湖北省宜昌地区中华蜜蜂种质情况研究

杨晓毅 邓晓刚 张爽 周俊

摘要：选择具有养蜂传统的宜昌地区作为研究地，对中华蜜蜂（Apis cerana cerana）的种群特征与其多样性，进行基于形态遗传学的调查研究。研究表明，中华蜜蜂的4个主成分均能反映出工蜂形态特征的信息量，多个形态指标也同时反映出对种群间变异的贡献。对湖北省宜昌丘陵山区中华蜜蜂主要分布区域9个样本进行测定和分析，形态标记研究表明，湖北宜昌地区中华蜜蜂具有丰富的遗传多样性。

关键词：中华蜜蜂（Apis cerana cerana）；三峡丘陵地区；种质资源；形态测量法

中图分类号：S891 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）16-0093-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.16.022 開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Germplasm Status of Apis cerana cerana in Yichang Area of Hubei Province

YANG Xiao-yi1，2，DENG Xiao-gang2，ZHANG Shuang2，ZHOU Jun2

（1.College of Life Sciences，Chongqing Normal University，Chongqing 401331，China；

2.College of Machinery Engineering，Chongqing University of Science and Technology，Chongqing 401331，China）

Abstract： The Yichang area with beekeeping tradition was selected as the research area. The population characteristics and diversity of the Apis cerana cerana were investigated based on morphological genetics. It is found that the 4 principal components of the honeybee can reflect the amount of information of the morphological characteristics of the worker bee， and the multiple morphological indexes also reflect the contribution to the variation among the population. 9 samples of the main distribution area of A. cerana cerana in the hilly and hilly areas of Yichang， Hubei， were measured and analyzed. The morphological markers showed that the A. cerana cerana in the Yichang area of Hubei was rich in genetic diversity.

Key words： Apis cerana cerana； Three Gorges hilly area； germplasm resources； morphometry

中华蜜蜂（Apis cerana cerana）又称中华蜂、中蜂、土蜂，是东方蜜蜂的一个亚种，属中国独有蜜蜂品种，是以杂木树为主的森林群落及传统农业的主要传粉昆虫。宜昌市养蜂业是其传统优势行业，在湖北省养蜂业中处于领先地位。据2014年统计数据，宜昌市养殖西蜂7.6万群、中华蜜蜂近2万群，西蜂户数984户，将近1/2养蜂户的养殖规模在50群以上，全年蜂蜜产量6 200 t，蜂王浆产量280 t，蜂产品总产值13 800万元[1]。而中华蜜蜂养殖一直以丘陵山区农户小规模散养为主，养蜂户数量庞大而不可考，很多农户习惯于在房前屋后放置几个蜂桶收蜂养蜂，以“望天收”的模式进行中华蜜蜂养殖，能够增加部分家庭的收入。近十年来，湖北省武汉市养蜂业及蜂产品加工业不断壮大，但宜昌市养蜂业、加工业及产品贸易却徘徊不前。同时，西方蜜蜂的大量引入，使得宜昌本土中华蜜蜂数量锐减、品质退化、地域缩小，在一定程度上影响了一些植物的生存和繁育，使物种资源的多样性降低，破坏了当地自然生态环境平衡和稳定。基于此，应当对湖北省宜昌市中华蜜蜂展开研究和保护，保护当地中华蜜蜂独特的遗传基因，研究蜜蜂的产蜜力，蜂王的产浆力，培育新的优质高产的蜜蜂品种，维护宜昌地区物种资源的丰富度，维护自然生态系统的平衡和多样性，促进农作物的增产增收，又能够通过中华蜜蜂养殖使农户获得可观的经济效益。

20世纪60年代以前，研究人员主要通过研究蜜蜂的外部形态特征及其地理分布情况来反映蜜蜂的物种多样性；20世纪60年代以后，蛋白质电泳技术逐渐运用于蜜蜂多样性研究，包括基因表达产物（同工酶）、染色体带型分析、染色体组型分析等；近20年来，主要采用分子生物学技术在DNA水平上研究不同蜜蜂种群遗传结构、种群分化与多样性分析，由于单一的技术手段只能反映DNA或蛋白质或形态上的特征，不能整体反映蜜蜂的遗传多样性，所以需要多重手段的综合交叉运用[2]。目前，蜜蜂形态学分析方法是调查蜜蜂的遗传资源、分析遗传结果和鉴定品系以及品种的主要手段和方法，是蜜蜂研究者应用的最重要和最基础的分析工具[3-6]。

