引發蜜蜂衛生行為的因素

丁桂玲 譯

（中國農業科學院蜜蜂研究所農業部授粉昆蟲生物學重點開放實驗室）

引發蜜蜂衛生行為的因素

丁桂玲 譯

（中國農業科學院蜜蜂研究所農業部授粉昆蟲生物學重點開放實驗室）

行使衛生行為的工蜂有發現、打開封蓋及迅速移走受細菌（Paenibacillus larvae）和真菌（Ascosphaera apis）感染的蜂子的能力，它們還打開部分被大蜂螨寄生的蜂子的封蓋并移走蜂子。衛生行為限制了傳染病的傳播，降低了蜂螨的繁殖可能性。

15～20日齡的工蜂在開始采集前行使衛生行為，蜜蜂依據化學或物理線索識別染病或被蜂螨寄生的蜂子的能力影響其衛生行為的效率。Gramacho和Goncalves（2009）發現，與衛生行為有關的行為順序有很大變異性。用大頭針扎巢房封蓋及其中的蜂子后兩小時內工蜂探測到死亡或受傷的蜂蛹并開始打開房蓋，這是衛生行為的開始。在針扎后4～6小時打開死亡蜂子的巢房封蓋達到最大值，24小時后幾乎所有的巢房封蓋都被打開。另一個變量稱為蜂子部分移除，在針扎后4小時進行分析，包括被打開房蓋、部分或全部移除的蜂子。蜂子部分移除的最大值發生于針扎后10小時。一般行為順序為：封蓋的巢房－刺穿的巢房-蜂子部分被移除-空房。

早期對衛生行為遺傳學的研究指出此性狀符合孟德爾法則，由兩個隱性位點控制。Gramacho和Goncalves（2009）提出3對隱性基因的新模型以解釋衛生行為的遺傳機制。而使用分子技術和數量性狀位點的另一個研究則提出可能至少有7個QTLs與衛生行為相關，每個QTL控制總表型變異的9～15%。此外，衛生行為的表達在蜂群及蜜蜂個體水平上都是可變的。移除非正常蜂子的速度和效率受到環境資源條件和蜂群中行使衛生行為的蜜蜂比例的影響。

Gramacho和Spivak（2003）提出假設，在育出的衛生行為蜂群中，同日齡蜜蜂的嗅覺敏感性存在差異。他們預測那些由針刺法誘導打開房蓋的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂對染病蜂子有更高的嗅覺敏感性，可以更好地區分健康蜂子和染病蜂子的氣味。記錄3個蜂群15～21日齡蜜蜂的觸角點圖看出，打開巢房封蓋的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂對所有濃度的染病蜂子的氣味都有更高的嗅覺敏感性。吻屈伸反射顯示，打開封蓋的蜜蜂比移除蜂子的蜜蜂可以更好地區分染病蜂子和健康蜂子的氣味。針刺法收集的打開房蓋的蜜蜂比液氮冷凍法收集的打開房蓋的蜜蜂的嗅覺敏感性明顯較差，這可能是由于用大頭針扎死的蜂子有較大的刺激強度。衛生行為的開始依賴于蜜蜂的嗅覺敏感性和非正常蜂子的刺激強度。嗅覺敏感性和響應能力不同導致蜜蜂劃分為打開房蓋和移走蜂子兩種行為。

對感染真菌Ascosphaera apis的幼蟲收集的揮發性化合物通過氣相色譜-質譜及觸角電位分析進行鑒別，乙酸苯乙酯、2-苯基乙醇和苯甲醇出現在染病幼蟲的揮發性收集物中而不出現在健康幼蟲的收集物中。生物測定表明，乙酸苯乙酯是與感染Ascosphaera apis相關的引起衛生行為的一種重要化合物。

