中華蜜蜂遺傳資源保護的方案與路徑

王紅芳 劉振國 王穎 胥保華

（山東農業(yè)大學動物科技學院，泰安271018）

中華蜜蜂遺傳資源保護的方案與路徑

王紅芳 劉振國 王穎 胥保華

（山東農業(yè)大學動物科技學院，泰安271018）

中華蜜蜂（Apis cerana cerana，簡稱中蜂）是我國本土當家蜂種，長期以來由于西方蜜蜂（Apis mellifera）的引入、種間競爭以及飼養(yǎng)管理等問題導致中蜂數量驟減、種性退化。因此，中蜂保護已成為我國養(yǎng)蜂業(yè)的重要任務。目前，中蜂的保種機構有國家級保護區(qū)、國家級保種場、國家級遺傳資源基因庫，省級保護區(qū)、省級保種場；保種方式主要有原產地保種（保護區(qū)和保種場）和基因庫保種（蜜蜂活體、精液、胚胎、全基因組等）。保種場的保種技術主要涉及閉鎖繁育技術和人工授精技術，基因庫保種的核心技術是雄蜂精液的低溫冷藏技術。此外，保種場核心群的來源、規(guī)模、隔離半徑、保種檔案的建立及保管等都有規(guī)范的要求。本文就中蜂的保種方案、保種技術及其相關問題進行了闡述，以為各地中蜂保種工作提供參考。

中華蜜蜂；保種方案；保種技術

中華蜜蜂（Apis cerana cerana）簡稱中蜂，是中國境內東方蜜蜂的總稱，它有7000多萬年的進化史，在中國已馴養(yǎng)了3000多年[1]，是中國獨有的蜜蜂當家品種，也是中國重要的本土蜜蜂資源。2006年被列入農業(yè)部國家級畜禽遺傳資源保護品種（農業(yè)部第662號公告）。1896年，意大利蜜蜂（Apis mellifera L.）等西方蜜蜂的優(yōu)良品種引入我國，由于其較強的生產能力和繁殖性能，西方引入蜂種在我國迅速發(fā)展，使得原來分布廣泛、數量巨多的本土當家蜂種——中華蜜蜂的數量驟減、種性退化。西蜂和中蜂對我國自然生態(tài)系統(tǒng)的意義雖然多有重疊，但中蜂依然具有西蜂無法替代的生態(tài)意義，如中蜂具有耐低溫、嗅覺靈敏善采零星蜜源的特點，是低氣溫開花的物種（如柃屬、香薷屬）和零星開花植物（如低灌木和草本植物）傳粉的主要媒介[2]。中蜂比西蜂還具有出勤早、回巢晚的優(yōu)點，因此，中蜂對本地植物授粉的廣度和深度都超過西蜂。中蜂數量減少和種性的退化，會使很多植物因授粉不足而數量逐漸減少甚至絕滅。因此，對中蜂保護也是對生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的保護。此外，中蜂具有抗亮熱力螨（T.clareae）、適應性強、消耗飼料少等很多西蜂無法比擬的優(yōu)點，對中蜂保種也是對蜂種遺傳資源多樣性的保護。

外來西方蜂種的引入給本土中蜂帶來了巨大的沖擊和威脅：一則體現在食物資源的競爭。中西方蜜蜂混養(yǎng)區(qū)易產生盜蜂，在盜蜂過程中，中蜂往往因個體較小而戰(zhàn)敗，從而被西蜂逼退至宜居場地之外，亦或被西蜂打垮，蜂群不復存在；二則西蜂的雄蜂會干擾中蜂蜂王的自然交尾，導致中蜂蜂王交尾失敗，蜂群繁衍受阻。除了種間競爭之外，外部環(huán)境的改變，也是中蜂數量減少的原因之一，例如毀林造田、濫施農藥、環(huán)境污染等因素。因此,若不給予中華蜜蜂一定的保護，其數量會繼續(xù)減少，分布范圍將進一步縮小、品質逐漸下降，長此以往將危及中華蜜蜂蜂種的生存[3]。因此，中華蜜蜂的保種工作已成為我國養(yǎng)蜂業(yè)的重要任務。

1 中華蜜蜂的類型及分布

中華蜜蜂廣泛分布于除新疆以外的全國各地，特別是南方丘陵和山區(qū)。中蜂在被人類飼養(yǎng)以前，一直處于野生狀態(tài)，它們喜歡在樹洞、石縫、地穴等天然洞穴里筑巢。根據中華蜜蜂在我國分布的地理位置的不同可以分為北方中蜂、華南中蜂、華中中蜂、云貴高原中蜂、長白山中蜂、海南中蜂、阿壩中蜂、滇南中蜂、西藏中蜂9個類型。

