,, 吴小波,, 廖春华, 何旭江, 颜伟玉, 曾志将,江西农业大学蜜蜂研究所,南昌 330045Research and Application of Honeybee Non-Grafting Larvae Technology
ZHANG Bo,, WU XiaoBo,, LIAO ChunHua, HE XuJiang, YAN WeiYu, ZENG ZhiJiang,Honeybee Research Institute, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045通讯作者:
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收稿日期:2018-07-10接受日期:2018-08-6网络出版日期:2018-11-16
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Received:2018-07-10Accepted:2018-08-6Online:2018-11-16
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张波, 吴小波, 廖春华, 何旭江, 颜伟玉, 曾志将. 蜜蜂免移虫技术研究与应用[J]. 中国农业科学, 2018, 51(22): 4387-4394 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.016
ZHANG Bo, WU XiaoBo, LIAO ChunHua, HE XuJiang, YAN WeiYu, ZENG ZhiJiang.
0 引言
【研究意义】蜂王浆是青年工蜂咽下腺和上颚腺分泌的一种乳白色或淡黄色浆状物质,用来饲喂蜂王和幼虫的一种高营养食物,蜂王浆又称为蜂皇浆或蜂乳[1]。长期以来,生产蜂王浆仍然是依靠传统人工移虫获得。人工移虫用移虫针将小幼虫从巢房中移出后再放入王台中。随着我国劳动力成本上升和养蜂者老龄化等问题出现,蜂王浆生产规模受到挑战。开展蜜蜂免移虫产浆和育王新技术研究,不仅能提高蜂王浆的生产效率,而且对提高蜂王质量具有重要意义[2]。【前人研究进展】1921年,Sherlock Holmes用真空方法从自然王台中直接吸取蜂王浆。1950年,墨西哥、法国及意大利开始小规模生产蜂王浆,他们开始使用的方法很简单,即人为去掉蜂群中的蜂王,从而迫使蜂群内出现急造王台,然后从急造王台中获取王浆,但这种方法由于使蜂群中无蜂王,群势下降快,同时也影响了蜂蜜产量。后来改进使用了隔王板,达到在有王群中生产蜂王浆的目的。1956年,匈牙利博尔霞博士访问中国并介绍了国外生产蜂王浆方法。1957年,黄子固等在中国试验生产蜂王浆成功。1959 年,中国农业科学院养蜂研究所牵头组织相关单位对生产蜂王浆进行技术攻关,并成功研发了“有王群生产王浆技术”,从而达到蜂群生产蜂王浆和蜂蜜相结合[2]。50多年来,我国蜂群单产量和总产量得到连续大幅度提高,成为世界蜂王浆生产和出口第一大国。我国蜂王浆生产快速发展,主要是由于成功选育并推广了“浆蜂”、研制并推广了塑料王台以及当时劳动力成本低的优势,正好符合蜂王浆手工生产要求[3,4,5]。为了解决蜂王浆生产过程中人工移虫问题,自20世纪80年代以来,我国许多****做了积极有益的研究工作,如1990年,杨多福[6]提出用移虫机和标位器移虫,用多王群供应幼虫;2005年,金汤东[7]提出利用离心原理,把巢房中小幼虫通过离心至王台中,从而达到生产蜂王浆不用移虫的目的;2009年,何世钧[8]也提出通过离心原理,利用摇蜜机进行移虫和取浆;另外还有大量的有关移虫专利,如向希光（1993年）、谢勇（2006年）、曾志将（2007、2011年）、刘日荣（2009年）、邱汝民（2011年）、王淇（2012年）等。以上工作为解决人工移虫问题打下了良好的基础。蜂王的质量优劣直接关系到群势强弱以及产量高低,显然育王也是养蜂生产中一个关键技术。1888年,美国的Doolittle出版《科学育王法》一书,首次介绍了人工育王技术,当时单式移虫培育蜂王技术即被西方养蜂者普遍采用。我国黄子固先生于20世纪40年代在单式移虫育王法的基础上发明了复式移虫育王法。相对移虫育王方法,还有移卵育王方法,即人工把蜂王产在工蜂巢房中的卵移入王台中。常用移卵方法有两种,一是用移卵铲移卵,二是用移卵管移卵。由于市场上没有专门移卵铲或移卵管销售,而养蜂者自己制作移卵铲或移卵管有一定困难,因此这两种移卵育王法在养蜂生产中没有得到推广应用[2]。但有研究表明以卵育王蜂王质量优于移虫育王[9,10,11],这说明在养蜂生产中很有必要推广以卵培育蜂王技术。【本研究切入点】人工移虫生产蜂王浆和培育蜂王,不仅劳动强度大,费时费力,而且受到虫源和视力的限制。在国家蜂产业技术体系连续资助下,从2008年开始,笔者研究室根据蜜蜂生物学特性,应用仿生学原理,设计生产了第1代免移虫蜂王产卵器,并在养蜂生产中试用,请养蜂者针对生产中存在不足,提出可行性改进建议,然后逐代完善[12,13,14,15,16,17]。历经10年,现已改进设计生产了第10代免移虫蜂王产卵器,成功解决了养蜂生产中人工移虫技术瓶颈。【拟解决的关键问题】针对养蜂生产中人工移虫技术难题,研制第10代蜜蜂免移虫技术,解决目前我国养蜂生产中劳动力成本上升和养蜂者老龄化等瓶颈问题,并为我国推广一人多养的饲养方法提供技术支撑。1 材料与方法
1.1 供试昆虫
试验蜂群为意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）,饲养于江西农业大学蜜蜂研究所院内（28.46°N,115.49 °E）。试验时间为2016年9月至2018年6月。1.2 第10代免移虫蜂王产卵器改进设计思路
为了让蜜蜂免移虫技术更贴近养蜂生产实际,根据蜜蜂生物学特性以及养蜂者使用后提出的修改建议,对第9代免移虫蜂王产卵器进行改进设计,主要针对人工塑料空心巢础脾空心巢房数较少、利用率低,以及空心巢础脾、托虫器和产浆条容易变形问题。1.3 人工塑料空心巢础造巢脾方法
1.3.1 塑料空心巢础预处理 首先利用水浴锅将蜂蜡融化,然后用毛刷蘸取蜂蜡在塑料巢础上反复涂刷,使塑料巢础上均匀的附有一层蜂蜡。刷蜡时用毛刷蘸取蜂蜡后,在容器上轻轻刮去多余蜂蜡,以免毛刷上的蜂蜡过多堵住空心巢础。1.3.2 组织蜂群造脾 选择有分蜂热的较强蜂群,将蜂群中留一张封盖子脾,其余的巢脾抖掉蜜蜂之后移出,将处理好的免移虫塑料脾放在子脾外侧,每晚对造脾蜂群喂足够的糖水,蜂王没有地方产卵加上有足够的糖水,蜜蜂造脾积极性高,造脾的速度也会加快。
1.4 免移虫产浆试验
1.4.1 产卵群的分区管理 用改造的框式隔王栅（用薄木板、硬纸板或塑料盖住2/3—3/4隔王栅）把蜂群分为产卵区和孵化区,产卵区巢门关闭,孵化区巢门正常开放。在产卵区放1张空心巢础巢脾和1张封盖子脾,让蜂王在空心巢础巢脾上产卵。1.4.2 产卵方法 有以下3种产卵方法。（1）单王群产卵：用控王产卵器控制蜂王在免移虫巢脾一侧产卵15 h后,再将蜂王转到另一侧再产卵15 h;（2）双王群产卵：在双王群中用控王产卵器将两只蜂王控制在免移虫巢脾的两端产卵15 h（两只蜂王不可见面）;（3）多王群产卵：将免移虫产卵脾放入提前组织好的有4只蜂王的多王群进行产卵8 h。
统计蜂王产卵率,蜂王产卵率（%）=（每次蜂王在固定区域内产卵数量/每次蜂王在固定区域内空的工蜂巢房数量）×100。
1.4.3 取虫 取1日龄内小幼虫。在取托虫器操作时,要轻、快、稳,托虫器安入产浆条中要压紧,否则会影响王台的接受率。统计每次每个产浆框中托虫器上幼虫数量。
1.4.4 插框 将产浆框及时插入产浆群,最好插在幼虫脾和蜜粉脾之间。
1.4.5 取浆 插框68—72 h后,从产浆群中提出产浆框,先轻抖落产浆框上的工蜂,再用蜂刷扫去余蜂,然后进行取蜂王浆。取完蜂王浆的产浆条,用免移虫清台器对王台进行清理。当产浆条上的王台清理后,可继续安装带有小幼虫的托虫器进行循环生产蜂王浆。
统计产浆时王台接受率,王台接受率（%）=（每次每个产浆框上接受王台数量/每次每个产浆框中托虫器上有幼虫数量）×100。
1.5 免移虫育王试验
1.5.1 产卵群组织 按1.4中方法,采用单王群产卵6 h,参照文献[1]方法,使用同一蜂王产的卵或幼虫进行免移虫以卵育王和人工移虫育王（人工移虫日龄控制在1日龄）,其中人工移虫育王作为对照组。1.5.2 蜂王初生重测定 蜂王出房前2—3 d,用王台保护罩罩住即将出房的王台,以免先出房蜂王咬坏其他王台。然后放入培养箱中羽化（相对湿度：75%—85%;温度：35℃）。当有蜂王羽化出房时,每隔2 h取出刚羽化蜂王,用电子天平称重。蜂王称重后,放入蜂群饲养7 d后测定蜂王卵巢管数。
1.5.3 蜂王卵巢管数测定 采用石蜡切片的方法测定蜂王的卵巢管数[9]。从蜂群中取出饲养7 d的蜂王饥饿2 h,用昆虫解剖针将蜂王固定于蜡盘上,用手术剪沿蜂王腹部中线剪开去除卵巢之外的其他组织后,置于4%的多聚甲醛固定液中固定12 h后取出,剥离卵巢放入塑料包埋盒。经一系列由低到高浓度的乙醇脱水,二甲苯透明后,进行浸蜡处理,石蜡包埋后,在切片机上切成5 μm厚的切片,在摊片机上展开,展好的切片置于40℃烘片机上 30 min,苏木精-伊红染色,封片,显微镜下计数蜂王卵巢管数。
1.6 数据统计与分析
数据采用StatView软件“ANOVA and t-test”中的“ANOVA or ANCOVA”进行统计分析。2 结果
2.1 第10代免移虫蜂王产卵器结构及主要附件
第10代免移虫蜂王产卵器结构主要由塑料空心巢础脾和托虫器两部分组成,其主要附件包括产浆条、产浆框、免移虫清台器等。2.1.1 塑料空心巢础脾 塑料空心巢础正面是工蜂巢房房基,其中有32排空心巢房房基,每排有64个空心巢房房基。整个塑料巢础2 048个空心巢房房基,约占总巢房房基67%。为了防止人工塑料空心巢础变形,正面和背面是一个十字筋把面板分成4个区域（图1）。
图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图1塑料空心巢础脾（左：正面;右：背面）
Fig. 1The plastic worker foundation with regular holes (Left: the front side; Right: the back side)
2.1.2 托虫器 托虫器为杯形,可以与塑料巢础空心巢房房基相连,也可以与带孔的王台圆孔相吻合,主要用来承接蜂王产的卵和小幼虫。8个王台座组成一条,并在王台座背面加提取把手（图2）。
图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2托虫器
