CO2麻醉技術對熊蜂蜂王繁育能力影響

徐凱 杜亞麗 劉玉玲 王振偉 牛犇 牛慶生│文

吉林省養蜂科學研究所，吉林132108

熊蜂（Bombus Spp.）屬于膜翅目，蜜蜂總科，熊蜂屬，是一類多食性的亞社會性昆蟲，是多種農作物（尤其是豆科、茄科作物）和野生植物的重要授粉者。熊蜂屬于周年繁育昆蟲，其在自然條件下從冬眠復蘇后開始建群繁殖，在冬季前完成成群、子代蜂王培育、蜂王交配等一個世代的繁殖，并以交配后的蜂王單獨尋巢越冬結束，其越冬時間與當地的氣候相關，一般為3~6個月。熊蜂蜂王越冬屬于昆蟲的滯育行為，是一種在不利環境條件下生存的適應性策略。

隨著熊蜂在設施作物授粉的不斷應用，其所產生的經濟價值受到各界的廣泛關注，也使得熊蜂的工廠化繁育技術在1987年以后得以迅速的發展。截至目前，熊蜂的工廠化繁育流程基本建立，但如何降低培育成本以及提高成群率仍然是熊蜂人工繁育的重點難題。在熊蜂滯育環節，工廠化繁育中一般利用低溫儲存來模仿熊蜂的冬眠過程。為了縮短熊蜂冬眠（低溫儲藏）時間，加快熊蜂繁育效率，有利用CO2麻醉技術來縮短蜂王低溫儲藏時間或者完全免滯育，但對于該技術的應用情況，以及該技術應用后對蜂王繁殖性能的影響眾說紛紜。鑒于此，本文將對CO2麻醉技術在熊蜂中的首次應用情況以及后續該技術對蜂王的生殖生理的影響進行較為詳細的綜述，為該技術在我國本地熊蜂工廠化繁育中的應用提供參考。

一、CO2麻醉技術在熊蜂滯育中的首次應用

1985年，Roseler首次利用CO2麻醉技術來縮短地熊蜂Bombus terriestris的冬眠進程及其冬眠后的恢復時間，其主要使用了兩種方法，一種為免滯育方法，另一種為冬眠后激活方法。

1.免滯育方法

將成功交配的熊蜂蜂王放入單獨的紗籠中，并飼喂蜂蜜水（蜂蜜∶水=1∶1，V∶V）和鮮花粉，讓蜂王在紗籠中適應1日后便在一個玻璃罐中CO2麻醉30分鐘。翌日進行觀察，如果該蜂王依然處于行動遲緩、昏昏欲睡的情況，則再利用CO2麻醉處理30分鐘。CO2麻醉處理2~4天后，熊蜂蜂王泌蠟造脾的積極性較高，甚至可以看到裝蜂王的紗籠上有蜂蠟的痕跡。隨后將蜂王置于單獨的啟動盒中開始產卵以及成群。該研究結果表明，免滯育方法的蜂王在1周內產卵的比例為71.74%，7~10天產卵的比例為19.57%，10天以后產卵蜂王的比例為8.70%，產卵情況較好。

2.激活冬眠方法

與免滯育方法不同，冬眠激活過程中熊蜂蜂王仍需低溫儲存。人工繁育條件下，蜂王復蘇時間較長，而且復蘇至產卵的間隔較長，通過CO2麻醉技術來加快蜂王的復蘇和縮短復蘇后產卵時間。具體方法：晚上時分，將低溫儲存的蜂王CO2麻醉10秒左右，隨后將其置于-15℃的儲藏室中過夜。第二天清晨取出后放置于室溫的網籠中，2~3小時后蜂王逐漸復蘇，隨后將其置于較大空間的網室中刺激蜂王飛行，蜂王飛行約10分鐘后再次用CO2將其二次麻醉30分鐘。如在第二天狀態不佳，則再麻醉處理30分鐘。麻醉后的3~6天內將蜂王置于網室中，每天刺激其飛行10分鐘。3~6天后將其置于啟動盒中進行建群以及成群。隨后對蜂王的產卵時間進行統計分析發現，利用CO2麻醉激活后的蜂王在1周內產卵的比例為81.25%，7~10天間產卵的比例為8.33%，10天以后產卵蜂王的比例為10.42%，產卵情況較好。