北方中蜂的中心產區(qū)為黃河中下游流域，包括山東、山西、陜西、河北、河南、寧夏、北京、天津等地區(qū)的山區(qū)以及四川北部山區(qū)。華南中蜂的中心產區(qū)為兩廣、福建、臺灣、浙江以及安徽南部和云南東部等山區(qū)。華中中蜂的中心產區(qū)為長江中下游流域，主要包括湖南、湖北、江西、安徽以及浙江西部和江蘇南部等地區(qū)。云貴高原中蜂的中心產區(qū)主要為貴州西部、云南東部和四川西南部的高海拔地區(qū)。長白山中蜂的中心產區(qū)是吉林省的長白山區(qū)以及遼寧東部山區(qū)。海南中蜂的中心產區(qū)主要是海南島。阿壩中蜂主要分布于四川西北部的雅礱江流域和大渡河流域的阿壩和甘孜兩州，青海東部和甘肅東南部亦有分布，中心分布區(qū)在馬爾康、金川、小金、壤塘、理縣、松藩、九寨溝等縣。滇南中蜂的中心產區(qū)位于云南南部的橫斷山脈南麓，地形十分復雜。西藏中蜂主要分布于西藏東南部的雅魯藏布江河谷地帶，海拔較高，林芝地區(qū)和山南地區(qū)的錯那縣是中心主產區(qū)[4]。

由此可見，不同類型的中蜂分布的地理位置和自然生態(tài)條件差異較大，這就導致不同類型中蜂的外觀形態(tài)特征、生物學特性、生產性能以及對環(huán)境的喜好性等方面都存在差異，即每個類型的中蜂都有各自的特點。因此，將同一類型的中蜂進行原產地保種才是最科學合理的保種方案。例如，海南中蜂經過長期的進化，已經適應熱帶季風海洋性氣候，夏無酷暑，冬無嚴冬，其抗寒性能勢必要比北方中蜂差。如果將海南中蜂轉移到北方地區(qū)進行保種，可能會導致海南中蜂無法存活，僥幸存活的群體為了適應寒冷干燥的環(huán)境，勢必會逐漸改變自身原有的特性，那么這樣的保種也就失去了保種的意義。

2 中華蜜蜂的保種方式

為了保護中華蜜蜂，我國主要采取了原產地保種和基因庫保種兩種方式。原產地保種包括保種場和保護區(qū)保種，而基因庫保種主要包括中蜂精液和胚胎冷凍保存以及中蜂遺傳資源的活體保種。

2.1中華蜜蜂保護區(qū)保種

為了對中蜂實施有效保護，我國建立了國家和省兩級保護區(qū)，從而使中蜂的保護具有了法律保障。其中國家級中蜂保護區(qū)有兩個，即長白山中蜂保護區(qū)和華中中蜂保護區(qū)。按照《畜禽遺傳資源保種場保護區(qū)和基因庫管理辦法》（農業(yè)部令第64號）中的相關規(guī)定，中蜂的保護區(qū)一般要求設在中華蜜蜂遺傳資源的中心原產區(qū)。保護區(qū)內應具有兩個以上的保種點，且應具備良好的自然交尾隔離區(qū)。保種規(guī)模上要求單一蜂種保護數量不少于保種場群體規(guī)模的5倍。保護區(qū)在區(qū)域上也應該有規(guī)范的劃分，嚴格來講，從內至外應依次劃分為核心區(qū)、緩沖區(qū)、人工飼養(yǎng)區(qū)和無蜂隔離區(qū)等[5]。