本研究中宜昌市丘陵地区的中华蜜蜂，拟采用Ruttner[7]的蜜蜂分类方式，通过测量采集的中华蜜蜂样本的外部形态特征，对不同采集地的中华蜜蜂进行归类聚并的统计鉴定。结合采样点的气候信息（年积温、最低温、最高温、降雨量、常年风向等）、植被信息及采样点的一般情况、蜂场信息、蜂群病史、工蜂体色、生产性能等，参照《动物遗传资源调查目录》里对于蜜蜂部分要求检测的内容指标，对湖北省宜昌市丘陵山区中华蜜蜂主要分布区域9个样本进行测定和分析研究，旨在为研究和保护利用湖北省宜昌市丘陵山区的中华蜜蜂资源提供科学的基础性数据。

1 材料与方法

1.1 材料及设备

本研究中华蜜蜂样本采样自宜昌市夷陵区分乡镇、小峰乡、下堡坪乡，龙泉镇，包括宜昌市西北至东北方向典型的丘陵山区地段，如表1所示。采样目标为农户自养散养的中华蜜蜂蜂群，规模都不大。每个蜂群采集工蜂50只，装在50 mL采样管内，并灌入无水乙醇杀死及浸泡。采集时间为2017年4月25日，每个采样点的形态测定用样本量n=5。试验所用设备如表2所示。

1.2 方法

根据Ruttner[7]所提出的蜜蜂形态测量方法对中华蜜蜂外部形态进行测量，每组样本中选取5只体型完整无破损的工蜂，解剖并制作每只中华蜜蜂的吻、第三和第四背板和右前翅的临时装片，使用LY-WN超清显微镜系统（成都励扬精密机电有限公司）观察拍照，利用LY-M-Toupview测量分析软件进行测量，分别得到吻长（Pro）、第三背板长（T3）、第四背板长（T4）、前翅长（FL）、前翅宽（FB）、肘脉a（a）、肘脉b（b）的原始数据。通过数据统计获得需要的6 个形态指标，除了以上原始数据还有翅面积（AW）和肘脉指数（Ci）。

1）测量中华蜜蜂吻长。用镊子从浸泡在无水乙醇中的中华蜜蜂标本取出，在干净滤纸上轻裹吸掉多余的乙醇，分离开头部，然后按图1所示，将吻部轻轻展开放在载玻片（涂有凡士林）上，尽量保持前鄂、后鄂和中唇舌处于一条直线上，然后在读数显微镜LY-WN下测量中华蜜蜂的吻的长度。

2）测量中华蜜蜂的背板长度。取出浸泡于无水乙醇中的中蜂样本，在干净滤纸上轻裹吸掉多余的乙醇。在蜜蜂腹部进行解剖，仔细取下第3、4背板，并放置在涂有一层水的载玻片上，做好临时装片。使用超清显微镜观测第3、4背板，再使用测量分析软件对第3、4背板的长度进行测量。

3）测量中华蜜蜂的右前翅相关参数。取出浸泡于无水乙醇中的中华蜜蜂样本，在干净滤纸上轻裹吸掉多余的乙醇。捋顺蜜蜂右前翅，然后轻轻取下，再小心地在投影胶片上将其固定。将制作完成的翅板放在读数显微镜下，测定蜜蜂右前翅的长度、宽度、肘脉a、肘脉b的长度，再计算出翅面积和肘脉的指數Ci（a/b），如图2所示。

2 结果与分析

2.1 中华蜜蜂外部形态测定结果

湖北宜昌丘陵地区9个样点中华蜜蜂工蜂的外部形态数据见表3。下堡坪乡采样的中华蜜蜂翅长平均值最大，为（9.16±0.10） mm，与分乡镇高场村中华蜜蜂、分乡镇猫子河村中华蜜蜂差异不显著（P>0.05），与其他样本中华蜜蜂差异显著（P<0.05）；龙泉镇金银岗中华蜜蜂翅长最小，为（8.75±0.05） mm，除与小峰乡中华蜜蜂差异显著外（P<0.05），与其他村的中华蜜蜂差异不显著（P>0.05）。

下堡坪乡的中华蜜蜂翅面积平均值最大，为（29.36±0.54） mm，除与分乡整猫子河村的中华蜜蜂差异显著外（P<0.05），与其他村的中华蜜蜂差异均不显著（P>0.05）；龙泉镇金银岗中华蜜蜂翅面积平均值最小，为（26.84±0.18） mm，与其他村的中华蜜蜂差异均不显著（P>0.05）。

龙泉镇金银岗的中华蜜蜂吻的长度平均值最长，为（5.00±0.53） mm，除与小溪塔镇廖家林村的中华蜜蜂差异不显著外（P>0.05），与其他村的中华蜜蜂差异显著（P<0.05）；下堡坪村中华蜜蜂吻的长度最小，为（4.44±0.13） mm，除与小溪塔镇麻家溪中华蜜蜂差异显著外（P<0.05），与其他村的中华蜜蜂差异不显著（P>0.05）。