Fig. 2Cell bottom bar
2.1.3 产浆条 产浆条是双排带孔的王台组成,每排有32个带孔的王台,计64个王台。托虫器与产浆条
王台底圆孔相吻合（图3）。
图3
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图3产浆条
Fig. 3Royal jelly production bar
2.1.4 产浆框 为了防止浆条变形引起的托虫器弹起,在浆框中间加入一条起托起作用的卡槽,使整个浆条始终处于一个水平线上,由4根产浆条组合1个产浆框（图4）。
图4
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图4产浆框
Fig. 4Royal jelly production frame
2.1.5 免移虫清台器 免移虫清台器主要用来清理王台中的蜂蜡（图5）。
图5
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图5免移虫清台器
Fig. 5A queen cell cleaner for producing royal jelly without grafting larvae
2.1.6 免移虫育王器结构和组成 只是对托虫器进行改进设计,形成了单个托虫器,并与单个王台配套使用（图6）。
图6
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图6免移虫育王器结构和组成
Fig. 6Structure of queen rearing without grafting larvae
2.2 免移虫产浆试验
由图7可见,工蜂能接受第10代免移虫蜂王产卵器（塑料空心巢础脾）,并且在塑料空心巢础上面成功造工蜂巢房,形成完整工蜂巢脾。图7
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图7工蜂造好的空心巢础脾
Fig. 7The plastic comb of worker construction
从表1可知,单王群产卵15 h、双王群产卵15 h、多王群产卵8 h的产卵率分别为91.24%、92.45%和91.29%,三者之间差异不显著（P>0.05）;产浆时王台接受率分别为91.12%、92.63%和90.19%,三者之间也不存在显著性差异（P>0.05）。
Table 1
表1
表1不同产卵方法对蜂王产卵效率及王台接受率的影响
Table 1
| 产卵方法 Oviposition method | 产卵时间 Oviposition duration (h) | 空巢房数（个） Number of empty cells | 产卵效率 Oviposition efficiency (%) | 王台接受率 Acceptance rate of queen cells (%) |
|---|---|---|---|---|
| 单王群Colony with one queen | 15 | 1024 | 91.24±4.25a | 91.12±4.06a |
| 双王群Colony with two queens | 15 | 2048 | 92.45±3.03a | 92.63±2.91a |
| 多王群Colony with multiple queens | 8 | 2048 | 91.29±3.08a | 90.91±3.31a |
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2.3 免移虫育王试验
从表2可知,免移虫以卵育王和人工移虫育王两种方法培育的蜂王初生重分别是（256.31±3.75）mg和（243.43±2.05）mg,单侧卵巢管数分别是（163.87± 9.40）条和（154.77±6.74）条,两者均存在显著性差异（P<0.05）。由图8可见,通过石蜡切片的方法,可以清楚显示出蜂王单侧卵巢管数量。Table 2
表2
表2免移虫以卵育王和人工移虫育王的比较
Table 2
| 育王方法 Queen rearing method | 育王数量（只） Number of emerged queens (individuals) | 蜂王初生重 Birth weight of queens (mg) | 单侧卵巢管数（条） Number of ovarioles in one ovary |
|---|---|---|---|
| 免移虫以卵育王 Egg-based queen rearing without artificially grafting larvae | 32 | 256.31±3.75a | 163.87±9.40b |
| 人工移虫育王 Artificially grafting larvae based queen rearing | 44 | 243.43±2.05b | 154.77±6.74a |
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图8
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图8蜂王单侧卵巢切片
Fig. 8The section of the queen’s unilateral ovary
3 讨论
我国是世界第一养蜂大国,蜂群饲养量超过900万群,从业人员30多万人。近年来,虽然在蜜蜂生物学和饲养学等方面取得了可喜研究进展[18,19,20,21,22,23],但养蜂生产中人工移虫问题是一直亟需解决的一个技术瓶颈,这也是笔者团队多年来的研究方向。在多年实践中发现,不同蜂种的工蜂造空心巢础脾速度有差异,比如具有黑色血统蜂种造脾速度比黄色蜂种快;具分蜂热蜂群更容易接受筑造空心巢础脾工作;另外造脾速度还与外界蜜源丰富度密切相关。
从表1可见,多王群产卵效率与双王以及单王群产卵效率差异不显著,多王群产卵效率受蜂王只数以及蜂王年龄有关,但许多养蜂者不知道如何组织多王群,并且多王群会经常出现失王现象,另外有些季节不容易保持多王群。单王群在产卵过程中要人为地转换产卵区域,且产满整张巢脾所需时间较长。因此,建议在免移虫产浆过程中以推广双王群产卵为主。应用蜜蜂免移虫技术进行产浆,固定蜂王在工蜂造好的空心巢础脾上同一区域的产卵时间不能超过15 h,否则会造成同一产卵区域内幼虫日龄相差很大,不利于掌握从空心巢础脾上取出取托虫器时间。从空心巢础脾上取出取托虫器时间,一定要控制托虫器上幼虫日龄不超过1日龄,否则幼虫日龄太大,容易从托虫器脱落,从而会影响王台接受率。
表2结果与前人研究结果基本一致[10,11,12],这说明以卵育王优于以虫育王。本研究展示的免移虫育王技术,为养蜂生产中推广以卵育王提供一种可行操作方法。以卵培育蜂王质量高于以虫育王的原因可能是卵或幼虫发育环境（食物和空间）不同,从而引起蜂王发育分子机理发生了改变[12,24-30],但具体机理有待于进一步探讨。
从试验效果来看,使用蜜蜂免移虫技术进行产浆和育王,不需要进行人工移虫,解决了目前我国养蜂生产中劳动力成本上升和养蜂员队伍老龄化等瓶颈,为我国推广一人多养饲养方法提供了技术支撑。
4 结论
本研究改进设计的第10代免移虫蜂王产卵器,通过试验证实了蜜蜂免移虫技术在蜂王浆生产和培育蜂王中的可行性,特别是免移虫以卵培育的蜂王质量优于常规的人工移虫培育的蜂王。（责任编辑 岳梅）
参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
[本文引用: 2]
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[本文引用: 3]
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URLMagsci [本文引用: 1]
采用鸭源贝氏隐孢子虫卵囊经口感染珍珠鸡和雉鸡，感染后的4～30天和4～25天，分别在珍珠鸡和雉鸡的粪便中检出卵囊。贝氏隐孢子虫在珍珠鸡和雉鸡的喉头、气管、支气管、法氏囊和泄殖腔的粘膜上皮发育。珍珠鸡感染后出现明显的呼吸道症状，剖检可见眶下窦肿大、气管和法氏囊水肿、表面有大量粘液、肺暗红、气囊增厚呈云雾状外观。组织学检查可见气管和法氏囊上皮细胞增生、肿胀和脱落以及炎性细胞浸润。感染后33天，珍珠鸡体重明显低于未感染对照组。与珍珠鸡相比，雉鸡感染后只出现轻微呼吸道症状，大体及组织病变均较轻，且体重与对照组无显著差异。实验表明，珍珠鸡和雉鸡是贝氏隐孢子虫的新宿主。
URLMagsci [本文引用: 1]
采用鸭源贝氏隐孢子虫卵囊经口感染珍珠鸡和雉鸡，感染后的4～30天和4～25天，分别在珍珠鸡和雉鸡的粪便中检出卵囊。贝氏隐孢子虫在珍珠鸡和雉鸡的喉头、气管、支气管、法氏囊和泄殖腔的粘膜上皮发育。珍珠鸡感染后出现明显的呼吸道症状，剖检可见眶下窦肿大、气管和法氏囊水肿、表面有大量粘液、肺暗红、气囊增厚呈云雾状外观。组织学检查可见气管和法氏囊上皮细胞增生、肿胀和脱落以及炎性细胞浸润。感染后33天，珍珠鸡体重明显低于未感染对照组。与珍珠鸡相比，雉鸡感染后只出现轻微呼吸道症状，大体及组织病变均较轻，且体重与对照组无显著差异。实验表明，珍珠鸡和雉鸡是贝氏隐孢子虫的新宿主。
[本文引用: 1]
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[本文引用: 1]
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DOI:10.3969/j.issn.1003-9139.2012.02.006URL [本文引用: 2]
正蜂王是蜂群内唯一生殖器官发育完全的雌性个体[1],它有一对巨大的梨形卵巢,位于腹腔两侧,占据了腹部的大部分空间。西方蜜蜂蜂王每个卵巢由100~150条卵巢管紧密聚集而成。通常在实验过程中采用石蜡切片和染色来观察计算蜂王的卵巢管数量。
DOI:10.3969/j.issn.1003-9139.2012.02.006URL [本文引用: 2]
正蜂王是蜂群内唯一生殖器官发育完全的雌性个体[1],它有一对巨大的梨形卵巢,位于腹腔两侧,占据了腹部的大部分空间。西方蜜蜂蜂王每个卵巢由100~150条卵巢管紧密聚集而成。通常在实验过程中采用石蜡切片和染色来观察计算蜂王的卵巢管数量。
DOI:10.1080/00218839.1971.11099669URL [本文引用: 2]