核心區(qū)是指中蜂的原生態(tài)自然保護區(qū)域，在該區(qū)域可讓中蜂在野生自然狀態(tài)下生存、發(fā)展。劃定該區(qū)域的目的是為土生土長的中華蜜蜂提供一個可自由、自然發(fā)展的凈土，排除外來蜂種的干擾。同時，為了確保中蜂能夠自然發(fā)展，在該區(qū)域內除利用人力全力保護自然原生態(tài)植被、為蜂群提供適宜的棲息洞穴、適當清除中蜂敵害生物[6]以及必要、有計劃的科學活動之外，對蜂群的活動不得作出其他任何人為干預。該區(qū)域對蜂群進出的控制上，一般要求，蜂種可以外引，但是不能引入外來蜂種和蜂群。緩沖區(qū)是中蜂保護的混合地帶，是中蜂保護與利用的兼顧區(qū)域。在這一區(qū)域允許中蜂野生化繁育區(qū)與傳統(tǒng)人工飼養(yǎng)區(qū)共存。但主要以野生自然中蜂群為主，以人工飼養(yǎng)蜂群為輔，對人工飼養(yǎng)中蜂采取不鼓勵或者限制其過度發(fā)展的方式，以免完全人工飼養(yǎng)過度對原始蜂群造成影響。中蜂人工飼養(yǎng)區(qū)也可稱為中蜂改良保護區(qū)。該區(qū)域是在保護區(qū)的統(tǒng)一科學規(guī)劃下，鼓勵發(fā)展中蜂的養(yǎng)殖生產以及對中蜂進行改良與選育，也就是對原始中蜂資源加以利用、提高生產性能、創(chuàng)造經濟效益的區(qū)域。但是該區(qū)域的養(yǎng)殖與選育也應保持適度的規(guī)模和范圍，因為人工馴化勢必會改變中蜂的某些野生性能，例如抗病能力下降等，從而使蜂病頻發(fā)、蜂藥使用成為常態(tài)，如果不有效控制該區(qū)域的規(guī)模與范圍，勢必會對保護區(qū)內層的緩沖區(qū)與核心區(qū)產生滲透效應，從而對野生中蜂保護產生不利影響。隔離區(qū)是指非蜂區(qū)。劃定該區(qū)域的目的是為了有效隔離外來蜂種的進入。保護區(qū)邊界（即隔離區(qū)外圍）要嚴格按照國家有關規(guī)定樹立明顯的標志，建立有效的監(jiān)管與巡查機制，防止其他蜂種進入。但現有保護區(qū)往往缺少界限明顯、跨度足夠寬的絕對無蜂隔離區(qū)，這也是目前的中蜂保護區(qū)存在的問題之一。

2.2中華蜜蜂保種場保種

保種場是中蜂保護的另一種重要的方式，目前已建立國家級中蜂保種場三個，分別是依托遼寧省蜜蜂原種場和陜西省榆林市種蜂場建設的國家級中蜂保種場以及位于江西上饒的國家級中蜂保種場。按照農業(yè)部《畜禽遺傳資源保種場保護區(qū)和基因庫管理辦法》的規(guī)定，畜禽遺傳資源保種場的場址應該選在原產地或與原產地自然生態(tài)條件一致或相近的區(qū)域；蜜蜂保種場核心群數量應至少60群。中華蜜蜂保種場核心群必須屬于中蜂的同一類型，在外部形態(tài)、經濟性狀、生物學習性等方面要具有高度一致性，但親緣關系應盡可能遠。在建立保種場核心群時，群體規(guī)模越大、親緣關系越遠，種群異質性等位基因數量就越多，這樣可有效降低在保種過程中近親交配和性等位基因純合機率，即降低產生二倍體雄性個體的比例，從而降低因純合二倍體雄性幼蟲死亡而導致原有基因丟失的可能性。

蜜蜂保種場的建立與選擇也有不同于畜禽之處，因為蜜蜂的飛翔特點，中蜂保種需要科學的隔離空間，才能避免蜂種的雜交，保證種性的純正。一般要求平原地區(qū)的隔離半徑16 km以上，山區(qū)的隔離半徑12 km以上。但是由于西方蜜蜂飼養(yǎng)的普遍性，且流動性大，基本上是在蜜源區(qū)無處不在，加之在適合原產地中蜂生存的地區(qū)，外引中蜂也非常普遍，完全避開西方蜜蜂和外引中蜂的干擾，選擇合適的中蜂保種場是有難度的。因此，將中蜂保種場與保護區(qū)相互依托而建是一個可行的辦法，即在保種場的基礎上設立保護區(qū)或者在保護區(qū)的核心區(qū)域建立保種場[5]。因為保護區(qū)的建立有相關法律保障，可有效禁止外來蜂種和外引中蜂的進入，同時也可以防止人為盜取原產地的野生中蜂。但是，目前我國現有的中蜂保護區(qū)和保種場均是單獨建立的，這也是中蜂保種中存在的問題之一。

