蜜蜂育種技術(shù)的研究進(jìn)展

蜜蜂育種技術(shù)的研究進(jìn)展

蜜蜂是一個重要的社會昆蟲，具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。它被稱為“農(nóng)業(yè)之翼”。養(yǎng)蜂業(yè)作為畜牧業(yè)的一個分支,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。本文從常規(guī)育種和非常規(guī)育種兩個角度概述了蜜蜂育種技術(shù)的方法和進(jìn)展,并對今后蜜蜂育種技術(shù)的發(fā)展趨勢作了展望。1一般繁殖1.1有益變異育種蜜蜂的選擇育種又稱本種選育或系統(tǒng)選育,是根據(jù)蜜蜂的遺傳和變異特性,通過選擇和繁殖不斷擴(kuò)大、積累和加強(qiáng)蜜蜂群體中因自然突變或基因重組而產(chǎn)生的某種有益變異,并使這種有益變異朝著同一變異性質(zhì)的方向發(fā)展而進(jìn)行的一種育種方法。通常將現(xiàn)有蜜蜂品種中因自發(fā)突變或基因重組而產(chǎn)生有益變異的蜂群挑選出來,將其繁育成一個專門的系統(tǒng),通過嚴(yán)格控制交配和連續(xù)選擇,從而朝著同一個育種目標(biāo)進(jìn)行選擇和繁育,經(jīng)過若干世代后,某一有益突變基因或重組基因組合所控制的優(yōu)良性狀,就有可能在后代蜂群中獲得穩(wěn)定遺傳。1.1.1確定育種目標(biāo)根據(jù)蜂種的不同特點(diǎn),育種目標(biāo)大致可分為高產(chǎn)育種、抗病育種、抗螨育種及授粉育種等類型。育種目標(biāo)應(yīng)根據(jù)養(yǎng)蜂生產(chǎn)及市場的實(shí)際需要來確定,在將某一類型(或某一性狀)確定為育種目標(biāo)的同時,還應(yīng)考慮到其他性狀的表現(xiàn),如在將王漿高產(chǎn)作為育種目標(biāo)的同時,還應(yīng)考慮到王漿的品質(zhì),以及該育成蜂種的抗病力、抗逆性等方面的性狀,不能顧此失彼,影響育種效果。1.1.2蜂群的抗病機(jī)制育種目標(biāo)確定后,還必須制訂出具體的育種指標(biāo),即制訂一個衡量是否達(dá)到育種目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。以抗螨育種為例,一般蜂群的抗螨機(jī)制有三種:其一是利用蜂螨發(fā)育周期與蜜蜂蛹期的時間差;其二是蜜蜂對蜂螨的咬殺力;其三是利用蜂群的衛(wèi)生行為(清巢能力)抗螨。因此,在育種實(shí)踐中可以根據(jù)這些抗螨機(jī)制及蜂群的實(shí)際抗螨表現(xiàn),在試驗(yàn)中選擇其中的一種指標(biāo)來作為抗螨能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。1.1.3黑色蜂種的采集力和生長特性在蜜蜂良種選育中,親本選擇尤為重要。一般來說,黃色蜂種的產(chǎn)育力、群勢增長率、越夏性能以及維持強(qiáng)群的能力等均強(qiáng)于黑色蜂種,但黑色蜂種的采集力要高于黃色蜂種。此外,黑色蜂種對蜜源氣候條件比較敏感,蜜源條件好則育蟲積極,反之則減少甚至停止育蟲。因此,在收集育蟲素材中要充分考慮到不同蜂種的特點(diǎn)。1.1.4蜜蜂育種素材加工在蜜蜂純種選育工作中,育種素材只是育種的材料,而不是育成的新蜂種。因此,需要對育種素材進(jìn)行反復(fù)“選”和“繁”等加工操作,經(jīng)過若干代次的繁殖,才可能將育種素材變成性狀相對穩(wěn)定的新蜂種。蜜蜂育種素材的加工方法有兩種:一是集團(tuán)繁育,單群選擇;另一種是閉鎖繁育,擇優(yōu)選留。育種實(shí)踐中需根據(jù)育種素材的具體情況進(jìn)行選擇。