長白山地區中華蜜蜂形態特征的地理變異研究

張　睿　陳慶英　陳慶紅　周佳玉　隋佳諾　李秀林

長白山地區中華蜜蜂形態特征的地理變異研究

張睿1陳慶英2陳慶紅1周佳玉3隋佳諾4李秀林1

（1.長白山科學研究院吉林延邊133613；2.長白山保護開發區管理委員會人力資源與社會保障局吉林延邊133613；3.長白山保護開發區管理委員會綜合執法支隊吉林延邊133613；4.長白山保護開發區中心醫院吉林延邊133613）

長白山中華蜜蜂是棲息在長白山地區的珍稀特有蜜蜂種群，具有優良的生物學特性和產蜜能力。目前，長白山中華蜜蜂已瀕臨滅絕，迫切需要加大對長白山中華蜜蜂的保護力度。文章介紹了我國長白山中華蜜蜂種群的生存狀態，針對長白山地區中華蜜蜂的形態特征和地理變異進行研究，以期為我國長白山地區中華蜜蜂種群保護研究提供有效參考。

長白山；中華蜜蜂；形態特征；地理變異

長白山地區良好的自然生態環境孕育了極其豐富的動植物資源，是聯合國“人與生物圈”自然保護區、國際A級保護區，是為數不多的“全球物種基因庫”之一。但隨著人類活動的持續影響，長白山地區的生態環境遭到破壞，導致該地區很多物種處于瀕危狀態，中華蜜蜂就是其中之一[1]。由此可見，中華蜜蜂種群保護已經成為長白山生態環境保護的重要內容。為了拯救和保護這一瀕危物種，必須有效保護其物種遺傳資源，在充分了解當前種群狀況的情況下，深入研究其形態特征的地理變異規律，在此基礎上進行種群遺傳多樣性保護，從而為長白山地區中華蜜蜂輔助育種和遺傳改良提供有價值的數據參考。本文以長白地區8個采樣點的24群中華蜜蜂為研究對象，結合形態特征指標測定其形態，通過形態特征變異分析、聚類分析了解長白山中華蜜蜂種群形態特征及其地理變異情況[2]。

1 研究樣本與設備

本研究從分布在長白山地區的8個采樣點收集24組中華蜜蜂群，取江西宜豐縣中華蜜蜂亞種作為參照對象進行對比分析。研究使用的儀器設備、工具和試劑主要包括養蜂設備、普通冰箱（美菱BCD-568WPBD）、光學顯微鏡（普瑞賽司AxioObserver）、生物顯微鏡（奧林巴斯CX23）、LeicaQ500MC顯微圖像分析系統、CO2鋼瓶、酒精、凡士林、昆蟲解剖針、解剖剪刀、鑷子等[3]。

2 研究方法

2.1 形態測量

2.1.1 測量指標

本研究采用小樣本測量，選取來自8個采樣點共60只工蜂作為形態測量對象，選擇與經濟性狀關聯較大的測量指標，包括吻長度、蠟鏡長度、蠟鏡寬度、跗節長度、跗節寬度、左前翅長度、左前翅寬度、肘脈、后翅翅鉤數量、小突起長度、第三背板長度、第四背板長度等[4]。

2.1.2 測量方法

解剖樣本組織器官，將解剖部位置于載玻片上，用酒精涂抹翅膀，使翅膀黏附于載玻片上，方便觀察翅膀的形狀，通過光學讀數顯微鏡測量肘脈。其他形態指標均采用顯微圖像分析系統進行測量[5]。

2.2 數據分析

2.2.1 形態特征變異分析

統計各個采樣點的中華蜜蜂形態特征測量數據，用Excel軟件計算出各類形態特征數據的最大值、最小值、均值、標準差和變異系數，用于長白山地區中華蜜蜂種群的形態特征變異分析。