2.3中華蜜蜂基因庫保種

基因庫保種不同于中蜂的原產地保種，是利用科技手段對中蜂的遺傳物質進行保存的一種方法。該保種方法雖然科技含量較高，但是在方式方法上不像原產地保種那么復雜，其優(yōu)點在于可以利用保存的中蜂遺傳物質將被保中蜂品種進行還原。因此，基因庫保種既是中蜂原產地保種之外的重要途徑，也是中蜂原產地保種的重要科技支撐力量。通常中蜂基因庫保種保存的對象包括中蜂的精液、胚胎和中蜂活體。

《畜禽遺傳資源保種場保護區(qū)和基因庫管理辦法》也對國家級畜禽遺傳資源基因庫的建立設定了條件。首先，要有固定的場所，所在地及附近地區(qū)無重大疫病發(fā)生史；其次，要有遺傳材料保存庫、質量檢測室、技術研究室、資料檔案室等；有蜂種遺傳材料制作、保存、檢測、運輸等設備；具備防疫、防火、防盜、防震等安全設施；水源、電源、液氮供應充足；第三，要有從事遺傳資源保護工作的專職技術人員等。基因庫的活體保種應該與保種場條件一致。采用冷凍精液的方法保種，應每個蜂種必須保存1200 ml以上精液，蜜蜂精液至少要保證冷凍保存12個月以上復蘇存活率在50%以上，受精率應不低于50%。目前，吉林省養(yǎng)蜂科學研究所是國家農業(yè)部批準的唯一國家級蜜蜂基因庫依托單位，保存了包括長白山中蜂在內的16個蜜蜂品種、品系[7]的遺傳資源。

3 中華蜜蜂的保種技術

在使用上述保種方式進行中蜂保種時，要掌握特定的保種技術。如果采用自然交尾進行繁殖時，保種場的核心群通常需要采用閉鎖繁育技術；如需人為控制交尾，則需利用蜜蜂的人工授精技術；基因庫保種主要采用低溫貯存技術保存蜜蜂精液。

3.1閉鎖繁育技術

要保持中華蜜蜂血統(tǒng)純正，往往會與蜜蜂的性遺傳機制產生矛盾。因為活體純種保護過程中必然要通過近親繁殖的方式，根據蜜蜂的性決定機制，當蜜蜂過度近交使基因純度達到100%時，則會出現二倍體雄蜂，此類個體在幼蟲期就會被工蜂吃掉，不能正常羽化出房，導致蜂群逐漸衰退，種群原有基因慢慢丟失[8,9,10]。為了達到品種保護的目的，同時又能避免幼蟲存活率下降，20世紀70年代中期到80年代初，美國遺傳育種學家Laidlaw和page提出了閉鎖繁育的育種方案[11,12]。

蜜蜂閉鎖繁育是根據蜜蜂群體有效含量，選擇數量足夠、無親緣關系（或親緣關系盡可能遠）的優(yōu)良蜂群組成種群組[13]。種群組內群體有效含量要足夠大，且遺傳變異性要高。根據群體遺傳學理論計算可知，種群數為50時，閉鎖繁育40代后，保種群體的平均幼蟲成活率約為80%。在蜜蜂保種實踐中，通常建議將40代后，保種群體的平均幼蟲成活率不低于85%作為保種目標之一。因此，建議閉鎖繁育的種群數不低于60群。閉鎖繁育過程中將種群組嚴格“閉鎖”起來，種群組內所有的蜂群既是父群又是母群，不允許種群組以外的任何蜂群進入。種群組內的所有種群可采用隨機自然交配、混精授精和頂交三種交配方式。種群組的繼代蜂王，視種群組的大小，可采用母女頂替或擇優(yōu)選留[14,15]。

實踐表明，保種場通常每年繁育一代種群，有時，兩年才繁育一代。這樣，閉鎖繁育40代就需要40～80年。因此，采用這個繁育方法，至少可保證蜂群在40～80年內仍能正常生存和發(fā)展，其優(yōu)良性狀仍能得到正常表現。

3.3蜜蜂人工授精技術

建立在蜜蜂人工授精技術基礎上的定向控制交尾是實現中蜂高效保種的重要手段。蜂王的人工授精技術是指在顯微鏡下，借助蜂王人工授精儀和微量注射器將雄蜂的精液注射到蜂王生殖腔內，從而實現蜂王定向交尾繁殖的技術。這項技術在蜜蜂保種過程中也很有價值，閉鎖繁育過程中的混精授精和頂交交配方式都是通過蜜蜂的人工授精技術得以實現。

（未完待續(xù)）