1.1.5中間試驗(yàn)中試在大規(guī)模推廣應(yīng)用前,還必須對育成的蜜蜂新品種(品系)進(jìn)行中間試驗(yàn)(中試),即先在少數(shù)幾個蜂場內(nèi)試用,并以各蜂場未經(jīng)改良的蜂種作對照。只有在生產(chǎn)蜂場的中試結(jié)果和育種場內(nèi)的小試結(jié)果一致時,才能大規(guī)模推廣應(yīng)用,純種選育工作才算結(jié)束。1.2.1利用優(yōu)良蜂種作調(diào)整在著手培育蜜蜂雜交種以前,首先必須確定育種目標(biāo),并制訂具體的育種指標(biāo),方可開展蜜蜂雜交種的培育工作。應(yīng)根據(jù)不同蜂種的特性,發(fā)揮不同蜂種的最大優(yōu)勢。例如,意大利蜂是國際養(yǎng)蜂業(yè)中公認(rèn)的優(yōu)良蜂種,其產(chǎn)育力強(qiáng),能維持大群,利用大宗蜜源能力強(qiáng),產(chǎn)蜜量高,泌漿能力強(qiáng),產(chǎn)漿量高,造脾迅速。然而,由于大規(guī)模長途轉(zhuǎn)地放蜂的發(fā)展,往往造成同一地區(qū)飼養(yǎng)有不同的蜂種,通過蜂王空中交尾的習(xí)性,致使意大利蜂種性嚴(yán)重混雜,加之不適當(dāng)?shù)娘曫B(yǎng)管理措施(如養(yǎng)小群,勤取蜜等),導(dǎo)致該優(yōu)良蜂種的種性嚴(yán)重退化,主要表現(xiàn)為產(chǎn)育力下降、維持群勢的能力減弱以及蜂產(chǎn)品產(chǎn)量降低等。1.2.2雜交育種的素材選擇育種所需要的育種素材只涉及一個蜜蜂品種(地理亞種),而雜交育種所需要的育種素材一般要涉及兩個或兩個以上的蜜蜂品種(地理亞種)。因此,應(yīng)根據(jù)育種目標(biāo)、育種指標(biāo)的要求以及對各蜂種種性的已知情況開展育種素材的搜集工作。1.2.3高純度蜜蜂近交系的培育和發(fā)展通常情況下育種素材的純度是不高的,純度不高的雜交親本,其配合力較差,雜種優(yōu)勢的效果也可能不太明顯。這一缺點(diǎn)可通過培育高純度的優(yōu)良純系來解決,實(shí)踐證明,雜交親本的純度越高,雜種優(yōu)勢就越明顯。培育純系最好的方法是近交,如母子回交、兄妹交配、表兄妹交配等,以建成幾個高純度的蜜蜂近交系。再根據(jù)育種素材的數(shù)量和試驗(yàn)蜂場的規(guī)模,用高純度蜜蜂近交系盡量多配制一些雜交組合以供篩選,并用組合對比試驗(yàn)的方法,考察各雜交組合的相關(guān)經(jīng)濟(jì)性狀和生產(chǎn)性能。一般素材的純度越高,若組配得當(dāng),雜種優(yōu)勢效果就越明顯,且在不同世代的親本組配中重現(xiàn)率也較高。1.2.4進(jìn)行雜種自繁在選出所需要的雜交組配方式后,從雜交二代開始,選擇理想型雜種蜂群,培育蜂王和雄蜂,進(jìn)行雜種自繁。每一世代都要進(jìn)行表型選擇(根據(jù)經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量)和基因型選擇(根據(jù)血緣與后代品質(zhì)),并進(jìn)行同質(zhì)選配,同時利用人工授精技術(shù)進(jìn)行必要的近親交配,促使理想型種群遺傳性狀的穩(wěn)定,并根據(jù)實(shí)際條件將種群建立若干個各具特色的系。1.2.5配合力對雜優(yōu)效果的影響不同品種、品系的蜜蜂雜交后,不一定都能表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢,即使表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢,其效果也因素材和組配方式的不同而不同,只有組配得當(dāng),才可能呈現(xiàn)出理想的雜優(yōu)效果。雜種優(yōu)勢大小是由其親本的配合力決定的,配合力強(qiáng),則雜優(yōu)效果明顯。