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蜂群繁殖投資調節蜂王漿高產機制被揭示

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  近日,中國農業科學院蜜蜂研究所蛋白質組學創新團隊基于不同產漿能力的兩個意大利蜜蜂品系,通過行為和分子實驗研究,揭示了通過繁殖投資調節蜜蜂蜂王漿高產的機制。相關研究成果在線發表在《分子生態學 (Molecular Ecology) 》上。

  繁殖投資是種群哺育后代所付出的代價,它決定了種群的繁衍生息。蜜蜂是勞工分配明確的社會性昆蟲,蜂王負責產卵,而哺育蜂負責飼喂和哺育幼蟲,即“助親”行為。哺育蜂飼喂蜂王漿可把基因型與工蜂完全相同的幼蟲培育成新的蜂王,這對維持蜂群穩定具有重要意義。我國從意大利蜜蜂(意蜂)成功培育蜂王漿高產蜜蜂(漿蜂),其幼蟲接受率和蜂王漿產量較意蜂都提高數10倍以上,說明其繁殖投資較意蜂顯著增強,然而兩者繁殖投資能力差異的行為和機制尚不清楚。

  幼蟲交互飼喂表明幼蟲來源并不影響臺基里幼蟲的接受率,也就是幼蟲氣味不影響漿蜂和意蜂對臺基里幼蟲的接受率,而哺育蜂種質來源不同是導致差異的主要原因。利用固相微萃取和液相色譜-質譜聯用技術在24-36小時幼蟲中鑒定了2種主要幼蟲揮發型信息素,即β-羅勒烯和別羅勒烯。觸角電位實驗表明哺育蜂觸角對常規10種酯類幼蟲信息素沒有反應,但漿蜂哺育蜂對上述2種揮發性信息素的反應強度顯著高于意蜂,說明其對幼蟲揮發性信息素感知靈敏度提高是及時感知臺基里幼蟲并進行哺育的原因,從而提高了幼蟲接受率。漿蜂嗅覺系統中嗅覺蛋白和為嗅覺提供能量的功能加強,保障了幼蟲識別力的提高,其中嗅覺感受蛋白OBP8和CSP4分別在結合β-羅勒烯和別羅勒烯時發揮重要作用。

  該研究得到中國農科院科技創新工程、蜂產業技術體系、國家自然科學基金和國家蜂產業提質工程等項目資助。(通訊員 謝文聞)

  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15207

哈德斯菲尔德大学