东方蜜蜂孢子虫病影响蜜蜂的生殖

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）

东方蜜蜂孢子虫病影响蜜蜂的生殖

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）

东方蜜蜂孢子虫病（Nosema ceranae）最初在东方蜜蜂中发现，最近发现它有交叉感染性，可寄生在西方蜜蜂中，可以感染蜂群中工蜂、雄蜂和蜂王，但其病理效应主要针对工蜂进行研究。在蜂群内，蜜蜂孢子虫病（Nosema apis）主要通过口－排泄物进行传播，发生于蜜蜂清理受感染的巢脾、消耗受污染的水、通过交哺交换食物的时候。N.ceranae的传播还包括其他的传播途径。寄主感染发生在摄入成熟孢子之后，孢子在中肠中很快发芽，孢子突出极丝，极丝穿透上皮细胞直接把孢原质释放到细胞质。一周内，寄主上皮细胞充满后代孢子，细胞爆发释放新一代孢子到肠道内，孢子将再次发芽并感染更多的细胞。最终，孢子随排泄物释放，成为主要的感染源。N.apis感染局限于成年蜂中肠上皮细胞，而在咽下腺、唾腺以及王浆中都检测到N.ceranae。

研究人员使用组织病理学技术检测自然感染蜂群中的蜂王，研究对蜂王卵巢的长期影响。受感染蜂群中蜂王的卵巢和中肠没有微孢子感染的迹象，卵巢管和中肠上皮细胞也无损坏。Traver和Fell（2012）研究已被N.ceranae感染的蜂群中蜂王是否会被自然感染，如果可以自然感染，那么未成熟的蜂王是否也被感染。使用实时PCR对蜂王幼虫、新羽化蜂王和已交配的老蜂王进行分析发现，检验的所有组织都被N.ceranae低水平感染，但没有样品感染N.apis。对蜂王幼虫和新羽化蜂王分析，发现蜂王幼虫被低水平感染，并且在王浆中检测到N.ceranae DNA，但他们不能排除污染的可能性，因为王浆样品没有使用漂白剂净化。对王浆二次抽样样品进行孢子计数时没有发现孢子。在王浆中发现N. ceranae，说明蜂子食物可能提供了N.ceranae水平传播的机制，不过，还需进行王浆的传染性研究。新羽化蜂王的腹部、胸部、头部和卵巢都有低水平的N.ceranae感染。总的趋势表明，相对于其他组织，腹部（减去繁殖器官）的感染水平较高。对已交配的产卵蜂王进行分析也表明N.ceranae存在，感染已扩散到卵巢等其他组织。卵巢和受精囊中低水平的感染表明N.ceranae传播可能通过垂直途径进行。

Alaux等（2011）使用N.ceranae接种蜂王以确定微孢子虫对蜂王生理和健康的影响。8天后，分析人工感染及对照组蜂王的微孢子感染水平。实验组每只蜂王微孢子的平均数量为18.2百万，对照组除两只蜂王外均未发现孢子。对照组中两只轻微感染的蜂王可能在羽化时咀嚼蜡盖而摄入孢子。根据工蜂中N.ceranae的致死效应，并且在蜂王中发现了类似的损害，预期会得到弱化的蜂王生理。然而，Alaux等（2011）证明N. ceranae感染实际上促进了蜂王的主要生理功能。

N.ceranae感染没有影响蜂王的脂肪体含量，但改变了卵黄蛋白原滴度、总的抗氧化能力和蜂王上颚腺信息素，它们在被微孢子虫感染的蜂王中明显增高。工蜂和蜂王有相同的基因组，但与被感染工蜂中卵黄蛋白原下降相反，N.ceranae引发蜂王中卵黄蛋白原合成的增加。考虑到卵黄蛋白原活性对蜜蜂寿命的正面影响，被感染工蜂中较低量的卵黄蛋白原可能解释了它们较短的寿命。与年幼哺育蜂相比，较老的采集蜂中卵黄蛋白原的水平较低，由于微孢子虫引起蜜蜂较早开始采集行为，卵黄蛋白原的下降可能反映出受感染蜜蜂采集行为的提前。

N.ceranae的发育和发芽严格依赖于寄主能量，可能会导致寄主新陈代谢和氧化应激增加。受感染蜂王中卵黄蛋白原生产的增加可能是对孢子群体引起的能量压力的一种反应，因为卵黄蛋白原可以通过清除自由基而降低氧化应激，从而延长蜜蜂寿命。升高的卵黄蛋白原滴度表明较高的抵抗氧化应激的能力，由受感染蜂王中较高的抗氧化酶活性得以证明。即使有这种保护反应，与健康蜂王相比，微孢子虫感染的蜂王寿命似乎更短，表明它们不能应付微孢子虫带来的长期生理压力。

对蜂王头部分析显示，蜂王上颚腺信息素成分9-ODA、HOB和9-HAD在对照组和被感染的蜂王中都存在。不过，与对照组相比，除HOB外所有上颚腺信息素成分在被感染的蜂王中都明显较高。化学分析表明微孢子虫可以明显改变蜂王的信息素产生，相似的结果也发现于工蜂中，微孢子虫寄生改变油酸乙酯信息素的产生。Richard等（2007）发现蜂王上颚腺信息素按照授精的质量而改变，与多雄授精的蜂王相比，处女王或单雄授精蜂王产生较多的9-ODA和9-HAD。9-ODA和9-HDA在受微孢子虫感染的蜂王中也较多，表明增高的蜂王上颚腺信息素水平是生育力差或病态蜂王的特点。

Traver和Fell（2011）确定雄蜂是否自然感染N. ceranae以及感染水平。从封盖巢房中收集大约17～23日龄的雄蜂蛹以及巢内和出外飞行的雄蜂。使用实时定量PCR分析发现未成熟雄蜂和成熟雄蜂感染N. ceranae的水平较低，没有发现N.apis。巢内及出外飞行的雄蜂每只蜜蜂平均的孢子数为9436和13839。只有19.6%的巢内雄蜂含有足够多的孢子以进行计数。雄蜂蛹受感染水平低，多发生在五月和六月。如果蛹在羽化前被感染，它们可能通过蜂子食物或巢房内的污染物感染。巢内雄蜂在6月有最高的感染。雄蜂蛹和巢内雄蜂最高水平的感染与取样蜂群的高水平感染一致。成熟的飞行雄蜂也被感染，但感染水平一般较低，可能是由于飞行雄蜂不回巢或重度感染的雄蜂没有存活到足够长。由于雄蜂可在蜂群间转移，它们可能提供了一种蜂场内及蜂场间的疾病传播方式。