東方蜜蜂孢子蟲病影響蜜蜂的生殖

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）

東方蜜蜂孢子蟲病影響蜜蜂的生殖

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）

東方蜜蜂孢子蟲病（Nosema ceranae）最初在東方蜜蜂中發現，最近發現它有交叉感染性，可寄生在西方蜜蜂中，可以感染蜂群中工蜂、雄蜂和蜂王，但其病理效應主要針對工蜂進行研究。在蜂群內，蜜蜂孢子蟲病（Nosema apis）主要通過口－排泄物進行傳播，發生于蜜蜂清理受感染的巢脾、消耗受污染的水、通過交哺交換食物的時候。N.ceranae的傳播還包括其他的傳播途徑。寄主感染發生在攝入成熟孢子之后，孢子在中腸中很快發芽，孢子突出極絲，極絲穿透上皮細胞直接把孢原質釋放到細胞質。一周內，寄主上皮細胞充滿后代孢子，細胞爆發釋放新一代孢子到腸道內，孢子將再次發芽并感染更多的細胞。最終，孢子隨排泄物釋放，成為主要的感染源。N.apis感染局限于成年蜂中腸上皮細胞，而在咽下腺、唾腺以及王漿中都檢測到N.ceranae。

研究人員使用組織病理學技術檢測自然感染蜂群中的蜂王，研究對蜂王卵巢的長期影響。受感染蜂群中蜂王的卵巢和中腸沒有微孢子感染的跡象，卵巢管和中腸上皮細胞也無損壞。Traver和Fell（2012）研究已被N.ceranae感染的蜂群中蜂王是否會被自然感染，如果可以自然感染，那么未成熟的蜂王是否也被感染。使用實時PCR對蜂王幼蟲、新羽化蜂王和已交配的老蜂王進行分析發現，檢驗的所有組織都被N.ceranae低水平感染，但沒有樣品感染N.apis。對蜂王幼蟲和新羽化蜂王分析，發現蜂王幼蟲被低水平感染，并且在王漿中檢測到N.ceranae DNA，但他們不能排除污染的可能性，因為王漿樣品沒有使用漂白劑凈化。對王漿二次抽樣樣品進行孢子計數時沒有發現孢子。在王漿中發現N. ceranae，說明蜂子食物可能提供了N.ceranae水平傳播的機制，不過，還需進行王漿的傳染性研究。新羽化蜂王的腹部、胸部、頭部和卵巢都有低水平的N.ceranae感染。總的趨勢表明，相對于其他組織，腹部（減去繁殖器官）的感染水平較高。對已交配的產卵蜂王進行分析也表明N.ceranae存在，感染已擴散到卵巢等其他組織。卵巢和受精囊中低水平的感染表明N.ceranae傳播可能通過垂直途徑進行。

Alaux等（2011）使用N.ceranae接種蜂王以確定微孢子蟲對蜂王生理和健康的影響。8天后，分析人工感染及對照組蜂王的微孢子感染水平。實驗組每只蜂王微孢子的平均數量為18.2百萬，對照組除兩只蜂王外均未發現孢子。對照組中兩只輕微感染的蜂王可能在羽化時咀嚼蠟蓋而攝入孢子。根據工蜂中N.ceranae的致死效應，并且在蜂王中發現了類似的損害，預期會得到弱化的蜂王生理。然而，Alaux等（2011）證明N. ceranae感染實際上促進了蜂王的主要生理功能。

N.ceranae感染沒有影響蜂王的脂肪體含量，但改變了卵黃蛋白原滴度、總的抗氧化能力和蜂王上顎腺信息素，它們在被微孢子蟲感染的蜂王中明顯增高。工蜂和蜂王有相同的基因組，但與被感染工蜂中卵黃蛋白原下降相反，N.ceranae引發蜂王中卵黃蛋白原合成的增加。考慮到卵黃蛋白原活性對蜜蜂壽命的正面影響，被感染工蜂中較低量的卵黃蛋白原可能解釋了它們較短的壽命。與年幼哺育蜂相比，較老的采集蜂中卵黃蛋白原的水平較低，由于微孢子蟲引起蜜蜂較早開始采集行為，卵黃蛋白原的下降可能反映出受感染蜜蜂采集行為的提前。

N.ceranae的發育和發芽嚴格依賴于寄主能量，可能會導致寄主新陳代謝和氧化應激增加。受感染蜂王中卵黃蛋白原生產的增加可能是對孢子群體引起的能量壓力的一種反應，因為卵黃蛋白原可以通過清除自由基而降低氧化應激，從而延長蜜蜂壽命。升高的卵黃蛋白原滴度表明較高的抵抗氧化應激的能力，由受感染蜂王中較高的抗氧化酶活性得以證明。即使有這種保護反應，與健康蜂王相比，微孢子蟲感染的蜂王壽命似乎更短，表明它們不能應付微孢子蟲帶來的長期生理壓力。

對蜂王頭部分析顯示，蜂王上顎腺信息素成分9-ODA、HOB和9-HAD在對照組和被感染的蜂王中都存在。不過，與對照組相比，除HOB外所有上顎腺信息素成分在被感染的蜂王中都明顯較高。化學分析表明微孢子蟲可以明顯改變蜂王的信息素產生，相似的結果也發現于工蜂中，微孢子蟲寄生改變油酸乙酯信息素的產生。Richard等（2007）發現蜂王上顎腺信息素按照授精的質量而改變，與多雄授精的蜂王相比，處女王或單雄授精蜂王產生較多的9-ODA和9-HAD。9-ODA和9-HDA在受微孢子蟲感染的蜂王中也較多，表明增高的蜂王上顎腺信息素水平是生育力差或病態蜂王的特點。

Traver和Fell（2011）確定雄蜂是否自然感染N. ceranae以及感染水平。從封蓋巢房中收集大約17～23日齡的雄蜂蛹以及巢內和出外飛行的雄蜂。使用實時定量PCR分析發現未成熟雄蜂和成熟雄蜂感染N. ceranae的水平較低，沒有發現N.apis。巢內及出外飛行的雄蜂每只蜜蜂平均的孢子數為9436和13839。只有19.6%的巢內雄蜂含有足夠多的孢子以進行計數。雄蜂蛹受感染水平低，多發生在五月和六月。如果蛹在羽化前被感染，它們可能通過蜂子食物或巢房內的污染物感染。巢內雄蜂在6月有最高的感染。雄蜂蛹和巢內雄蜂最高水平的感染與取樣蜂群的高水平感染一致。成熟的飛行雄蜂也被感染，但感染水平一般較低，可能是由于飛行雄蜂不回巢或重度感染的雄蜂沒有存活到足夠長。由于雄蜂可在蜂群間轉移，它們可能提供了一種蜂場內及蜂場間的疾病傳播方式。