Queens were reared from eggs and from larvae 1, 2, 3 and 4 days old. They were then mated either naturally or instrumentally with 1 to 2脙聴8 mm3 of semen. Each increase of 1 day in the age of brood grafted decreased not only the body weight, the size of the spermatheca and the number of ovarioles of the virgin queens, but also the number of spermatozoa in the spermathecae of naturally and instrumentally inseminated queens. A given amount of semen injected into the oviducts resulted in different numbers but similar concentrations of spermatozoa in spermathecae of different sizes. A smaller number of spermatozoa entered the smaller spermathecae, despite a surplus of semen in the oviducts and plenty of space in the spermathecae. Correlation coefficients between different characters were significant only when queens reared from brood of different age were compared. Partial correlations showed that a direct correlation existed between the age of grafted brood and the number of spermatozoa in the spermathecae of mated queens.
DOI:10.1007/s00040-012-0267-1URL [本文引用: 2]
Reproduction in species of eusocial insects is monopolized by one or a few individuals, while the remaining colony tasks are performed by the worker caste. This reproductive division of labor is exemplified by honey bees (Apis mellifera L.), in which a single, polyandrous queen is the sole colony member that lays fertilized eggs. Previous work has revealed that the developmental fate of honey bee queens is highly plastic, with queens raised from younger worker larvae exhibiting higher measures in several aspects of reproductive potential compared to queens raised from older worker larvae. Here, we investigated the effects of queen reproductive potential ("quality") on the growth and winter survival of newly established honey bee colonies. We did so by comparing the growth of colonies headed by "high-quality" queens (i.e., those raised from young worker larvae, which are more queen-like morphologically) to those headed by "low-quality" queens (i.e., those raised from older worker larvae, which are more worker-like morphologically). We confirmed that queens reared from young worker larvae were significantly larger in size than queens reared from old worker larvae. We also found a significant positive effect of queen grafting age on a colony's production of worker comb, drone comb, and stored food (honey and pollen), although we did not find a statistically significant difference in the production of worker and drone brood, worker population, and colony weight. Our results provide evidence that in honey bees, queen developmental plasticity influences several important measures of colony fitness. Thus, the present study supports the idea that a honey bee colony can be viewed (at least in part) as the expanded phenotype of its queen, and thus selection acting predominantly at the colony level can be congruent with that at the individual level.
DOI:10.1111/mec.13990URLPMID:28026884 [本文引用: 3]
Specialized castes are considered a key reason for the evolutionary and ecological success of the social insect lifestyle. The most essential caste distinction is between the fertile queen and the sterile workers. Honeybee () workers and queens are not genetically distinct, rather these different phenotypes are the result of epigenetically regulated divergent developmental pathways. This is an important phenomenon in understanding the evolution of social insect societies. Here, we studied the genomic regulation of the worker and queen developmental pathways, and the robustness of the pathways by transplanting eggs or young larvae to queen cells. Queens could be successfully reared from worker larvae transplanted up to 302days age, but queens reared from older worker larvae had decreased queen body size and weight compared with queens from transplanted eggs. Gene expression analysis showed that queens raised from worker larvae differed from queens raised from eggs in the expression of genes involved in the immune system, caste differentiation, body development and longevity. DNA methylation levels were also higher in 3‐day‐old queen larvae raised from worker larvae compared with that raised from transplanted eggs identifying a possible mechanism stabilizing the two developmental paths. We propose that environmental (nutrition and space) changes induced by the commercial rearing practice result in a suboptimal queen phenotype via epigenetic processes, which may potentially contribute to the evolution of queen–worker dimorphism. This also has potentially contributed to the global increase in honeybee colony failure rates.