2.2.2 聚類分析

通過多層次聚類分析中的Q型聚類和組間連接方法計算各個類別之間的歐式遺傳距離，通過樹形圖呈現聚類分析過程，最終得到長白山地區中華蜜蜂種群地理聚類分布情況[6]。

3 結果與分析

3.1 形態多樣性分析

本研究的樣本來源區域覆蓋經緯度范圍為E125°50'～131°24'，N41°41'～44°34，海拔86 m～920 m。形態特征測量數據通過Excel軟件求得均值、標準差、最小值、最大值、變異系數，具體數據如表1所示。

根據表1中的數據可以看出，長白山地區的中華蜜蜂種群均發生了不同程度的形態特征變異，但大部分形態測量指標變異系數在5%以內，只有肘脈b、小突起的變異系數較大。由此可見，長白山地區的中華蜜蜂種群形態特征雖有變異，但變異幅度不大。肘脈b的變異系數較高可能是其總長短，測量誤差較大導致的。小突起是長白山地區中華蜜蜂的特殊形態特征，樣本中50.12%的中華蜜蜂有小突起，其中小突起最大值為0.31 mm，而其他沒有小突起的樣本則被認為是0，而且小突起平均值為0.05 mm，低于標準差，這可能是小突起的變異系數非常高的主要原因。

表1長白山地區中華蜜蜂形態特征分析

形態特征指標極值平均值±標準差變異系數/％ 吻長度/mm4.48～5.324.83±0.163.12 翅鉤數量/個16～2418.93±1.497.83 前翅長度/mm8.08～9.368.73±0.192.07 前翅寬度/mm2.78～3.33.03±0.092.66 肘脈a/mm0.51～0.690.59±0.045.18 肘脈b/mm0.08～0.180.12±0.0318.19 小突起/mm0～0.310.05±0.06125.1 跗節長度/mm1.82～2.442.03±0.083.46 跗節寬度/mm1.02～1.361.14±0.053.52 蠟鏡長度/mm1.89～2.592.27±0.093.99 蠟鏡寬度/mm1.09～1.471.29±0.074.66 突間距/mm4.23～5.144.67±0.173.44 第三背板長度/mm1.93～2.532.25±0.094.03 第四背板長度/mm1.78～2.222.04±0.083.46

3.2 形態特征的變異分析

通過偏相關分析法分析各種形態特征指標與海拔、經緯度、光合有效輻射、年降雨量等地理環境因子的相關性[7]，具體數據見表2。

表2長白山地區中華蜜蜂形態特征與地理因子的相關性分析

形態特征指標經度緯度海拔/m降水量/mm≥15 ℃積溫/℃光合有效輻射/MJ/m2 吻長度/mm﹣0.197 60.029 10.191 1﹣0.108 3﹣0.039 1﹣0.149 1 翅鉤數量/個0.731 7**﹣0.034 70.159 80.496 10.104 7﹣0.113 5 前翅長度/mm0.532 90.222 2﹣0.098 7﹣0.436 80.491 80.322 2 前翅寬度/mm0.534 7*0.197 6﹣0.201 70.342 30.557 9*0.423 1 肘脈a/mm﹣0.009 4﹣0.107 00.051 4﹣0.285 1﹣0.141 70.039 8 肘脈b/mm0.527 50.461 6﹣0.112 10.212 20.339 80.428 6 小突起/mm0.209 3﹣0.029 50.176 8﹣0.373 80.178 80.164 9 跗節長度/mm0.362 50.115 8﹣0.344 6﹣0.118 20.579 9*0.368 3 跗節寬度/mm0.613 1*0.311 60.436 4﹣0.298 80.684 3**0.486 3 蠟鏡長度/mm0.572 3*0.353 6﹣0.505 20.184 60.752 7**0.506 4 蠟鏡寬度/mm0.836 5**0.463 3﹣0.631 2*﹣0.001 50.916 2**0.672 3** 突間距/mm0.453 30.254 10.319 10.038 40.603 1*0.350 6 第三背板長度/mm0.640 2*0.382 70.071 1﹣0.085 50.511 10.232 2 第四背板長度/mm0.666 5**0.226 1﹣0.079 7﹣0.334 50.600 1*0.359 2

