引发蜜蜂卫生行为的因素

丁桂玲 译

（中国农业科学院蜜蜂研究所农业部授粉昆虫生物学重点开放实验室）

引发蜜蜂卫生行为的因素

丁桂玲 译

（中国农业科学院蜜蜂研究所农业部授粉昆虫生物学重点开放实验室）

行使卫生行为的工蜂有发现、打开封盖及迅速移走受细菌（Paenibacillus larvae）和真菌（Ascosphaera apis）感染的蜂子的能力，它们还打开部分被大蜂螨寄生的蜂子的封盖并移走蜂子。卫生行为限制了传染病的传播，降低了蜂螨的繁殖可能性。

15～20日龄的工蜂在开始采集前行使卫生行为，蜜蜂依据化学或物理线索识别染病或被蜂螨寄生的蜂子的能力影响其卫生行为的效率。Gramacho和Goncalves（2009）发现，与卫生行为有关的行为顺序有很大变异性。用大头针扎巢房封盖及其中的蜂子后两小时内工蜂探测到死亡或受伤的蜂蛹并开始打开房盖，这是卫生行为的开始。在针扎后4～6小时打开死亡蜂子的巢房封盖达到最大值，24小时后几乎所有的巢房封盖都被打开。另一个变量称为蜂子部分移除，在针扎后4小时进行分析，包括被打开房盖、部分或全部移除的蜂子。蜂子部分移除的最大值发生于针扎后10小时。一般行为顺序为：封盖的巢房－刺穿的巢房-蜂子部分被移除-空房。

早期对卫生行为遗传学的研究指出此性状符合孟德尔法则，由两个隐性位点控制。Gramacho和Goncalves（2009）提出3对隐性基因的新模型以解释卫生行为的遗传机制。而使用分子技术和数量性状位点的另一个研究则提出可能至少有7个QTLs与卫生行为相关，每个QTL控制总表型变异的9～15%。此外，卫生行为的表达在蜂群及蜜蜂个体水平上都是可变的。移除非正常蜂子的速度和效率受到环境资源条件和蜂群中行使卫生行为的蜜蜂比例的影响。

Gramacho和Spivak（2003）提出假设，在育出的卫生行为蜂群中，同日龄蜜蜂的嗅觉敏感性存在差异。他们预测那些由针刺法诱导打开房盖的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂对染病蜂子有更高的嗅觉敏感性，可以更好地区分健康蜂子和染病蜂子的气味。记录3个蜂群15～21日龄蜜蜂的触角点图看出，打开巢房封盖的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂对所有浓度的染病蜂子的气味都有更高的嗅觉敏感性。吻屈伸反射显示，打开封盖的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂可以更好地区分染病蜂子和健康蜂子的气味。针刺法收集的打开房盖的蜜蜂比液氮冷冻法收集的打开房盖的蜜蜂的嗅觉敏感性明显较差，这可能是由于用大头针扎死的蜂子有较大的刺激强度。卫生行为的开始依赖于蜜蜂的嗅觉敏感性和非正常蜂子的刺激强度。嗅觉敏感性和响应能力不同导致蜜蜂划分为打开房盖和移走蜂子两种行为。

对感染真菌Ascosphaera apis的幼虫收集的挥发性化合物通过气相色谱-质谱及触角电位分析进行鉴别，乙酸苯乙酯、2-苯基乙醇和苯甲醇出现在染病幼虫的挥发性收集物中而不出现在健康幼虫的收集物中。生物测定表明，乙酸苯乙酯是与感染Ascosphaera apis相关的引起卫生行为的一种重要化合物。