在可能影響蜜蜂探測死亡或染病蜂子的多個因素中，視覺線索未被研究。Morais等人（2010）測定巢房封蓋的光的透射比特征，以確定蜜蜂是否可能利用視覺線索探測到封蓋巢房內的非正常蜂子。從衛生行為和非衛生行為品系各3個蜂群中移出并測定新舊子脾的巢房封蓋。衛生行為蜂群有平均99.8%的衛生行為，而非衛生行為蜂群有平均2.3%的衛生行為。非衛生行為的蜜蜂品系巢房封蓋的光透射比是衛生行為蜜蜂的2.4倍。通過掃描電子顯微鏡檢查法確認，非衛生行為蜂群封蓋尺寸較大，有較多的氣孔。他們認為蜜蜂不可能通過視覺探測到受損蜂子并引發衛生行為。巢房封蓋上的氣孔可能影響到嗅覺探測的效力，不過發現在衛生行為蜂群的老子脾上巢房封蓋氣孔數較少、尺寸較小。

Spivak等（2003）認為衛生行為是由嗅覺線索調節的：蜜蜂可能探測到巢房中患病、被寄生或死亡的蜂子，刺激它們打開巢房蓋并移走內容物。對非正常蜂子氣味探測增加的遺傳物質可能促進了衛生行為的表達。因為神經調節物質章魚胺在蜜蜂基于嗅覺的行為中發揮著關鍵作用。他們檢測了兩個品系蜜蜂章魚胺的表達和生理機能，比較了蜜蜂中腦部、觸角神經葉的章魚胺免疫反應神經元的染色強度差異，還根據觸角電圖測試兩品系蜜蜂的嗅覺反應如何受口服章魚胺和依匹斯汀影響。與同日齡不表現衛生行為的蜜蜂相比，表現衛生行為的蜜蜂章魚胺——免疫反應神經元有更高的染色強度。章魚胺明顯增加非衛生行為品系蜜蜂對低濃度患病蜂子氣味的觸角電位反應，而依匹斯汀明顯降低了衛生行為品系蜜蜂的觸角電位反應，這種降低在非衛生行為品系蜜蜂中未檢測到。兩品系蜜蜂均證明章魚胺可以提高蜜蜂探測患病蜂子，并作出反應。

在巴西對抗螨的非洲化蜜蜂及對蜂螨敏感的卡尼鄂拉蜂的衛生行為進行評價，兩種蜜蜂在“打開房蓋”、“移除接種的蜂螨/螞蟻”以及“移走蜂子”方面的表現程度和方式相似。對不同來源的死蜂螨及溶劑萃取的蜂螨提取物的相似反應表明，氣味或蜂螨的運動引發衛生行為的作用很小。不過，與純溶劑相比，蜂螨二氯甲烷提取物增加了衛生反應。所以，對蜂螨感染的蜂子的衛生反應一定由其他信號引發，可能是由對特定反應或被感染的幼蟲或蜂蛹氣味的探測所引發。

蜂螨感染的蜂子引發衛生行為的刺激物為嗅覺線索。確定蜜蜂探測和清空被蜂螨感染的巢房的能力后，Nazzi等（2004）利用SPME-GC-MS研究人為感染工蜂子后釋放的揮發性化合物，Z-(6)-十五烯明顯提高了被蜜蜂清空的巢房數。

對蜂螨敏感的衛生行為（VSH）是基于遺傳的行為抗性，把蜂螨感染的蛹從封蓋巢房中移走由衛生行為蜜蜂探測到非正常狀態開始，然后蜜蜂打開房蓋暴露出受感染的寄主，把其從巢房中移走。有時，蜂螨感染的蜂蛹房蓋被打開后會重新封蓋，蜂螨可能在重新封蓋前從巢房中逃離，但它經常留在巢房內。蜂子暴露于VSH蜜蜂一周后常常有較高比例的巢房蓋被重新封蓋（﹥30%），一些蜂群甚至90%以上的巢房蓋都重新封蓋。大多數被重新封蓋的巢房未被大蜂螨感染，但約有20%重新封蓋的巢房中含有一只蜂螨。Harris等（2012）發現，VSH蜜蜂作用于有生殖能力的蜂螨感染的蜂蛹（通過移除或打開房蓋及重新封蓋）與不育蜂螨感染的蜂蛹的比率為3∶1。傾向清除有生殖力的蜂螨暗示著引發VSH行為的刺激物與蜂子巢房內出現后代蜂螨相關，這些氣味可能直接來源于蜂螨后代（排泄物或表皮碳氫化合物）或蜂螨家族對蜂蛹的增加的損害（取食處傷口或病毒傳播）。