DOI:10.3969/j.issn.1003-9139.2009.10.001URL [本文引用: 1]
模仿蜜蜂生物学特性,设计了一种免移虫蜂王浆生产器,然后系统研究了不同方法处理台基条对蜂王产卵率、不同取浆时间对免移虫生产蜂王浆产量和质量、免移虫与传统人工移虫生产蜂王浆产量和质量的影响,同时比较了免移虫与传统人工移虫生产蜂王浆的效率。结果表明:蜂王在免移虫的王台内产卵率高达(90.1±7.3)%;蜂王产卵后6.5d台王浆量达到(1.072±0.189)g;免移虫生产蜂王浆与传统人工移虫生产蜂王浆相比,蜂王浆产量提高了32.6%,蜂王浆质量差异不显著(P0.05);免移虫生产蜂王浆技术比传统人工移虫生产蜂王浆技术的效率提高了150%～280%。
DOI:10.3969/j.issn.1003-9139.2009.10.001URL [本文引用: 1]
模仿蜜蜂生物学特性,设计了一种免移虫蜂王浆生产器,然后系统研究了不同方法处理台基条对蜂王产卵率、不同取浆时间对免移虫生产蜂王浆产量和质量、免移虫与传统人工移虫生产蜂王浆产量和质量的影响,同时比较了免移虫与传统人工移虫生产蜂王浆的效率。结果表明:蜂王在免移虫的王台内产卵率高达(90.1±7.3)%;蜂王产卵后6.5d台王浆量达到(1.072±0.189)g;免移虫生产蜂王浆与传统人工移虫生产蜂王浆相比,蜂王浆产量提高了32.6%,蜂王浆质量差异不显著(P0.05);免移虫生产蜂王浆技术比传统人工移虫生产蜂王浆技术的效率提高了150%～280%。
DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.04.031URL [本文引用: 1]
蜂王浆是我国养蜂生产一种主要产品,也是养蜂者的主要经济来源之一。在我国劳动力成本上升和养蜂员队伍老龄化状态下,实现我国蜂王浆生产机械化,是解决蜂王浆生产瓶颈问题一条有效途径。研究利用仿生学原理,设计了一种仿生免移虫生产器,主要包括人工塑料空心巢础、托虫器、产浆条、空心巢础盖板等。仿生免移虫生产器的设计为实现我国蜂王浆生产机械化提供了技术支撑。
DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.04.031URL [本文引用: 1]
蜂王浆是我国养蜂生产一种主要产品,也是养蜂者的主要经济来源之一。在我国劳动力成本上升和养蜂员队伍老龄化状态下,实现我国蜂王浆生产机械化,是解决蜂王浆生产瓶颈问题一条有效途径。研究利用仿生学原理,设计了一种仿生免移虫生产器,主要包括人工塑料空心巢础、托虫器、产浆条、空心巢础盖板等。仿生免移虫生产器的设计为实现我国蜂王浆生产机械化提供了技术支撑。
DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.05.025URL [本文引用: 1]
为验证江西农业大学密峰研究所设计的仿生免移虫蜂王浆产卵器的使用效果,以意大利蜜蜂为实验材料,系统研究了仿生免移虫产卵器的工蜂造巢脾效率、蜂王产卵效果、卵的孵化率和蜂王浆生产效果,同时比较了仿生免移虫蜂王浆生产技术与传统人工移虫生产蜂王浆的生产效率。结果表明:工蜂能在仿生免移虫产卵器进行造脾;蜂王在仿生免移虫产卵器巢脾上一天的平均产卵率超过88%;仿生免移虫产卵器巢脾中卵的孵化效率为90.32%～98.11%;仿生免移虫王台接受率为82.28%～92.86%,台浆量为0.47～0.64 g;与传统人工移虫蜂王浆生产技术相比,仿生免移虫蜂王浆生产技术效率提高了38.9%～83.3%。
DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.05.025URL [本文引用: 1]
为验证江西农业大学密峰研究所设计的仿生免移虫蜂王浆产卵器的使用效果,以意大利蜜蜂为实验材料,系统研究了仿生免移虫产卵器的工蜂造巢脾效率、蜂王产卵效果、卵的孵化率和蜂王浆生产效果,同时比较了仿生免移虫蜂王浆生产技术与传统人工移虫生产蜂王浆的生产效率。结果表明:工蜂能在仿生免移虫产卵器进行造脾;蜂王在仿生免移虫产卵器巢脾上一天的平均产卵率超过88%;仿生免移虫产卵器巢脾中卵的孵化效率为90.32%～98.11%;仿生免移虫王台接受率为82.28%～92.86%,台浆量为0.47～0.64 g;与传统人工移虫蜂王浆生产技术相比,仿生免移虫蜂王浆生产技术效率提高了38.9%～83.3%。
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DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.06.026URL [本文引用: 1]
在蜂王浆生产过程中,人工割台、人工夹虫和人工取浆是影响蜂王浆生产效率的主要因素之一。项目组在总结前人工作基础上,同时考虑简便和实用的原则,设计一套与免移虫生产蜂王浆技术相配套的机械化取浆器,主要包括蜂王浆产浆割蜡器和蜂王浆喷雾取浆机。同时研究机械化取浆器进行割台、取浆的效果。结果表明:使用机械化取浆器,可以一次性解决人工割台、人工夹虫和人工取蜂王浆问题。机械化取浆器为实现我国蜂王浆生产中机械化取浆提供了技术支撑。
DOI:10.3969/j.issn.1000-2286.2013.06.026URL [本文引用: 1]
在蜂王浆生产过程中,人工割台、人工夹虫和人工取浆是影响蜂王浆生产效率的主要因素之一。项目组在总结前人工作基础上,同时考虑简便和实用的原则,设计一套与免移虫生产蜂王浆技术相配套的机械化取浆器,主要包括蜂王浆产浆割蜡器和蜂王浆喷雾取浆机。同时研究机械化取浆器进行割台、取浆的效果。结果表明:使用机械化取浆器,可以一次性解决人工割台、人工夹虫和人工取蜂王浆问题。机械化取浆器为实现我国蜂王浆生产中机械化取浆提供了技术支撑。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.18.020URL [本文引用: 1]
【目的】比较中华蜜蜂（Apis cerana cerana）免移虫育王和人工移虫育王培育的蜂王质量,明确幼虫信息素中的甲基棕榈酸酯（methyl palmitate,MP）和甲基亚油酸酯（methyl linoleate,ML）在育王过程中能否提高蜂王质量。【方法】以中华蜜蜂为试验材料,选择蜂群群势、蜂王年龄、子脾面积等基本一致的健康蜂群3群作为哺育群,群势均为5框,采用郎氏标准蜂箱饲养。另选择一群健康、蜂王产卵性能好的蜂群作为母群。免移虫育王和人工育王的比较过程中,每个哺育群中每种育王方式至少育王3次。幼虫信息素试验过程中,每个哺育群每种信息素至少采用人工育王法育王3次。试验期间,对蜂群进行奖励饲喂,提高工蜂哺育积极性。利用自主研制的塑料免移虫育王生产器进行免移虫育王,人工移虫育王则采用自制的蜡质王台。测定育王过程中的幼虫接受率和蜂王出房率,待蜂王出房后测定蜂王初生重、胸重、胸宽,将蜂王的单侧卵巢制成石蜡切片进行卵巢管计数,并采用荧光定量PCR测定蜂王腹部的卵黄原蛋白基因（Vitellogenin,Vg）和转铁蛋白基因（Transferrin,Trf）表达量,从而比较蜂王的质量。为了研究中蜂幼虫信息素中MP和ML在人工育王中使用能否提高蜂王的质量,采用人工移虫育王,在幼虫60—63 h的王台内分别注射1μL MP和ML（浓度梯度为0、0.1%、1.0%、10.0%）,同样测定蜂王初生重、胸重、胸宽和卵巢管数以及其腹部Vg和Trf表达量等指标。【结果】免移虫育王的幼虫接受率为40.87%,蜂王出房率38.52%;人工移虫育王的幼虫接受率为74.38%,蜂王出房率69.13%。显然工蜂对于人工移虫育王中的蜡质王台更易于接受。免移虫育王培育的蜂王在初生重、胸重、胸宽、单侧卵巢管数和Trf表达量等与人工移虫育王的比较均差异不显著（P〉0.05）,平均值也较接近,但蜂王腹部Vg表达量显著高于17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.18.020URL [本文引用: 1]
【目的】比较中华蜜蜂（Apis cerana cerana）免移虫育王和人工移虫育王培育的蜂王质量,明确幼虫信息素中的甲基棕榈酸酯（methyl palmitate,MP）和甲基亚油酸酯（methyl linoleate,ML）在育王过程中能否提高蜂王质量。【方法】以中华蜜蜂为试验材料,选择蜂群群势、蜂王年龄、子脾面积等基本一致的健康蜂群3群作为哺育群,群势均为5框,采用郎氏标准蜂箱饲养。另选择一群健康、蜂王产卵性能好的蜂群作为母群。免移虫育王和人工育王的比较过程中,每个哺育群中每种育王方式至少育王3次。幼虫信息素试验过程中,每个哺育群每种信息素至少采用人工育王法育王3次。试验期间,对蜂群进行奖励饲喂,提高工蜂哺育积极性。利用自主研制的塑料免移虫育王生产器进行免移虫育王,人工移虫育王则采用自制的蜡质王台。测定育王过程中的幼虫接受率和蜂王出房率,待蜂王出房后测定蜂王初生重、胸重、胸宽,将蜂王的单侧卵巢制成石蜡切片进行卵巢管计数,并采用荧光定量PCR测定蜂王腹部的卵黄原蛋白基因（Vitellogenin,Vg）和转铁蛋白基因（Transferrin,Trf）表达量,从而比较蜂王的质量。为了研究中蜂幼虫信息素中MP和ML在人工育王中使用能否提高蜂王的质量,采用人工移虫育王,在幼虫60—63 h的王台内分别注射1μL MP和ML（浓度梯度为0、0.1%、1.0%、10.0%）,同样测定蜂王初生重、胸重、胸宽和卵巢管数以及其腹部Vg和Trf表达量等指标。【结果】免移虫育王的幼虫接受率为40.87%,蜂王出房率38.52%;人工移虫育王的幼虫接受率为74.38%,蜂王出房率69.13%。显然工蜂对于人工移虫育王中的蜡质王台更易于接受。免移虫育王培育的蜂王在初生重、胸重、胸宽、单侧卵巢管数和Trf表达量等与人工移虫育王的比较均差异不显著（P〉0.05）,平均值也较接近,但蜂王腹部Vg表达量显著高于17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.19.016URL [本文引用: 1]