在蜜蜂雜交種的培育過程中,通常采用組合對比試驗(yàn)的方法來考察雜交親本之間的配合力,即用當(dāng)?shù)卦瓉盹曫B(yǎng)的蜂種作對照,用組合對比試驗(yàn)方法,考察各雜交組合的相關(guān)經(jīng)濟(jì)性狀和生產(chǎn)性能,具體考察內(nèi)容應(yīng)根據(jù)育種指標(biāo)的要求來確定。1.2.6驗(yàn)證試驗(yàn),確定驗(yàn)證采用高純度的蜜蜂近交系大量配制經(jīng)配合力測定篩選出來的配合力最強(qiáng)的組合,及時擴(kuò)大繁育,增加種群數(shù)量,才能對其進(jìn)行長期保存、繁育和大規(guī)模推廣應(yīng)用。雜交種群擴(kuò)繁后,先在少數(shù)生產(chǎn)蜂場進(jìn)行試用,并以當(dāng)?shù)胤鋱鲈械姆浞N作對照,以驗(yàn)證配合力測定結(jié)果的可靠性。若中試結(jié)果與育種試驗(yàn)蜂場的小試結(jié)果基本一致,則可大規(guī)模推廣應(yīng)用。1.2.7補(bǔ)入近交系蜂群以維持地位為保證每年都能配制出育成的蜜蜂雜交種,必須妥善保存已建成的蜜蜂近交系。由于高純度蜜蜂近交系蜂群的生活力很低,插花子脾現(xiàn)象也很嚴(yán)重,空房率可達(dá)50%,因此很難獨(dú)立生存和發(fā)展。為此,可不定期的從普通蜂群中抽出帶青幼年蜂的封蓋子脾補(bǔ)入近交系蜂群,以維持其生存,從而達(dá)到保存近交系的目的。若條件允許,還可采用“嵌合近交法”來培育高純度的蜜蜂近交系,該法可較好地解決高純度蜜蜂近交系的保存問題。1.3蜜蜂新品種的推廣蜜蜂雜種優(yōu)勢利用育種,即通常所說的蜜蜂雜交種的培育。雜交種蜜蜂可大幅度提高蜂產(chǎn)品的產(chǎn)量,此外,與培育蜜蜂新品種(品系)相比,培育雜交種所花時間相對較短,因此國內(nèi)外蜜蜂育種工作者都十分重視蜜蜂雜交種的培育及推廣應(yīng)用。如美國達(dá)旦養(yǎng)蜂公司培育并推廣的“Starline”和“Midnight”雙交種蜜蜂,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所培育并推廣應(yīng)用的“國蜂213”、“國蜂414”三交種、“黃山1號”等多元三交種,吉林省養(yǎng)蜂研究所培育的“白山5號”三交種、“松丹1號”、“松丹2號”雙交種等,都是雜種優(yōu)勢利用育種在養(yǎng)蜂生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。1.4優(yōu)良性狀蜂種的選育目前,傳統(tǒng)的蜜蜂育種理論和方法在蜜蜂育種實(shí)踐中仍居主導(dǎo)地位,也是我們選育各種優(yōu)良性狀蜂種的重要基礎(chǔ)。然而,常規(guī)育種方法存在著選育時間長、性狀改變幅度不大、性狀難鑒別,以及只能在一個品種內(nèi)進(jìn)行選育的缺點(diǎn),此外還存在后代性狀較難固定等不足。2育種及育種技術(shù)一般來說,除常規(guī)育種之外的其他育種技術(shù)統(tǒng)稱為非常規(guī)育種技術(shù)。目前包括單倍體技術(shù)、組織培養(yǎng)與遠(yuǎn)緣雜交、多倍體育種、染色體工程、質(zhì)核置換及航天育種等。此外,細(xì)胞融合、分子探針、單基因克隆等技術(shù)也是非常規(guī)育種的重要技術(shù)手段。3利用其他學(xué)科進(jìn)行豐富傳統(tǒng)蜜蜂育種理論目前,蜜蜂育種還是以常規(guī)育種為主,但隨著科技的快速發(fā)展,非常規(guī)育種技術(shù)將成為今后蜜蜂育種的發(fā)展主流。充分吸收利用其他學(xué)科的成熟理論和方法來豐富傳統(tǒng)蜜蜂育種理論將是蜜蜂育種的一大發(fā)展趨勢。另外,長期以來,國內(nèi)蜜蜂育種的重點(diǎn)主要放在對西方蜜蜂育種的研