桃园的传粉行为及其影响因素

意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和小峰熊蜂Bombus hypocrita是我国设施农业中的两种主要授粉昆虫, 二者的传粉方式和传粉效率因不同作物而各有不同。为了选用最理想的蜂种为温室作物授粉, 提高作物的授粉效率, 我们于2008-2010年连续3年在北京的温室桃园进行了意大利蜜蜂和小峰熊蜂的传粉行为及其影响因素的研究。结果表明, 两种蜂的日活动规律不同, 和意大利蜜蜂相比, 小峰熊蜂的活动起点温度低、 日工作时间长、 单花访问时间长, 采集蜂在温室内距离蜂巢不同距离之间扩散比较均匀。而意大利蜜蜂采集蜂的数量随授粉半径的增大而明显减少。温室内环境因子对两种蜂传粉活动的影响基本一致, 温度对两种蜂的传粉活动影响最大, 其次是湿度、 单花花蜜浓度和光照强度, 而单花花蜜体积对蜂活动无明显影响。本研究认为对于温室桃授粉应优先选用授粉性能稳定的小峰熊蜂, 并且适当调节温室内环境条件, 以提高其授粉效率。     

意大利蜜蜂刚出房与性成熟雄蜂的蛋白质组差异分析

【目的】对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica刚出房雄蜂与性成熟雄蜂的蛋白质组进行比较,探讨雄蜂在性成熟过程中蛋白质表达变化,为进一步研究雄蜂发育生物学获得差异表达蛋白质方面的依据。【方法】采用双向电泳法建立意大利蜜蜂雄蜂发育过程中刚出房时与性成熟期的蛋白质表达谱,通过质谱分析与数据库检索,鉴定部分差异蛋白。【结果】在意大利蜜蜂刚出房雄蜂和性成熟雄蜂中分别检测到2 490和2 317个蛋白点,其中差异表达蛋白点有157个。在刚出房雄蜂中高度表达的蛋白点有102个;在性成熟雄蜂中高度表达的蛋白点有55个。对部分差异蛋白进行质谱分析,共鉴定了18个蛋白点,其中在刚出房雄蜂中上调表达的蛋白有肌钙蛋白、SEC13蛋白、DJ蛋白等,在性成熟雄蜂中上调表达的蛋白有副肌球蛋白、精氨酸激酶、肌动蛋白解聚因子等。【结论】意大利蜜蜂雄蜂在性成熟发育过程中,其体内大量蛋白表达发生了变化,其差异表达的蛋白质可能与骨骼、飞行肌以及精子发育等机能有关。     

影响蜜蜂球囊菌侵染蜜蜂幼虫的因素及侵染过程观察

为探究蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis只侵染封盖前后蜜蜂幼虫的原因及相关侵染机制, 本研究利用实验室饲养的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica幼虫, 给其接种球囊菌孢子, 探究不同接种量（0, 1.0×10², 1.0×10³, 1.0×10⁴, 1.0×10⁵ 和1.0×10⁶ 孢子/mL）、 接种时期（3, 4, 5和6龄幼虫）以及28℃低温处理6 h对蜜蜂球囊菌侵染的影响。同时对处于不同侵染阶段的蜜蜂幼虫做病理学切片, 探究球囊菌侵染的过程。结果显示： 球囊菌孢子接种量与蜜蜂的发病率密切相关（r=0.9883）, 蜜蜂幼虫对低于1.0×10³孢子/mL的侵染有抗性, 与不接孢子的对照组差异不显著（P>0.05）。蜜蜂不同龄期接种发病率的差异是因不同龄幼虫食量不同导致的摄入孢子剂量的不同引起的, 28℃低温处理能够显著提高处于幼虫到蛹转化期蜜蜂的发病率（P<0.05）, 而对取食阶段的蜜蜂幼虫没有影响。病理学研究表明, 在整个幼虫期, 摄入的孢子因中肠没有氧气不生长, 对幼虫没有致病性, 幼虫的取食和发育过程正常, 至幼虫期结束进入蛹期后, 蜜蜂的中后肠接通, 摄入的孢子伴随蜜蜂的蛹便进入后肠并在此迅速萌发生长, 在1~2 d内菌丝即突破体表, 导致蜜蜂死亡。蜜蜂球囊菌选择营养物质储存最多而防御能力较低的幼虫到蛹转化期侵染, 降低了侵染成本, 提高成功率。该研究阐明了蜜蜂球囊菌侵染蜜蜂的机制, 丰富了昆虫与病原菌之间相互作用的内容。     

