西方蜜蜂種質(zhì)（遺傳）資源的多樣性——第41屆國(guó)際養(yǎng)蜂大會(huì)“蜜蜂科學(xué)論壇”綜述（一）

李興安 薛運(yùn)波

（吉林省養(yǎng)蜂科學(xué)研究所，吉林 132108）

第41屆國(guó)際養(yǎng)蜂大會(huì)于2009年9月14日至25日在法國(guó)南部蒙比利埃市召開。大會(huì)的主題是“蜜蜂，監(jiān)視人類生存環(huán)境的哨兵”。大會(huì)的“蜜蜂科學(xué)論壇”涵蓋了蜜蜂科學(xué)的多個(gè)專題，而且以蜜蜂蜂群崩潰綜合癥（Colony collapse disorder）為特征的蜜蜂消失或蜜蜂蜂群消失是一個(gè)主要議題。蜜蜂消失的主要原因可以初步地歸納為蜜蜂感染病毒、細(xì)菌、真菌和寄生性螨蟲等病源性物質(zhì)因素，蜜蜂營(yíng)養(yǎng)不良，環(huán)境毒素侵犯蜜蜂和不適當(dāng)蜂群管理方式等的環(huán)境因素以及蜜蜂種質(zhì)多樣性減少等生物因素[1]。蜜蜂消失的流行病學(xué)發(fā)病趨勢(shì)是首先沖擊當(dāng)?shù)乇灰M(jìn)的西方蜜蜂蜂群，而后迅速波及當(dāng)?shù)赝辽灵L(zhǎng)的西方蜜蜂蜂群。蜜蜂消失的結(jié)果不僅直接地影響了蜜蜂的授粉效果和生產(chǎn)能力，而且也間接地影響了蜜蜂業(yè)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我們?cè)谥攸c(diǎn)關(guān)注了“蜜蜂科學(xué)論壇”中涉及蜜蜂種質(zhì)多樣性的39篇論文之后，形成了以西方蜜蜂種質(zhì)資源信息數(shù)據(jù)的建立和完善，西方蜜蜂亞種和（或）地理類型的保護(hù)和繁育以及西方蜜蜂的優(yōu)良性狀選擇和良種選育為內(nèi)容的綜述論文。這表明有關(guān)西方蜜蜂種質(zhì)多樣性的報(bào)道是目前蜜蜂學(xué)科的一個(gè)研究熱點(diǎn)，本文綜述了這個(gè)研究方向的最新進(jìn)展。

1 西方蜜蜂種質(zhì)資源信息數(shù)據(jù)的建立和完善

鑒定和評(píng)價(jià)西方蜜蜂種質(zhì)資源需要使用多種技術(shù)和選擇多個(gè)研究指標(biāo)。魯特涅（Ruttner F）等最初將研究昆蟲分類所使用的傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)定分析移植到西方蜜蜂多樣性的研究，目的是通過蜜蜂的傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)定分析來確定西方蜜蜂的亞種和（或）地理類型。之后，鑒定和評(píng)價(jià)西方蜜蜂種質(zhì)的研究得到了發(fā)展。到目前為止，研究方法包括以形態(tài)學(xué)特征變量為研究指標(biāo)的傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)定分析，以地理界標(biāo)特征變量為研究指標(biāo)的形態(tài)測(cè)定分析，以等位酶標(biāo)記特征為研究指標(biāo)的蛋白質(zhì)多態(tài)性分析以及以DNA序列標(biāo)記特征為研究指標(biāo)的細(xì)胞核基因組（和線粒體基因組）和基因（和線粒體基因）的DNA多態(tài)性分析[2]。此外，以蜜蜂行為、習(xí)性、抗性和生產(chǎn)性能等特征變量為研究指標(biāo)的定性和定量分析也是較為常見的研究方法。

西方蜜蜂種質(zhì)的多樣性是蜜蜂資源得以存在的前提。報(bào)道顯示，26個(gè)西方蜜蜂亞種和（或）地理類型構(gòu)成了西方蜜蜂種內(nèi)多樣性的基本范疇。在此基礎(chǔ)之上，多變量的形態(tài)測(cè)定分析顯示，這26個(gè)西方蜜蜂亞種和（或）地理類型被劃分為4組地理結(jié)構(gòu)類群（geographically structured groups）或4個(gè)進(jìn)化血統(tǒng)（evolutionary lineages），即類群M，分布于西歐的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型；類群C,分布于北部地中海區(qū)域的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型；類群A，分布于非洲的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型；類群O，分布于土耳其和高加索地區(qū)的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型。而且，線粒體基因組長(zhǎng)度和細(xì)胞核基因組微衛(wèi)星位點(diǎn)的多態(tài)性分析共同顯示，這26個(gè)西方蜜蜂亞種和（或）地理類型在系統(tǒng)發(fā)生圖譜中呈現(xiàn)出不同的進(jìn)化歷程和分化結(jié)構(gòu)[2]。