【目的】克隆获得中华蜜蜂（Apis cerana cerana）Acer OBP14基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在不同组织和发育阶段的时空表达差异,为该基因的功能研究提供参考。【方法】以中华蜜蜂全组织c DNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Acer OBP14 c DNA全长序列,并提交至Gen Bank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MEGA5.2软件中的邻位相连法（neighbor-joining,NJ）构建Acer OBP14及其同源膜翅目昆虫OBPs的系统发育树;通过实时荧光定量PCR技术分析Acer OBP14在1、5、10、15、20、25和30日龄中华蜜蜂不同组织（触角、头、胸、腹、足和翅）中m RNA的表达情况。【结果】克隆获得了中华蜜蜂气味结合蛋白基因Acer OBP14的c DNA序列（Gen Bank登录号为KT24648）。Acer OBP14的开放阅读框（ORF）长度为408 bp,编码135个氨基酸,预测其蛋白分子量为15.08 k D,理论等电点为5.44,有信号肽,无跨膜结构,且第18—127位氨基酸之间存在一个昆虫气味结合蛋白家族PBP-GOBP superfamily保守结构域;存在多个比较明显的疏水区域,可能是脂溶性气味分子的结合位点;含有4个保守的半胱氨酸位点,属于Minus-C OBP亚家族。亚细胞定位分析表明,Acer OBP14属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。Acer OBP14蛋白具有7个α螺旋,α1—α6属于典型OBPs核心螺旋,α7位于C端且暴露在蛋白表面。氨基酸同源序列比对结果显示,Acer OBP14与西方蜜蜂Amel OBP14的氨基酸序列一致性最高,达到86%;其次是大蜜蜂Ador GOBP56a-like,一致性为55%。系统进化树分析表明,同为蜜蜂属的中华蜜蜂Acer OBP14、西方蜜蜂Amel OBP14、大蜜蜂Ador GOBP56a-like、中华蜜蜂Acer OBP21和小蜜蜂Aflo GOBP56d-like聚为一个分支,切叶蜂属的苜蓿切叶蜂Mrot GOBP56a-like、侧沟茧蜂属的毁侧沟茧蜂Mdem GOBP83a-like、壁蜂属的角额壁17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.19.016URL [本文引用: 1]
【目的】克隆获得中华蜜蜂（Apis cerana cerana）Acer OBP14基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在不同组织和发育阶段的时空表达差异,为该基因的功能研究提供参考。【方法】以中华蜜蜂全组织c DNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Acer OBP14 c DNA全长序列,并提交至Gen Bank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MEGA5.2软件中的邻位相连法（neighbor-joining,NJ）构建Acer OBP14及其同源膜翅目昆虫OBPs的系统发育树;通过实时荧光定量PCR技术分析Acer OBP14在1、5、10、15、20、25和30日龄中华蜜蜂不同组织（触角、头、胸、腹、足和翅）中m RNA的表达情况。【结果】克隆获得了中华蜜蜂气味结合蛋白基因Acer OBP14的c DNA序列（Gen Bank登录号为KT24648）。Acer OBP14的开放阅读框（ORF）长度为408 bp,编码135个氨基酸,预测其蛋白分子量为15.08 k D,理论等电点为5.44,有信号肽,无跨膜结构,且第18—127位氨基酸之间存在一个昆虫气味结合蛋白家族PBP-GOBP superfamily保守结构域;存在多个比较明显的疏水区域,可能是脂溶性气味分子的结合位点;含有4个保守的半胱氨酸位点,属于Minus-C OBP亚家族。亚细胞定位分析表明,Acer OBP14属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。Acer OBP14蛋白具有7个α螺旋,α1—α6属于典型OBPs核心螺旋,α7位于C端且暴露在蛋白表面。氨基酸同源序列比对结果显示,Acer OBP14与西方蜜蜂Amel OBP14的氨基酸序列一致性最高,达到86%;其次是大蜜蜂Ador GOBP56a-like,一致性为55%。系统进化树分析表明,同为蜜蜂属的中华蜜蜂Acer OBP14、西方蜜蜂Amel OBP14、大蜜蜂Ador GOBP56a-like、中华蜜蜂Acer OBP21和小蜜蜂Aflo GOBP56d-like聚为一个分支,切叶蜂属的苜蓿切叶蜂Mrot GOBP56a-like、侧沟茧蜂属的毁侧沟茧蜂Mdem GOBP83a-like、壁蜂属的角额壁17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.12.018URL [本文引用: 1]
【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）和意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）体内抗寒系统的组成,为探究中蜂和意蜂耐寒性能的差异提供理论依据。【方法】试验选取室外相同环境条件越冬的中蜂和意蜂各5群,于2015年12月20日每群随机选取蜜蜂立即测定两者的过冷却点、冰点,比较其耐寒性能差异。然后分别测定蜂体游离水、结合水、脂肪、糖原和蛋白质含量以及海藻糖酶的活性。利用高效液相色谱测定血淋巴中山梨醇、海藻糖、甘露醇的含量。在海藻糖的生物合成通路中确定4个重要调控基因,选择β-action和β-肌动蛋白分别作为中蜂和意蜂的内参基因,采用实时荧光定量PCR检测中蜂和意蜂海藻糖4个相关调控基因在越冬期时m RNA相对表达量的差异。【结果】越冬期中蜂和意蜂过冷却点差异显著,中蜂的过冷却点显著低于意蜂（P〈0.05）,但二者冰点没有显著性差异（P〉0.05）;越冬期中蜂和意蜂蜂体含水量存在显著差异,中蜂体内游离水含量显著低于意蜂（P〈0.05）,而结合水含量显著高于意蜂（P〈0.05）;越冬中期蜂体脂肪含量在两蜂种间差异不显著（P〉0.05）;中蜂和意蜂蜂体和血淋巴蛋白质含量差异不显著（P〉0.05）;意蜂在越冬期时体内糖原含量明显低于中蜂,并且差异显著（P〈0.05）;中蜂血淋巴中甘露醇、山梨醇含量接近于意蜂的两倍,海藻糖含量也相对高于意蜂,差异显著（P〈0.05）;中蜂蜂体和血淋巴的海藻糖酶活性均显著低于意蜂（P〉0.05）;以中蜂为对照组,实时荧光定量PCR检测意蜂的海藻糖酶基因（Tre-2）和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因（UGP）表达量明显高于中蜂（P〈0.05）;而基因Tre-1表达情况相反;海藻糖合成酶基因（TPS）表达量在中蜂和意蜂体内无显著差异（P〉0.05）。【结论】与意蜂相比,中蜂能够通过降低17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.12.018URL [本文引用: 1]
【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）和意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）体内抗寒系统的组成,为探究中蜂和意蜂耐寒性能的差异提供理论依据。【方法】试验选取室外相同环境条件越冬的中蜂和意蜂各5群,于2015年12月20日每群随机选取蜜蜂立即测定两者的过冷却点、冰点,比较其耐寒性能差异。然后分别测定蜂体游离水、结合水、脂肪、糖原和蛋白质含量以及海藻糖酶的活性。利用高效液相色谱测定血淋巴中山梨醇、海藻糖、甘露醇的含量。在海藻糖的生物合成通路中确定4个重要调控基因,选择β-action和β-肌动蛋白分别作为中蜂和意蜂的内参基因,采用实时荧光定量PCR检测中蜂和意蜂海藻糖4个相关调控基因在越冬期时m RNA相对表达量的差异。【结果】越冬期中蜂和意蜂过冷却点差异显著,中蜂的过冷却点显著低于意蜂（P〈0.05）,但二者冰点没有显著性差异（P〉0.05）;越冬期中蜂和意蜂蜂体含水量存在显著差异,中蜂体内游离水含量显著低于意蜂（P〈0.05）,而结合水含量显著高于意蜂（P〈0.05）;越冬中期蜂体脂肪含量在两蜂种间差异不显著（P〉0.05）;中蜂和意蜂蜂体和血淋巴蛋白质含量差异不显著（P〉0.05）;意蜂在越冬期时体内糖原含量明显低于中蜂,并且差异显著（P〈0.05）;中蜂血淋巴中甘露醇、山梨醇含量接近于意蜂的两倍,海藻糖含量也相对高于意蜂,差异显著（P〈0.05）;中蜂蜂体和血淋巴的海藻糖酶活性均显著低于意蜂（P〉0.05）;以中蜂为对照组,实时荧光定量PCR检测意蜂的海藻糖酶基因（Tre-2）和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因（UGP）表达量明显高于中蜂（P〈0.05）;而基因Tre-1表达情况相反;海藻糖合成酶基因（TPS）表达量在中蜂和意蜂体内无显著差异（P〉0.05）。【结论】与意蜂相比,中蜂能够通过降低17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.15.019URL [本文引用: 1]