龙泉镇金银岗村中华蜜蜂肘脉指数最高，为4.73±0.68，下堡坪村的中华蜜蜂肘脉指数最低，为3.59±0.45，村与村间的中华蜜蜂均无显著性差异（P>0.05）。

分乡镇猫子河村中华蜜蜂第3、4背板的总长度最大，为（4.53±0.06） mm，与小溪塔镇廖家林村的中华蜜蜂差异显著（P<0.05），与分乡镇高场村、分乡镇猫子河村中华蜜蜂差异不显著（P>0.05）。龙泉镇金银岗中蜂第3、4背板总长最小，为（4.09±0.15） mm，与其他村的中华蜜蜂差异不显著（P>0.05）。

2.2 各项形态测定值相关性分析

对6项形态指标之间的相关数据分析结果见表4，对所测表型数据分析，吻的长度与其他形态指标显示为都不相关（P>0.05），前翅的长度、前翅的宽度、翅面积和第3、4背板的长度之间的关系为极显著相关（P<0.01）或者显著相关（P<0.05）。

2.3 形态指标之间的主成分分析

通过对9个样点中华蜜蜂形态测定值的主成分分析求出，第1特征值的贡献率是52.768%，第2、3、4特征值的贡献率分别是17.131%、10.106%和14.150%。按照累积贡献率超过85%，信息损失量低于15%的选择原则，选取了前4个特征值，定义为第1、2、3、4主成分。表5反映了主成分结合的变异信息，用如下表达式：

F1=0.383X1+0.855X2+0.838X3+0.969X4-0.341X5+0.729X6；

F2=0.703X1+0.201X2-0.119X3+0.024X4+0.281X5-0.188X6；

F3=-0.570X1+0.108X2+0.070X3+0.098X4+0.653X5+0.267X6；

F4=0.085X1+0.208X2-0.488X3-0.213X4-0.087X5+0.515X6

2.4 各项形态测定值聚类分析

对湖北省宜昌市丘陵山区9个样本的中华蜜蜂6项形态特征利用平均欧式距离分析法进行系统聚类，聚类结果见图3。结果表明，小溪塔镇麻家溪、石门镇天坑村的中华蜜蜂聚为一类，小峰乡、猫子河村的3个样本聚为一类，这两类聚成一大类；分乡镇高场村、小溪塔廖家林村和下堡坪村聚为一类，龙泉镇土门金银岗中蜂聚为单独的一支。

3 结论

通过形态指标之间相关关系发现，湖北宜昌地区中蜂的右前翅的长度、翅的宽度、翅面积的大小与第3、4背板的总长度之间存在极显著相关（P<0.01），吻的长度与前翅的长度、翅的宽度与第3、4背板的总长度之间存在极显著相关（P<0.01）。此外，肘脉指数与其他形态指标则均不具有相关性（P>0.05），这就表明肘脉指数是一个相对独立的形态标记。中华蜜蜂的4个主成分均能反映出工蜂形态特征的信息量，多个形态指标也同时反映出对种群间变异的贡献。

分析聚类图显示，小溪塔镇麻家溪村和廖家林村中蜂地域较近，但没有聚类在一起；而小峰乡和分乡镇猫子河村的中华蜜蜂，直线距离超过20 km，而且相隔数座山头，反而具有相近似的信息特征。形态标记研究表明，湖北省宜昌地区的中华蜜蜂具有丰富的遗传多样性。

参考文献：

[1] 谭泽文，朱德江，李 莲，等.宜昌积极发展蜂产业[J].中国畜牧业，2015（12）：66-67.

[2] 王桂芝.中国华北地区中华蜜蜂多样性及其分类研究[D].山东泰安：山东农业大学，2007.

[3] 樊 贤，谭 垦，和绍禹.河南中华蜜蜂的形态特征研究[J].云南农业大学学报，2006，21（2）：235-238.

[4] 邵瑞宜.蜜蜂育种学[M].北京：中国农业出版社，1998.

[5] 关迎辉，李绍文，李举怀，等.意蜂三个品系间的基因差异[J].昆虫学报，1994，37（2）：159-164.

[6] 朱翔杰，周冰峰，王 媛，等.中华蜜蜂形态遗传分析方法的研究[J].应用昆虫学报，2011，48（1）：202-206.

[7] RUTTNER F. Biogeography and Taxonomy of Honeybees[M].Berlin：Springer-Verlang，1988.