二、CO2麻醉技術對蜂王繁殖性能影響的研究

由于CO2麻醉技術的使用目的最初為縮短蜂王的滯育時間和復蘇時間，其應用效果以蜂王產卵時間和產卵率來評定，因此該技術自發布后便引發了該技術對蜂王繁殖性能影響的相關研究。

1997年Gretenkord和Drecher利用CO2麻醉技術加快地熊蜂群體的發展速度，結果表明CO2麻醉技術對蜂王產卵時間和群勢達到100只個體的時間具有一定促進影響，CO2麻醉處理后蜂王產卵時間平均為14±4天，群勢達到100只個體的時間平均為46±4天。

2003年，Gosterit和Gurel比較了免滯育方法、低溫儲存（45天、75天、105天）后CO2麻醉激活處理后蜂王的繁殖性能。研究表明，CO2麻醉處理的免滯育方法可以顯著增加蜂群中培育出工蜂、雄蜂以及蜂王的數量，但在產卵率和成群率方面的表現要低于低溫儲藏后CO2麻醉激活后的蜂王。而且低溫儲藏時間的不同也會導致蜂王產卵率和成群率存在較大的差異，蜂王低溫儲存45天后CO2麻醉激活處理蜂王的產卵率和成群率最高，分別為90%和80%。該研究強力推薦將CO2麻醉技術應用于熊蜂工廠化繁育中的蜂王復蘇環節。

2013年，Karsli和Gurel對低溫儲存2個月后的蜂王進行常規復蘇、1次CO2麻醉以及2次CO2麻醉復蘇后蜂王產卵和成群率。研究結果表明，CO2麻醉技術可加速熊蜂蜂王低溫儲藏后的恢復速率，同時也會提高蜂王部分繁育能力，其在縮短蜂王建群時間和提高蜂王產卵率方面具有顯著效果，對蜂王第一批所培育工蜂的數量和成群率也有一定提高，但效果并不顯著。此外，CO2麻醉技術對蜂王在第一周和第一個月內的死亡率無影響。對1次CO2麻醉以及2次CO2麻醉后的效果的比較研究發現，麻醉處理次數對蜂王產卵和成群無顯著差異，并推薦使用1次CO2麻醉復蘇處理。

三、CO2麻醉技術對蜂王生殖調控的機制研究

隨著該技術對蜂王繁殖性能相關研究的報道，CO2麻醉技術對蜂王生殖調控的相關機制也逐漸引起關注。2015年Amsalem等利用生理指標檢測和轉錄組測序技術來研究CO2麻醉處理對地熊蜂生殖生理的影響，結果表明CO2麻醉處理對蜂王體重、卵巢大小、體內脂類物質沉積和保幼激素水平均有所影響，且CO2麻醉處理免滯育技術的蜂王與正常蜂王間存在較多的環境/免疫脅迫、繁殖和營養物質代謝等通路相關的差異表達基因。2017年Amsalem和Grozinger評定CO2麻醉處理對熊蜂Bombus impatiens蜂王生理和行為的影響，研究表明：（1）CO2麻醉處理可提高蜂王的卵巢生理活性和產卵力以及降低體內脂類的沉積；（2）CO2麻醉處理可使蜂王變得活躍起來，尤其在飛行方面；（3）CO2麻醉處理可以提高蜂王的免疫功能，但對其壽命長短無影響。

四、小結

雖然CO2麻醉技術在熊蜂滯育進程中應用的研究不多，但已有的研究均表明，利用CO2麻醉技術可縮短或者免除蜂王的滯育時間，并對隨后的產卵率、成群率等具有積極的作用。對相關機制的探究結果表明其可通過調節蜂王體內激素水平、脂類代謝以及生殖系統發育等多個通路來提高蜂王的免疫力、繁殖力和生理活性。隨著近年來我國本地熊蜂人工繁育的不斷發展，熊蜂工廠化繁育的各個環節必將逐步完善，CO2麻醉技術在我國本地熊蜂繁育中的應用也將逐漸深入，該技術在不同蜂種的最佳應用方案以及其具體的分子機制也將得到進一步深入探究。