【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）重组化学感受蛋白CSP1与不同化学信息素的结合功能、模式及其亚细胞定位,明确触角特异表达的CSP1蛋白功能。【方法】将克隆的中蜂CSP1构建至p ET-32a（＋）载体并转入BL21（DE3）感受态细菌中,挑取单克隆菌落接种于LB培养基,培养过夜后按1%（V/V）进行转接,继续培养至OD600≈0.4左右时,加入IPTG至终浓度为1 mmol·L（-1）后继续诱导5 h。将诱导好的CSP1大肠杆菌菌液离心弃上清,再加入细菌裂解液超声破碎,离心后上清用镍柱对CSP1重组蛋白进行亲和层析纯化,再经PBS透析液透析后,最终获得可溶的具有生物活性的CSP1重组蛋白。设定荧光分光光度计的激发波长为281 nm,测定竞争性荧光探针1-NPN与CSP1的相互作用,用Scatchard方程计算其解离常数,再计算获得CSP1与各种候选化学信息素的亲和力。以CSPMbra A6晶体结构（PDB代码：1n8v）为模板,通过同源建模和分子对接解析CSP1蛋白与化学信息素的结合模式,根据Mol Dock Score选出最佳对接模型进行作用机理分析,获得结合时配基周围的CSP1残基分布以及氢键产生情况,以此获得信息素与CSP1的结合模式。最后将CSP1免疫注射兔子获得多克隆抗体,并对中蜂工蜂触角进行低温固定、脱水和包埋后进行超薄切片,然后对样品切片进行免疫胶体金电镜定位,以解析CSP1在触角感器中的亚细胞分布。【结果】成功诱导获得可溶性的重组中蜂CSP1蛋白,利用荧光光谱分析1-NPN与CSP1的解离常数K1-NPN为2.1μmol·L（-1）,结合位点数n为0.99,表明结合时基本以1：1结合,线性相关系数为0.9933。在9种化学信息物质中,CSP1与两种蜜蜂蜂王信息素成分对羟基苯甲酸甲酯（HOB）和9-羰基-2癸烯酸（9-ODA）,和植物挥发物成分3-蒈烯均具有较强的结合能力,其中与CSP1亲和力最强的对羟基苯甲酸甲酯的[IC50]和解离常数KD分别
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.15.019URL [本文引用: 1]
【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana,简称中蜂）重组化学感受蛋白CSP1与不同化学信息素的结合功能、模式及其亚细胞定位,明确触角特异表达的CSP1蛋白功能。【方法】将克隆的中蜂CSP1构建至p ET-32a（＋）载体并转入BL21（DE3）感受态细菌中,挑取单克隆菌落接种于LB培养基,培养过夜后按1%（V/V）进行转接,继续培养至OD600≈0.4左右时,加入IPTG至终浓度为1 mmol·L（-1）后继续诱导5 h。将诱导好的CSP1大肠杆菌菌液离心弃上清,再加入细菌裂解液超声破碎,离心后上清用镍柱对CSP1重组蛋白进行亲和层析纯化,再经PBS透析液透析后,最终获得可溶的具有生物活性的CSP1重组蛋白。设定荧光分光光度计的激发波长为281 nm,测定竞争性荧光探针1-NPN与CSP1的相互作用,用Scatchard方程计算其解离常数,再计算获得CSP1与各种候选化学信息素的亲和力。以CSPMbra A6晶体结构（PDB代码：1n8v）为模板,通过同源建模和分子对接解析CSP1蛋白与化学信息素的结合模式,根据Mol Dock Score选出最佳对接模型进行作用机理分析,获得结合时配基周围的CSP1残基分布以及氢键产生情况,以此获得信息素与CSP1的结合模式。最后将CSP1免疫注射兔子获得多克隆抗体,并对中蜂工蜂触角进行低温固定、脱水和包埋后进行超薄切片,然后对样品切片进行免疫胶体金电镜定位,以解析CSP1在触角感器中的亚细胞分布。【结果】成功诱导获得可溶性的重组中蜂CSP1蛋白,利用荧光光谱分析1-NPN与CSP1的解离常数K1-NPN为2.1μmol·L（-1）,结合位点数n为0.99,表明结合时基本以1：1结合,线性相关系数为0.9933。在9种化学信息物质中,CSP1与两种蜜蜂蜂王信息素成分对羟基苯甲酸甲酯（HOB）和9-羰基-2癸烯酸（9-ODA）,和植物挥发物成分3-蒈烯均具有较强的结合能力,其中与CSP1亲和力最强的对羟基苯甲酸甲酯的[IC50]和解离常数KD分别
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.19.019URL [本文引用: 1]
【目的】蜂粮是蜂群中幼虫和幼蜂的食物,也是幼虫发育过程中的全价营养来源,同时也是供人类食用的蜂产品,其开发利用前景广阔,但目前因生产技术的制约导致不能市场化。本论文旨在研究如何快速生产优质的天然蜂粮,为天然蜂粮的机械化生产提供技术支撑。【方法】根据蜜蜂贮粉生物学原理设计一种能快速生产天然蜂粮的装置——天然蜂粮生产器,包括贮粮器和脱粮器,并以西方蜜蜂(Apis mellifera)为试验材料,研究天然蜂粮生产器在蜂群中使用的可行性。在白莲花期,选取5个强势相当的继箱群作为试验蜂群,分别将贮粮器放入每个试验继箱群巢箱内,待蜂粮酿制为成熟蜂粮后将其从蜂群提出,利用脱粮器将蜂粮生产出来(贮粮器蜂粮);在相同蜂群利用脱粉器分别收集新鲜白莲蜂花粉(新鲜蜂花粉);同时从蜂群中提出贮有成熟蜂粮的天然巢脾,采用手工挖取方法收集蜂粮(蜡脾蜂粮)。所有样品分别进行理化性质和营养成分分析:在常温下利用p H计测定其p H,利用水分活度仪扩散法测定其水活度,用直接干燥法测定其水分含量,采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定其花粉粒活性,运用Marklund法测定其超氧化物歧化酶活力,运用紫外分光光度法测定其过氧化氢酶活力,使用氨基酸自动分析仪测定其水解氨基酸和游离氨基酸种类及含量。【结果】工蜂能在天然蜂粮贮粮器中贮存并酿制蜂粮,脱粮器可以快速地将贮粮器中的蜂粮生产出来,且生产出的蜂粮保持了原有状态。新鲜蜂花粉的p H、水活度、水分含量、花粉粒活性、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性均显著高于蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮。新鲜蜂花粉、蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮中的游离氨基酸总含量和水解氨基酸总含量三者间均不存在显著差异,但蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮水解氨基酸中缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸含量,以及游离氨基酸中的天冬氨酸、脯氨酸含量均显著高于新鲜蜂花粉。蜡脾蜂粮与贮粮器蜂粮两者间理化性质和营养成分总体无显著差异。【结论】本研究设计的天然蜂粮生产器,可以生产天然蜂粮,值得在养蜂生产中推广应用。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.19.019URL [本文引用: 1]
【目的】蜂粮是蜂群中幼虫和幼蜂的食物,也是幼虫发育过程中的全价营养来源,同时也是供人类食用的蜂产品,其开发利用前景广阔,但目前因生产技术的制约导致不能市场化。本论文旨在研究如何快速生产优质的天然蜂粮,为天然蜂粮的机械化生产提供技术支撑。【方法】根据蜜蜂贮粉生物学原理设计一种能快速生产天然蜂粮的装置——天然蜂粮生产器,包括贮粮器和脱粮器,并以西方蜜蜂(Apis mellifera)为试验材料,研究天然蜂粮生产器在蜂群中使用的可行性。在白莲花期,选取5个强势相当的继箱群作为试验蜂群,分别将贮粮器放入每个试验继箱群巢箱内,待蜂粮酿制为成熟蜂粮后将其从蜂群提出,利用脱粮器将蜂粮生产出来(贮粮器蜂粮);在相同蜂群利用脱粉器分别收集新鲜白莲蜂花粉(新鲜蜂花粉);同时从蜂群中提出贮有成熟蜂粮的天然巢脾,采用手工挖取方法收集蜂粮(蜡脾蜂粮)。所有样品分别进行理化性质和营养成分分析:在常温下利用p H计测定其p H,利用水分活度仪扩散法测定其水活度,用直接干燥法测定其水分含量,采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定其花粉粒活性,运用Marklund法测定其超氧化物歧化酶活力,运用紫外分光光度法测定其过氧化氢酶活力,使用氨基酸自动分析仪测定其水解氨基酸和游离氨基酸种类及含量。【结果】工蜂能在天然蜂粮贮粮器中贮存并酿制蜂粮,脱粮器可以快速地将贮粮器中的蜂粮生产出来,且生产出的蜂粮保持了原有状态。新鲜蜂花粉的p H、水活度、水分含量、花粉粒活性、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性均显著高于蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮。新鲜蜂花粉、蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮中的游离氨基酸总含量和水解氨基酸总含量三者间均不存在显著差异,但蜡脾蜂粮和贮粮器蜂粮水解氨基酸中缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸含量,以及游离氨基酸中的天冬氨酸、脯氨酸含量均显著高于新鲜蜂花粉。蜡脾蜂粮与贮粮器蜂粮两者间理化性质和营养成分总体无显著差异。【结论】本研究设计的天然蜂粮生产器,可以生产天然蜂粮,值得在养蜂生产中推广应用。