目前，由于分布在歐洲的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型幾乎均是用于生產(chǎn)蜂王、生產(chǎn)蜂產(chǎn)品和為農(nóng)作物授粉，因此蜜蜂完全被商品化了?；蚪M多態(tài)性分析和形態(tài)測(cè)定分析共同顯示，飼養(yǎng)在農(nóng)業(yè)區(qū)綠化帶（agricultural landscapes）的蜜蜂與飼養(yǎng)在自然保護(hù)區(qū)（natural reserves）的蜜蜂均具有相似的多態(tài)性圖譜類型和蜂群密度，未顯示野生狀態(tài)下蜜蜂的多態(tài)性圖譜類型和蜂群密度。由于缺乏野生狀態(tài)下蜜蜂的多態(tài)性圖譜類型和蜂群密度的數(shù)據(jù)，遺傳資源保護(hù)主義者認(rèn)為需要對(duì)分布在歐洲的西方蜜蜂的種質(zhì)資源進(jìn)行再次鑒定和評(píng)價(jià)。

在希臘的多數(shù)地區(qū)，養(yǎng)蜂者已經(jīng)習(xí)慣于飼養(yǎng)本地區(qū)的希臘蜜蜂（Greek honey bee），但是在個(gè)別地區(qū)也分布有從塞爾維亞引進(jìn)的塞爾維亞蜜蜂（Serbia honey bee）。線粒體16S RNA基因序列的多態(tài)性分析顯示，希臘蜜蜂仍然是希臘主要的西方蜜蜂地方類群[3]。土耳其是O類群西方蜜蜂的主要發(fā)源地之一。報(bào)道顯示，17項(xiàng)形態(tài)學(xué)特征變量和19項(xiàng)地理界標(biāo)特征變量是土耳其蜜蜂科研工作者為確定當(dāng)?shù)匚鞣矫鄯渌x用的一組研究指標(biāo)，這些指標(biāo)的測(cè)定數(shù)據(jù)可以將分布在那里的0類群西方蜜蜂劃分為5個(gè)亞種和3個(gè)地理類型[6]。斯洛文尼亞的主要地方類群之一是卡尼鄂拉蜜蜂。報(bào)道顯示，肘脈指數(shù)、蜂蓋子面積、群勢(shì)、性情、分蜂傾向、蜂蜜產(chǎn)量，衛(wèi)生清潔行為、微孢子蟲感染數(shù)量等特征變量是斯洛文尼亞蜜蜂科研工作者為確定卡尼鄂拉蜜蜂所使用的一組研究指標(biāo)[4]。

巴拿馬較早地從北部地中海國(guó)家引進(jìn)了西方蜜蜂。從1956年起非洲化蜜蜂通過自然分蜂的方式開始從巴西進(jìn)入巴拿馬，到1982年非洲化蜜蜂的發(fā)展勢(shì)態(tài)對(duì)巴拿馬被引進(jìn)的西方蜜蜂構(gòu)成了威脅，到2006年非洲化蜜蜂基本上替代了被引進(jìn)的西方蜜蜂。翅脈脈序分析和線粒體基因組多態(tài)性分析共同顯示，所有在1982年采集的蜜蜂樣本具有介于非洲化蜜蜂與被引進(jìn)的蜜蜂之間的翅脈脈序類型，80%在1982年采集的蜜蜂樣本具有相似于非洲化蜜蜂的多態(tài)性圖譜類型；但是，所有在2006年采集的蜜蜂樣本具有非洲化蜜蜂的翅脈脈序類型和多態(tài)性圖譜類型[5]。

2 西方蜜蜂亞種和（或）地理類型的保護(hù)和繁育

缺乏徹底防治方法的寄生性螨蟲病和原因不明確的蜜蜂蜂群崩潰綜合癥，可能是導(dǎo)致目前西方蜜蜂蜂群數(shù)量下降的主要原因，并且呈現(xiàn)出西方蜜蜂亞種和（或）地理類型減少的趨勢(shì)[6]。為此，美國(guó)養(yǎng)蜂工作者建議國(guó)際養(yǎng)蜂工作者協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)（簡(jiǎn)稱國(guó)際蜂聯(lián)）組建國(guó)際蜜蜂繁育協(xié)作委員會(huì)，會(huì)員國(guó)成員可以在快速診斷和及時(shí)排除蜜蜂精液和蜜蜂胚胎等遺傳資源所攜帶的病原性物質(zhì)之后，及時(shí)切斷病原性物質(zhì)在各國(guó)之間相互引種過程中的傳播途徑。報(bào)道顯示，法國(guó)國(guó)家蜜蜂繁育工作者協(xié)會(huì)開始指定適合本地區(qū)飼養(yǎng)的卡尼鄂拉蜜蜂、高加索蜜蜂、歐洲黑蜂和BUCKFAST蜜蜂等為主要的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型，并且規(guī)定了它們各自的標(biāo)準(zhǔn)化管理方法[7]。