在可能影响蜜蜂探测死亡或染病蜂子的多个因素中，视觉线索未被研究。Morais等人（2010）测定巢房封盖的光的透射比特征，以确定蜜蜂是否可能利用视觉线索探测到封盖巢房内的非正常蜂子。从卫生行为和非卫生行为品系各3个蜂群中移出并测定新旧子脾的巢房封盖。卫生行为蜂群有平均99.8%的卫生行为，而非卫生行为蜂群有平均2.3%的卫生行为。非卫生行为的蜜蜂品系巢房封盖的光透射比是卫生行为蜜蜂的2.4倍。通过扫描电子显微镜检查法确认，非卫生行为蜂群封盖尺寸较大，有较多的气孔。他们认为蜜蜂不可能通过视觉探测到受损蜂子并引发卫生行为。巢房封盖上的气孔可能影响到嗅觉探测的效力，不过发现在卫生行为蜂群的老子脾上巢房封盖气孔数较少、尺寸较小。

Spivak等（2003）认为卫生行为是由嗅觉线索调节的：蜜蜂可能探测到巢房中患病、被寄生或死亡的蜂子，刺激它们打开巢房盖并移走内容物。对非正常蜂子气味探测增加的遗传物质可能促进了卫生行为的表达。因为神经调节物质章鱼胺在蜜蜂基于嗅觉的行为中发挥着关键作用。他们检测了两个品系蜜蜂章鱼胺的表达和生理机能，比较了蜜蜂中脑部、触角神经叶的章鱼胺免疫反应神经元的染色强度差异，还根据触角电图测试两品系蜜蜂的嗅觉反应如何受口服章鱼胺和依匹斯汀影响。与同日龄不表现卫生行为的蜜蜂相比，表现卫生行为的蜜蜂章鱼胺——免疫反应神经元有更高的染色强度。章鱼胺明显增加非卫生行为品系蜜蜂对低浓度患病蜂子气味的触角电位反应，而依匹斯汀明显降低了卫生行为品系蜜蜂的触角电位反应，这种降低在非卫生行为品系蜜蜂中未检测到。两品系蜜蜂均证明章鱼胺可以提高蜜蜂探测患病蜂子，并作出反应。

在巴西对抗螨的非洲化蜜蜂及对蜂螨敏感的卡尼鄂拉蜂的卫生行为进行评价，两种蜜蜂在“打开房盖”、“移除接种的蜂螨/蚂蚁”以及“移走蜂子”方面的表现程度和方式相似。对不同来源的死蜂螨及溶剂萃取的蜂螨提取物的相似反应表明，气味或蜂螨的运动引发卫生行为的作用很小。不过，与纯溶剂相比，蜂螨二氯甲烷提取物增加了卫生反应。所以，对蜂螨感染的蜂子的卫生反应一定由其他信号引发，可能是由对特定反应或被感染的幼虫或蜂蛹气味的探测所引发。

蜂螨感染的蜂子引发卫生行为的刺激物为嗅觉线索。确定蜜蜂探测和清空被蜂螨感染的巢房的能力后，Nazzi等（2004）利用SPME-GC-MS研究人为感染工蜂子后释放的挥发性化合物，Z-(6)-十五烯明显提高了被蜜蜂清空的巢房数。

对蜂螨敏感的卫生行为（VSH）是基于遗传的行为抗性，把蜂螨感染的蛹从封盖巢房中移走由卫生行为蜜蜂探测到非正常状态开始，然后蜜蜂打开房盖暴露出受感染的寄主，把其从巢房中移走。有时，蜂螨感染的蜂蛹房盖被打开后会重新封盖，蜂螨可能在重新封盖前从巢房中逃离，但它经常留在巢房内。蜂子暴露于VSH蜜蜂一周后常常有较高比例的巢房盖被重新封盖（﹥30%），一些蜂群甚至90%以上的巢房盖都重新封盖。大多数被重新封盖的巢房未被大蜂螨感染，但约有20%重新封盖的巢房中含有一只蜂螨。Harris等（2012）发现，VSH蜜蜂作用于有生殖能力的蜂螨感染的蜂蛹（通过移除或打开房盖及重新封盖）与不育蜂螨感染的蜂蛹的比率为3∶1。倾向清除有生殖力的蜂螨暗示着引发VSH行为的刺激物与蜂子巢房内出现后代蜂螨相关，这些气味可能直接来源于蜂螨后代（排泄物或表皮碳氢化合物）或蜂螨家族对蜂蛹的增加的损害（取食处伤口或病毒传播）。