3種酯類成分對蜜蜂幼蟲信息素生長發(fā)育的影響

3種酯類成分對蜜蜂幼蟲信息素生長發(fā)育的影響

lecoto等人（1989年）以西方蜜蜂apismeliafima為實驗材料，最初分離并確定了由10種簡單脂肪酸組成的10種蜜蜂信息素。之后，lecotot博士及其研究小組對西方蜜蜂工作、筑巢行為、工蜂育種行為、工蜂卵生長、繭腺發(fā)育、工蜂采集行為的影響以及昆蟲信息素的來源（lecototal.，1990，1995a，1995b，2001；trolletal.，1991，1992；arnoldetal.，1994；mohammadcal.，1996，1998；leonoldetal.，2004）。中華蜜蜂Apisceranacerana,簡稱中蜂,是我國寶貴蜂種資源,具有對蜂螨的抵抗能力強(qiáng)、嗅覺靈敏等特性(楊冠煌,2001)。我國不少學(xué)者對中華蜜蜂生物學(xué)及行為學(xué)特性進(jìn)行了卓有成效的研究(楊冠煌,2005;郭冬生等,2007;薛運(yùn)波等,2007;姜玉鎖等,2007a,2007b;謝憲兵等,2007,2008a,2008b,2008c;顏偉玉等,2009b)。顏偉玉等(2009a)研究發(fā)現(xiàn):中華蜜蜂幼蟲信息素與西方蜜蜂一樣,含有甲基棕櫚酸酯、甲基油酸酯、甲基硬脂酸酯、甲基亞油酸酯、甲基亞麻酸酯、乙基棕櫚酸酯、乙基油酸酯、乙基硬脂酸酯、乙基亞油酸酯和乙基亞麻酸酯10種簡單脂肪酸酯,但含量及分布規(guī)律不同。張含等(2010)研究了幼蟲信息素中的3種酯類成分(甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯和乙基油酸酯)對中華蜜蜂工蜂卵巢和王漿腺發(fā)育以及對工蜂首次采集花粉日齡的影響。國內(nèi)外還未見幼蟲信息素對中華蜜蜂工蜂哺育、封蓋行為及蜂王發(fā)育的研究報道,國內(nèi)也還未見幼蟲信息素對西方蜜蜂工蜂哺育行為、封蓋行為及蜂王發(fā)育研究。鑒于此,我們參照西方蜜蜂的研究方法,系統(tǒng)研究了蜜蜂幼蟲信息素中的甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯和乙基油酸酯3種酯類成分對中華蜜蜂和意大利蜜蜂Apismelliferaligustica(簡稱意蜂),對工蜂哺育和封蓋行為以及蜂王發(fā)育影響,結(jié)果如下。1材料和方法1.1實驗材料1.1.1意蜂實驗研究中蜂實驗在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所和江西省吉安縣天河煤礦李氏中蜂場進(jìn)行。意蜂實驗在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所進(jìn)行。中蜂和意蜂都采用10框郎氏標(biāo)準(zhǔn)蜂箱飼養(yǎng)。1.1.2以聚合物、在乙酸酯為原料的合成酯甲基棕櫚酸酯(methylpalmitate,MP),乙基棕櫚酸酯(ethylpalmitate,EP),乙基油酸酯(ethyloleate,EO)(HPLC,購于Sigma公司,為進(jìn)口分裝),蜂蠟,純石蠟(上海華永石蠟有限公司)等。1.1.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)電子天平(FA1004N),電熱恒溫水槽(上海森信實驗儀器有限公司),彩色圖像1分析系統(tǒng)(ICAS5.2),恒溫恒濕箱(302A),蜂王產(chǎn)卵控制器,眼科手術(shù)剪,放大鏡臺燈(F500CQ)等。