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【目的】工蜂上颚腺的主要生物学功能是分泌脂肪酸为蜂群提供营养,并参与报警外激素的合成。蜂王浆高产蜜蜂(浆蜂,Apis mellifera liguatica)和意大利蜜蜂(意蜂,Apis mellifera liguatica)是中国主要蜂种,但磷酸化蛋白质组调控其上颚腺的发育和功能的机理尚未开展研究。通过比较二者工蜂上颚腺磷酸化蛋白质组的差异,揭示磷酸化蛋白质组调控上颚腺发育及脂肪酸代谢机理。【方法】解剖浆蜂、意蜂工蜂出房蜂、哺育蜂(10日龄左右)、采集蜂头部,取其上颚腺,进行蛋白质提取、液内酶切,采用固相金属离子亲和层析色谱法(IMAC)进行磷酸化肽段富集,采用Zip-tip C18柱对肽段除盐,通过LC-MS/MS(液相色谱与二级质谱串联)对样品进行分析,首先根据Max Quant和Persues软件对数据质量进行评估、主成分分析、表达谱聚类定量分析。然后利用PEAKS软件对质谱数据进行蛋白质定量和定性分析,根据定性和定量分析结果,对浆蜂和意蜂上颚腺磷酸化蛋白质组进行生物学进程和KEGG代谢通路富集的生物信息学分析比较。最后利用Scaffold PTM软件确定磷酸化位点、预测磷酸化肽段的基序类型。【结果】浆蜂3个时期分别鉴定到2 225、1 922、2 159个磷酸化蛋白,意蜂分别鉴定到1 740、1 592、1 682个磷酸化蛋白,浆蜂的磷酸化蛋白数目显著高于意蜂,说明浆蜂上颚腺的磷酸化调控网络较意蜂复杂。尽管它们上颚腺的磷酸化过程存在很大差异,但幼蜂、哺育和采集3个时期的磷酸化蛋白表达谱均相似,说明浆蜂和意蜂3个时期表达的磷酸化蛋白质执行类似的生物学功能来保障腺体的发育和分泌活动。对每个时期磷酸化蛋白质组比较,发现浆蜂和意蜂上颚腺3个发育时期的磷酸化蛋白质组均存在显著差异,其中哺育蜂时期二者的差异最大,浆蜂有87个磷酸化蛋白高表达,主要参与能量和脂肪酸代谢,说明其上颚腺的脂肪酸合成力加强(包括10-HDA),满足蜂王浆产量提高的同时10-HDA含量增加,为其种群繁衍提供必要营养,而意蜂上调表达41个蛋白,主要参与能量代谢。浆蜂、意蜂各时期均识别到酸性、碱性和脯氨酸介导的3种类型motif;哺育蜂时期浆蜂特异识别到的motif对应激酶家族与细胞增殖相关,可能支持其上颚腺形态发育,与浆蜂分泌能力增强相关。【结论】浆蜂和意蜂在3个时期均通过加强不同的磷酸化蛋白质组来支撑上颚腺的发育及功能,其中最显著的差异在哺育蜂时期,浆蜂哺育蜂显著提高了脂肪酸合成力,保障其蜂王浆的基本功能。这在蛋白质修饰的水平上深入了解浆蜂蜂王浆高产的产浆生物学机理。
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【目的】工蜂上颚腺的主要生物学功能是分泌脂肪酸为蜂群提供营养,并参与报警外激素的合成。蜂王浆高产蜜蜂(浆蜂,Apis mellifera liguatica)和意大利蜜蜂(意蜂,Apis mellifera liguatica)是中国主要蜂种,但磷酸化蛋白质组调控其上颚腺的发育和功能的机理尚未开展研究。通过比较二者工蜂上颚腺磷酸化蛋白质组的差异,揭示磷酸化蛋白质组调控上颚腺发育及脂肪酸代谢机理。【方法】解剖浆蜂、意蜂工蜂出房蜂、哺育蜂(10日龄左右)、采集蜂头部,取其上颚腺,进行蛋白质提取、液内酶切,采用固相金属离子亲和层析色谱法(IMAC)进行磷酸化肽段富集,采用Zip-tip C18柱对肽段除盐,通过LC-MS/MS(液相色谱与二级质谱串联)对样品进行分析,首先根据Max Quant和Persues软件对数据质量进行评估、主成分分析、表达谱聚类定量分析。然后利用PEAKS软件对质谱数据进行蛋白质定量和定性分析,根据定性和定量分析结果,对浆蜂和意蜂上颚腺磷酸化蛋白质组进行生物学进程和KEGG代谢通路富集的生物信息学分析比较。最后利用Scaffold PTM软件确定磷酸化位点、预测磷酸化肽段的基序类型。【结果】浆蜂3个时期分别鉴定到2 225、1 922、2 159个磷酸化蛋白,意蜂分别鉴定到1 740、1 592、1 682个磷酸化蛋白,浆蜂的磷酸化蛋白数目显著高于意蜂,说明浆蜂上颚腺的磷酸化调控网络较意蜂复杂。尽管它们上颚腺的磷酸化过程存在很大差异,但幼蜂、哺育和采集3个时期的磷酸化蛋白表达谱均相似,说明浆蜂和意蜂3个时期表达的磷酸化蛋白质执行类似的生物学功能来保障腺体的发育和分泌活动。对每个时期磷酸化蛋白质组比较,发现浆蜂和意蜂上颚腺3个发育时期的磷酸化蛋白质组均存在显著差异,其中哺育蜂时期二者的差异最大,浆蜂有87个磷酸化蛋白高表达,主要参与能量和脂肪酸代谢,说明其上颚腺的脂肪酸合成力加强(包括10-HDA),满足蜂王浆产量提高的同时10-HDA含量增加,为其种群繁衍提供必要营养,而意蜂上调表达41个蛋白,主要参与能量代谢。浆蜂、意蜂各时期均识别到酸性、碱性和脯氨酸介导的3种类型motif;哺育蜂时期浆蜂特异识别到的motif对应激酶家族与细胞增殖相关,可能支持其上颚腺形态发育,与浆蜂分泌能力增强相关。【结论】浆蜂和意蜂在3个时期均通过加强不同的磷酸化蛋白质组来支撑上颚腺的发育及功能,其中最显著的差异在哺育蜂时期,浆蜂哺育蜂显著提高了脂肪酸合成力,保障其蜂王浆的基本功能。这在蛋白质修饰的水平上深入了解浆蜂蜂王浆高产的产浆生物学机理。
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DOI:10.1016/j.ibmb.2012.05.004URLPMID:22659440
Caste differentiation in the female honey bee is one of the most intriguing polyphenism phenomena. This developmental switch depends on the differential expression of entire suites of the genes involved in the larval fate between the queens and workers. In this study, we compared the transcriptome differences between full-sister queen- (QL) and worker-destined larvae (WL) using high-throughput RNA-Seq. QL and WL at fourth (L4) and fifth instar (L5) were used to prepare four libraries and to generate 50,191,699 (QL4), 57,628,541 (WL4), 56,613,619 (QL5), and 58,626,829 (WL5) usable reads, which were assembled into groups of 7,952, 7,993, 7,971, and 8,023 genes, respectively. The transcriptome changes were investigated using the DEGs Package (DEGseq), which resulted in more than 4,500 differentially expressed genes (DEGs) between the castes. Eight of the DEGs were verified by quantitative real-time RT-PCR (qRT-PCR), and the results supported our sequencing data. All of the DEGs were analysed using Web Gene Ontology Annotation Plot (WEGO) and then mapped using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database. These results suggest that over 70% of the DEGs in each instar were more highly expressed in QL than in WL, possibly suggesting that the QL genes had higher transcriptional activity than the WL genes during differentiation. The same gene set is active (but differentially expressed) in both castes, which in turn result in dimorphic females. The L4 stage is a very active gene expression period for both QL and WL before their pupal stage. The activity of the mTOR (a target of rapamycin) encoding gene in the mTOR signalling pathway is higher in QL4 than in WL4, and this difference was no longer present by the L5 feeding stage. The genes down-stream of mTOR maintained this change at the L5 stage. These results could contribute to an in-depth study of the candidate genes during honey bee caste differentiation and improve our current understanding of the polyphenism phenomenon in insects.
DOI:10.1371/journal.pone.0081661URLPMID:24349106