西方蜜蜂良好的農(nóng)藝性狀和生產(chǎn)性能是各國(guó)引進(jìn)西方蜜蜂原種的主要原因，但是引種掩蓋了當(dāng)?shù)孛鄯涞淖匀环植冀Y(jié)構(gòu)，甚至危及它們的生存和繁衍。線粒體基因組的多態(tài)性分析顯示，在從遍布法國(guó)52個(gè)行政區(qū)采集的5247群蜜蜂樣本中，73%樣本是介于M和C組之間血統(tǒng)的西方蜜蜂亞種和（或）地理類型。據(jù)此，科西嘉島保護(hù)基地、南部法國(guó)保護(hù)基地和北部法國(guó)保護(hù)基地構(gòu)成了法國(guó)西方蜜蜂亞種和（或）地理類型的主要棲息場(chǎng)所[8]。此外，法國(guó)西南部的Landes地區(qū)是歐洲黑蜂Landes生態(tài)型的保護(hù)基地。

在保加利亞，養(yǎng)蜂工作者只飼養(yǎng)和繁育本地區(qū)土生土長(zhǎng)的西方蜜蜂。蘋果酸脫氫酶、蘋果酸酶、非特異性脂酶和堿性磷酸酶等5個(gè)等位酶標(biāo)記的多態(tài)性分析以及線粒體16S RNA、煙酰氨腺嘌呤二核苷酸脫氫酶亞單位5、細(xì)胞色素氧化酶亞單位I和II等4個(gè)基因的DNA標(biāo)記的多態(tài)性分析共同顯示，6個(gè)從保加利亞保護(hù)區(qū)不同地帶采集的蜜蜂樣本均不具有任何保護(hù)區(qū)外蜜蜂的多態(tài)性圖譜類型[9]。在敘利亞，養(yǎng)蜂工作者只飼養(yǎng)和繁育敘利亞西方蜜蜂。線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞單位I和II基因之間的非編碼區(qū)DNA序列以及細(xì)胞核基因組14個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的多態(tài)性分析共同顯示，從保護(hù)區(qū)采集的蜜蜂樣本不具有任何保護(hù)區(qū)外蜜蜂的多態(tài)性圖譜類型[10]。

分布在丹麥的西方蜜蜂主要是歐洲黑蜂。1993年，丹麥政府決定在Lasq島建立歐洲黑蜂繁育基地；2001年，繁育基地進(jìn)一步縮小為L(zhǎng)asq島的東部山區(qū)；2005年之后，蜂群數(shù)量趨于穩(wěn)定。細(xì)胞核基因組26個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的多態(tài)性分析顯示，從繁育基地116群蜜蜂中采集的480只雄蜂樣本具有一致的多態(tài)性圖譜類型[11]。

馬其頓蜜蜂是馬其頓本土的西方蜜蜂。而在馬其頓的一些邊緣地區(qū)，來自塞爾維亞、克羅地亞和斯洛文尼亞等周邊國(guó)家的西方蜜蜂通過基因滲入的方式將各自的遺傳物質(zhì)整合到了馬其頓蜜蜂的基因組中。馬其頓通過實(shí)施“國(guó)家養(yǎng)蜂業(yè)繁育工程”項(xiàng)目，相繼建立和統(tǒng)一了馬其頓蜜蜂的繁育技術(shù)體系，最終保護(hù)了那些穩(wěn)定地表達(dá)防御行為、分蜂性能、抵抗疾病能力和蜜蜂生產(chǎn)性能等目的性狀的馬其頓蜜蜂[12]。