注：*表示在5%水平顯著相關（＜0.05）；**表示在1%水平極顯著相關（＜0.01）。

從表2中的數據可知，各形態特征測量指標與經度、≥15 ℃積溫兩個地理因素密切相關，且大多呈正相關，如翅鉤數、前翅寬度、跗節寬度、蠟鏡長度、蠟鏡寬度、第三背板長度、第四背板長度這幾個形態特征指標與經度呈顯著正相關，而蠟鏡寬度與經度正相關性最強（＜0.01），相關系數為0.836 5。突間距、前翅寬度、跗節長度、跗節寬度、蠟鏡長度、蠟鏡寬度、第四背板長度均與≥15 ℃積溫正相關，其中蠟鏡寬度與≥15 ℃積溫的正相關性最強，相關系數為0.916 2（＜0.01）。15 ℃是大部分蜜源植物生長發育的起始溫度，也是中華蜜蜂出巢采蜜的最低溫度，稱為巢溫。因此，長白山地區的中華蜜蜂種群的生存和散布受到≥15 ℃積溫的直接和間接影響，兩者關系非常密切，中華蜜蜂種群對溫度的依賴程度最高。此外，長白山地區的中華蜜蜂的形態特征與緯度、海拔、年降雨量和光合有效輻射等地理因素的相關性不顯著，但大部分形態特征指標與緯度、光合有效輻射存在弱相關性，而蠟鏡寬度與光合有效輻射呈顯著的正相關（<0.01），相關系數為0.672 3。此外，大部分形態特征指標與海拔和年降水量呈弱負相關，其中蠟鏡寬度和海拔呈顯著負相關（<0.05），相關系數為﹣0.631 2。在所有形態特征中，發現蠟鏡寬度與環境因素的關系最為密切。在各因素中，蠟鏡寬度與經度、≥15 ℃積溫、光合有效輻射呈非常顯著正相關（<0.01），且與海拔呈顯著負相關（<0.05），與緯度和降水兩個因素相關性不強。蠟鏡作為衡量蜜蜂分泌蠟能力的重要指標，與蜂群的繁殖和生存能力密切相關。

3.3 聚類分析

在多層次聚類分析中采用Q型聚類，通過組間連接法計算類別間的歐式遺傳距離，從而得到長白山地區中華蜜蜂的形態特征遺傳樹結構，如圖1所示。

圖1　長白山地區中華蜜蜂的形態特征遺傳樹結構

根據圖1可知，長白山中華蜜蜂種群帶狀分布于長白山周邊低地。1種分布于長白山西坡、西南坡，其他種類主要分布在長白山北坡。

4 結論

綜上所述，本研究采用小樣本測量，選取來自8個采樣點共60只工蜂作為形態測量對象。經過形態多樣性分析，形態特征的變異分析、聚類分析可以得出以下結論：

（1）長白山地區的中華蜜蜂形態特征雖有一定變異，但總體上變異不明顯。肘脈b變異最明顯，原因可能與肘脈b總長很短，測量誤差較大有關。小突起是長白山地區中華蜜蜂的獨特形態特征，超過50%的中華蜜蜂無小突起，且小突起的平均值也只有0.05 mm，小于標準差，原因可能是小突起變異系數非常高。

（2）長白山中華蜜蜂與積溫因素密切相關，積溫會直接或間接影響中華蜜蜂的生存和繁殖。在各類地理環境因素中，長白山中華蜜蜂受積溫影響最大，其次是海拔、經度以及光合有效輻射。

（3）長白山中華蜜蜂種群帶狀分布于長白山西坡、西南坡以及北坡。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2022.02.04

S891.5

A

2095-1205(2022)02-13-03

張睿（1979- ），女，漢族，吉林集安人，本科，高級工程師，研究方向為森林生態及野生動植物保護。