Social caste determination in the honey bee is assumed to be determined by the dietary status of the young larvae and translated into physiological and epigenetic changes through nutrient-sensing pathways. We have employed Illumina/Solexa sequencing to examine the small RNA content in the bee larval food, and show that worker jelly is enriched in miRNA complexity and abundance relative to royal jelly. The miRNA levels in worker jelly were 7鈥215 fold higher than in royal jelly, and both jellies showed dynamic changes in miRNA content during the 4thto 6thday of larval development. Adding specific miRNAs to royal jelly elicited significant changes in queen larval mRNA expression and morphological characters of the emerging adult queen bee. We propose that miRNAs in the nurse bee secretions constitute an additional element in the regulatory control of caste determination in the honey bee.
DOI:10.1371/journal.pone.0018808URLPMID:3082534
Young larvae of the honey bee (Apis mellifera) are totipotent; they can become either queens (reproductives) or workers (largely sterile helpers). DNA methylation has been shown to play an important role in this differentiation. In this study, we examine the contributions of diet and cell size to caste differentiation. We measured the activity and gene expression of one key enzyme involved in methylation, Dnmt3; the rates of methylation in the gene dynactin p62; as well as morphological characteristics of adult bees developed either from larvae fed with worker jelly or royal jelly; and larvae raised in either queen or worker cells. We show that both diet type and cell size contributed to the queen-worker differentiation, and that the two factors affected different methylation sites inside the same gene dynactin p62. We confirm previous findings that Dnmt3 plays a critical role in honey bee caste differentiation. Further, we show for the first time that cell size also plays a role in influencing larval development when diet is kept the same.
DOI:10.1007/s00114-012-1004-3URLPMID:23238637
The honey bee is a social insect characterized by caste differentiation, by which a young larva can develop into either a queen or a worker. Despite possessing the same genome, queen and workers display marked differences in reproductive capacity, physiology, and behavior. Recent studies have shown that DNA methylation plays important roles in caste differentiation. To further explore the roles of DNA methylation in this process, we analyzed DNA methylome profiles of both queen larvae (QL) and worker larvae (WL) of different ages (2, 4, and 6 day old), by using methylated DNA immunoprecipitation-sequencing (meDIP-seq) technique. The global DNA methylation levels varied between the larvae of two castes. DNA methylation increased from 2-day- to 4-day-old QL and then decreased in 6-day-old larvae. In WL, methylation levels increased with age. The methylcytosines in both larvae were enriched in introns, followed by coding sequence (CDS) regions, CpG islands, 2 kbp downstream and upstream of genes, and 5' and 3' untranslated regions (UTRs). The number of differentially methylated genes (DMGs) in 2-, 4-, and 6-day-old QL and WL was 725, 3,013, and 5,049, respectively. Compared to 4- and 6-day-old WL, a large number of genes in QL were downmethylated, which were involved in many processes including development, reproduction, and metabolic regulation. In addition, some DMGs were concerned with caste differentiation.
DOI:10.1007/s13592-014-0299-9URL
Although the honey bee queen and worker have identical genomes, they exhibit morphological, behavioral, and reproductive differences. Queen larvae (QL) and worker larvae (WL) have different gene and protein expression profiles and different DNA methylation profiles. MicroRNAs (miRNAs) play an important role in regulating gene expression and cell biological processes. To examine the roles of miRNAs in caste differentiation, we analyzed small RNA profiles in 4-day-old QL and WL ( Apis mellifera ). The results demonstrated that the small RNAs with a length of 22 nt showed significant difference between the two castes. By comparison with mirBase 19.0, we identified 61 known miRNAs in QL and WL; 17, 24 and 20 of these miRNAs were respectively up-regulated, equally expressed, and down-regulated in QL compared with WL. These differentially expressed miRNAs were involved in many signaling pathways related to caste differentiation.
DOI:10.1016/j.aspen.2017.01.014URL [本文引用: 1]
61DNA methylation provides new ideas for explaining honey bee larval development.61Queen larvae and worker larvae have different methylation in every chromosome.61Queen larvae and worker larvae have different methylated genes.