此外，西班牙在加納利群島(Canary island)建立了加納利地理類型西方蜜蜂的保護(hù)基地。

3 西方蜜蜂的優(yōu)良性狀選擇和良種選育

蜜蜂的抗性性狀是蜜蜂能夠抵抗寒冷、疾病和蟲害等不利環(huán)境因素所具有的表現(xiàn)型，抗性性狀的遺傳基礎(chǔ)是基因組的可遺傳變異。在此基礎(chǔ)之上，通過繁育技術(shù)選擇抗性性狀和通過雜交技術(shù)選育良種構(gòu)成了育種工作的主要內(nèi)容。蜜蜂抗寒性狀影響了蜜蜂抗病能力，蜜蜂抗病能力影響了蜜蜂生產(chǎn)雄蜂的數(shù)量和雄蜂與蜂王交配時(shí)的個(gè)體適應(yīng)性。就這個(gè)意義而言，蜜蜂抗寒性狀通過影響蜜蜂抗病能力決定了蜜蜂的生殖能力。報(bào)道顯示，德國(guó)實(shí)施的國(guó)家蜜蜂繁育計(jì)劃項(xiàng)目就是將蜜蜂的抗寒性狀應(yīng)用到了蜜蜂的育種研究中[13]。這個(gè)計(jì)劃的基本過程是首先在全國(guó)范圍內(nèi)尋找那些在不需要藥物輔助條件下的越冬蜂群，這些遭受病源性物質(zhì)危害程度最小的越冬蜂群具有強(qiáng)的繁殖能力，然后通過它們生產(chǎn)的雄蜂與健康蜂王交配的方式進(jìn)行蜂王的生產(chǎn)。這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施確保德國(guó)每年提供4500多只生產(chǎn)用蜂王。

免疫應(yīng)答是高等動(dòng)物的機(jī)體受抗原性異物刺激后，體內(nèi)免疫細(xì)胞發(fā)生一系列反應(yīng)以排除抗原性異物的生理過程，其生物學(xué)意義在于通過清除體內(nèi)抗原性異物的方式保持機(jī)體的相對(duì)穩(wěn)定。決定免疫應(yīng)答這個(gè)性狀的基因群叫做免疫應(yīng)答基因（immune response gene）。西方蜜蜂全基因組序列測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜜蜂缺乏或沒有免疫相關(guān)基因群（immunity related genes），這一發(fā)現(xiàn)與果蠅等其它昆蟲具有免疫相關(guān)基因群形成了鮮明的對(duì)比。其原因可能是免疫相關(guān)基因群發(fā)生了進(jìn)化，或者是被別的功能基因所取代，或者是被“蜜蜂個(gè)體防御行為”的相關(guān)基因所取代。報(bào)道顯示，為了證明蜜蜂的免疫相關(guān)基因群可能與涉及蜜蜂抵抗美洲幼蟲病和抵抗寄生性螨病的基因相關(guān)聯(lián)，通過生物鑒定技術(shù)(藥物對(duì)生物影響的鑒定；bio-assay)和數(shù)量性狀基因座技術(shù)（quantitative trait locus）進(jìn)行的染色體連鎖分析顯示，這2個(gè)抗病性狀均具有遺傳基礎(chǔ)，即在雄蜂染色體組的主要抗性位點(diǎn)區(qū)域具有可供選擇的等位基因[14]。

高地型和山區(qū)型高加索蜜蜂是土耳其西方蜜蜂的2個(gè)生態(tài)型。在土耳其東北部與格魯吉亞交界的Artvin-Camili山區(qū)是山區(qū)型高加索蜜蜂的保種基地，Ardahan-Posof高地是高地型高加索蜜蜂的保種基地。報(bào)道顯示，土耳其蜜蜂育種工作的主要內(nèi)容是通過建立衛(wèi)生清潔行為、攻擊性和抵抗疾病等抗性指標(biāo)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)加快蜜蜂良種選育的研究進(jìn)程。這里值得強(qiáng)調(diào)的一個(gè)抗性性狀是衛(wèi)生清潔行為。衛(wèi)生清潔行為除了與蜜蜂抵抗寄生性螨病相關(guān)之外，尚與蜜蜂抵抗美洲幼蟲病、蜜蜂抵抗白堊病和蜜蜂抵抗微粒體病等的抗性相關(guān)聯(lián)。報(bào)道顯現(xiàn)，測(cè)定蜜蜂的衛(wèi)生清潔行為是丹麥選育抗病蜂種必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作，由于建立了這個(gè)定向選擇技術(shù)體系，丹麥的8萬多群蜜蜂已經(jīng)不再遭受微粒體病的威脅。此外，羅馬尼亞通過“國(guó)家研究計(jì)劃”項(xiàng)目研發(fā)出評(píng)價(jià)和分類蜜蜂性狀的應(yīng)用軟件，軟件涉及的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)包括：蜂蜜產(chǎn)量，一個(gè)蜂群中蜜蜂個(gè)體的總數(shù)，幼蟲是否存活、幼蟲數(shù)量和幼蟲質(zhì)量，蜜蜂性情，封蓋方式，分蜂傾向，疾病抗性，花粉采集量和形態(tài)測(cè)定指標(biāo)等[15]。

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