1.2幼信息素酯類對工蜂育種行為的影響1.2.1蜂王基線的制備本研究參照西方蜜蜂的研究方法(LeConteetal.,1995a),保持溫度在58～60℃加熱溶解蜂蠟,在蜂蠟中分別加入1%和0.1%(w/w)甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯或乙基油酸酯作為實驗組,以不添加酯類(0%)作為對照組,用玻璃棒攪拌均勻后,用木棒制作蜂王臺基。把各實驗組或?qū)φ战M的王臺,隨機(jī)放在產(chǎn)漿框的臺基條上,并標(biāo)記所在位置。1.2.2蜂王在群中的采集用蜂王產(chǎn)卵控制器把產(chǎn)卵王控制在一張已經(jīng)被工蜂清掃的空巢脾上,讓蜂王在空巢房中產(chǎn)卵,8h后,從產(chǎn)卵控制器中的巢脾上捉出蜂王。把已產(chǎn)卵的巢脾放在蜂群中孵化,供產(chǎn)漿移蟲使用。1.2.3王臺接受率測定隨機(jī)分別選取蜂王日齡和群勢基本一致的2群中蜂和3群意蜂群,用隔王板把蜂群分為有王區(qū)和無王區(qū)兩部分,按修臺→移蟲→插框→取漿步驟,在王臺中移入日齡一致的1日齡小幼蟲,放入無王區(qū)中哺育,70h后,記錄接受的王臺數(shù)量并計算王臺接受率,用電子天平稱量每個王臺中幼蟲重量以及王漿的重量。重復(fù)6次。1.3幼信息素酯類對蜜蜂封蓋行為的影響實驗1.3.1甲基樹條的添加本研究參照西方蜜蜂的研究方法(LeConteetal.,1995b),保持溫度在58～60℃溶解石蠟,在石蠟中分別加入1%和0.1%(w/w)甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯或乙基油酸酯作為實驗組,以不添加酯類(0%)作為對照組,用玻璃棒攪拌均勻后,把液態(tài)蜂蠟倒入干凈的工蜂巢房中成型。液態(tài)石蠟冷卻成型后,用消毒鑷子從每個巢房中夾出成型蜂蠟(即假幼蟲)。用此方法制作成各實驗組或?qū)φ战M假幼蟲,分類放入玻璃瓶中標(biāo)記保存。1.3.2調(diào)查封蓋的確定隨機(jī)分別選蜂王日齡和蜂群基本一致的3群中蜂和3群意蜂,從蜂群中提出1張大幼蟲脾,用已經(jīng)消毒的鑷子把各實驗組或?qū)φ战M假幼蟲隨機(jī)放入空巢房中,各實驗組或?qū)φ战M假幼蟲每次各放30個,并用透明膠片標(biāo)記已放假幼蟲巢房位置。把巢脾放回原蜂群內(nèi),第2天觀察記錄已放假幼蟲的巢房是否被封蓋,統(tǒng)計封蓋數(shù)量并計算封蓋率。重復(fù)6次。1.4幼信息素酯類對蜜蜂國王的發(fā)育影響1.4.1甲基樹脂酯類、乙基酯類的制備在鮮王漿中分別加入1%和0.1%(w/w)甲基棕櫚酸酯、乙基棕櫚酸酯或乙基油酸酯作為實驗組,以不添加酯類(0%)作為對照組,-20℃冷凍保存。1.4.2相同年齡組的卵的制備采用控制蜂王產(chǎn)卵的方法,控制蜂王在產(chǎn)卵器中產(chǎn)卵8h,以獲得日齡基本一致的卵,放入蜂群中培育。整個實驗過程只用同一只產(chǎn)卵王。1.4.3保幼激素對蜂王發(fā)育的影響將含有卵的育王框放在蜂王日齡和群勢基本一致的蜂群中培育,分別在幼蟲1日齡、2日齡和3日齡時,參照保幼激素對蜂王發(fā)育影響的研究方法(周冰峰等,1995,2002),用微型進(jìn)樣器在王臺中隨機(jī)加入實驗組或?qū)φ战M王漿0.01mL于幼蟲周圍,并標(biāo)記好位置。處理完畢,將育王框放入蜂群繼續(xù)培育,待王臺封蓋3d后,轉(zhuǎn)入恒溫恒濕箱中(溫度為34℃±1℃,相對濕度為80%±5%)中培養(yǎng)。1.4.4蜂王卵巢管解剖蜂王出房后,立即用電子天平稱重。蜂王稱重完畢,饑餓5h,消耗蜂王體內(nèi)脂肪,以防脂肪在計數(shù)時與卵巢管混淆。