低温20℃对意大利蜜蜂未受精卵发育的影响

【目的】蜜蜂是狭温性昆虫的代表,低温对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica未受精卵发育的影响尚不清楚。【方法】将0~66 h卵龄的意大利蜜蜂未受精卵放置在20℃下分别处理梯度时间。【结果】低温20℃导致意大利蜜蜂未受精卵的孵化率下降,发育历期延长。0、3、6、9 h卵龄的卵对低温极敏感,处理0.5 h孵化率下降,处理4.0 h,全部死亡;发育12、24 h的卵在低温中处理4.0 h不受影响(P>0.05),处理12.0 h,全部死亡;发育36 h以上的卵则较耐低温,处理12.0 h无影响(P>0.05),处理36.0 h,各卵龄没有全部死亡,其中最低的孵化率为25.4%。12~66 h的卵在低温20℃下的发育历期(y)与处理时间(x)呈现显著的线性回归关系,发育历期延长的时间约等于处理时间长。【结论】意大利蜜蜂未受精卵对低温20℃的敏感性与卵龄关系密切,低卵龄的意大利蜜蜂未受精卵比高卵龄更易受低温影响。这些结果为深入研究温度对蜜蜂胚胎发育影响的机制奠定基础,也为蜜蜂的科学饲养提供了理论依据。     

中国意大利蜜蜂微卫星遗传多态性

为了分析我国不同生态条件下意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称意蜂）的基因特征,对品种间基因交流或基因渗入现象进行监测,完成对我国主要地区意蜂多样性水平的评价。本研究利用10对微卫星（SSR）引物分析了来自我国黑龙江等14个省市自治区31个采集点的意蜂样品的遗传多态性,并与来自德国的喀尼阿兰蜂A. m. carnica（简称喀蜂）和来自美国的意蜂A. m. ligustica进行比对。通过NTSYS-pc2.1和popGene32软件对SSR数据进行多态性分析。结果表明：10对SSR引物中8对表现出较高的遗传稳定性,可作为意蜂遗传多态性标记。遗传一致度在0.61以上时,浙江、四川、甘肃和云南地区的样品出现较严重分化,其他地区的意蜂样品则保持了美国原种意蜂的典型基因特征。东北和新疆地区的样品与德国喀蜂血统亲缘关系较近（遗传距离在0.18149以内）,分析主要原因可能是该地区的意蜂样品杂有黑蜂A. m. mellifera血统。据此提出应在保护各地意蜂原种特性及种群多态性的基础上,科学有效地进行高产品种的繁育。     

意大利工蜂前胃显微结构观察

通过解剖镜和扫描电子显微镜对意大利工蜂Apismellifera ligusticaL.前胃的形态结构进行了观察,发现前胃包括前胃瓣和前胃管两部分。前胃瓣是由4个瓣片环围而成,球形,在蜜囊中,每个瓣片的长度约为0.8mm,前端为三角形结构,可以运动,边长约为0.35mm,三角形的前缘有较长的毛形结构。在每个三角形顶端各有一个直径约为50μm瘤形突起。前胃瓣最大孔径为0.89～1.00mm,具有调整和控制食物进入中肠的功能。前胃管是一直径0.01～0.02mm的较为柔软的管道,插入中肠5mm,该结构可防止中肠食物的倒流。前胃瓣上有7种毛状结构,分布在前胃瓣的不同部位,该结构的功能是分离和过滤、捕捉和感觉功能。本研究为理解工蜂前胃在消化系统中的功能和作用以及昆虫形态学和昆虫分类学提供理论依据。     

亚致死剂量杀虫剂对意蜂工蜂嗅觉敏感性的影响

喙伸反应(PER)试验适用于评价杀虫剂对蜜蜂行为的影响。本实验利用喙伸反应研究了亚致死剂量(LD50/100～LD50/10)溴氰菊酯和吡虫啉对意蜂Apis mellifera ligustica L.工蜂嗅觉敏感性的影响。结果发现,经口饲喂溴氰菊酯5ng和10ng后,工蜂对0.1%的蔗糖溶液的敏感性显著下降(P<0.05),水应激指数降低,但对0.3%,1%,3%,10%和30%的蔗糖溶液的敏感性没有显著变化;而经口饲喂吡虫啉0.3ng和0.6ng后,工蜂对上述各浓度蔗糖溶液的敏感性变化不明显,但其水应激指数升高。