再將蜂王放入75%的乙醇中浸泡7d,然后參照蜂王卵巢管的解剖和簡便計數(shù)法(許少玉等,1984)在彩色圖像計算機(jī)分析系統(tǒng)下進(jìn)行蜂王解剖和卵巢管的計數(shù)。每個實驗組解剖6頭蜂王,重復(fù)6次。1.5數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)采用StatView軟件“ANOVAandt-test”中的“ANOVAorANCOVA”進(jìn)行統(tǒng)計分析,各處理平均數(shù)間用Fisher’sPLSD進(jìn)行差異顯著性比較。2結(jié)果與分析2.13甲基樹莓原螯蝦個幼蟲重量和量表型的比較從表1可知:只有甲基棕櫚酸酯兩個中蜂實驗組(1.0%,0.1%)和0.1%甲基棕櫚酸酯意蜂實驗組的單個幼蟲重量分別極顯著和顯著高于相對應(yīng)的對照組。其他實驗組的王臺接受率、單個王臺中幼蟲和王漿重量都與對照組差異不顯著。2.23中蜂工蜂對假幼蟲的封蓋行為由表2可知:甲基棕櫚酸酯和乙基油酸酯兩個意蜂實驗組(1.0%,0.1%)假幼蟲封蓋率都極顯著高于對照組(P<0.01);中蜂工蜂對假幼蟲沒有封蓋行為。乙基棕櫚酸酯兩個實驗組假幼蟲封蓋率與對照組差異不顯著。2.33蜂王初和卵管數(shù)量的測定由表3可知:不管是中蜂,還是意蜂,在幼蟲1日齡、2日齡和3日齡時加入乙基油酸酯的兩個實驗組(1.0%,0.1%)蜂王初生重和卵巢管數(shù)量都顯著低于相對應(yīng)的對照組P<0.05),但兩個實驗組間差異不顯著。添加甲基棕櫚酸酯和乙基棕櫚酸酯對蜂王的初生重和卵巢管數(shù)量沒有顯著影響。3昆蟲信息素的影響本實驗發(fā)現(xiàn)0.1%甲基棕櫚酸酯都能顯著提高中蜂和意蜂單個幼蟲的重量,這與西方蜜蜂的研究結(jié)果一致(LeConteetal.,1995a)。但我們首次發(fā)現(xiàn)1%甲基棕櫚酸酯也可以顯著提高中蜂的單個幼蟲重量,這可能與不同蜂種蜜蜂幼蟲所分泌幼蟲信息素成分含量和工蜂對幼蟲信息素反應(yīng)靈敏度不同相關(guān)(LeConteetal.,1989;顏偉玉等,2009a)。經(jīng)過10種混合的蜜蜂幼蟲信息素處理的西方蜜蜂蜂群,蜂王日產(chǎn)卵量明顯提高,工蜂對蜂王的哺育時間更久,同時提高了工蜂清理房時間和哺育力(SagiliandPankiw,2009)。本實驗研究了蜜蜂幼蟲信息素中3種單一酯類對工蜂哺育的影響,10種混合的蜜蜂幼蟲信息素對中蜂工蜂哺育影響效果,還有待于進(jìn)一步研究。在進(jìn)行幼蟲信息素對工蜂封蓋行為的研究中發(fā)現(xiàn),甲基棕櫚酸酯能顯著提高意蜂假幼蟲的封蓋率,乙基棕櫚酸酯對意蜂封蓋基本沒有影響,這和LeConte等(1990)的研究結(jié)果一致。我們曾在石蠟或純蜂蠟中加入濃度為0.01%,0.1%,1%和10%(w/w)的單種酯類或3種酯類的組合,或加入即將封蓋大幼蟲表面提取物制作成的假幼蟲,來研究幼蟲信息素對中蜂封蓋行為的影響,但是中蜂對這些以石蠟或蜂蠟為信息素載體的假幼蟲都不接受,沒有出現(xiàn)像西方蜜蜂假幼蟲的封蓋行為,這可能和中蜂嗅覺靈敏的特性相關(guān)(楊冠煌,2001),也可能是中蜂能通過嗅覺或者觸覺辨別假幼蟲,并對假幼蟲進(jìn)行清除,具體機(jī)理有待于進(jìn)一步探討。根據(jù)甲基棕櫚酸酯可以提高幼蟲重量的研究結(jié)果,LeConte等(1995a)學(xué)者曾經(jīng)推測:添加甲基棕櫚酸酯可能可以提高蜂王重量。保幼激素類似物ZR512可以顯著提高中蜂和意蜂的蜂王初生重,并且對蜂王卵巢發(fā)育、卵巢攝取功能、血淋巴蛋白質(zhì)含量等均有顯著的調(diào)控作用(周冰