王改英 吳在富 楊維仁 胥保華
(山東農業(yè)大學動物科技學院,泰安 271018)
蜜蜂屬膜翅目(Hymenoptera)蜜蜂科(Apidae)蜜蜂屬(Apis)。意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)又簡稱意蜂,是我國養(yǎng)蜂生產中的當家品種。因其能夠促進農作物授粉,具有較強的產漿、產蜜能力,在養(yǎng)蜂業(yè)以及農業(yè)發(fā)展中起著重要作用[1]。
蜂花粉是蜜蜂的蛋白質飼料,蜜蜂依賴花粉從中得到蛋白質等生長、發(fā)育所需要的各種營養(yǎng)物質[2]。季節(jié)性缺粉或持續(xù)天氣不佳會使得蜜蜂不能外出采集花粉而導致蜂巢內花粉貯備匱乏,因此,花粉替代品的生產和利用顯得尤為重要[3-4]。
近年來,有關飼料對蜜蜂產漿效果及咽下腺發(fā)育等方面的影響國內外文獻已有報道,但都是對某一種飼料或花粉補充物的研究,而對于人工配制全價飼糧的研究卻未見報道。本試驗以不同蛋白質水平的全價人工配合飼糧飼喂意大利蜜蜂,通過對蜂群采食量、工蜂咽下腺發(fā)育、產漿量及王臺接受率影響的研究,探討工蜂咽下腺發(fā)育及王漿生產與飼糧不同蛋白質水平之間的關系,得出蜜蜂產漿期對蛋白質的適宜需要量,為蜜蜂產漿期人工飼料的研制提供理論依據。
設計6種不同水平蛋白質飼糧,即粗蛋白質水平分別為15%、20%、25%、30%、35%和40%。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
選擇35群蜂王年齡、蜂群內部狀況(卵、幼蟲、蛹及成蜂等)一致的意大利蜜蜂隨機分為7組,每組5群,每群為1個重復。設6個試驗組,分別飼喂6種不同蛋白質水平的飼糧,并用A、B、C、D、E、F表示(見表1);以飼喂油菜花粉(實測蛋白質含量為25.94%)為對照組,用G表示。
試驗選擇在蜜蜂產漿期8月上旬至9月中旬進行。因試驗期間外界無蜜但有粉源,所以整個試驗期間試驗蜂群安裝脫粉器,并獎勵飼喂糖水,以刺激產漿積極性。將6種不同蛋白質水平的配合飼糧及油菜花粉分別按飼糧(配合飼糧、油菜花粉)∶糖∶蜜(1.0∶1.0∶0.2)的比例混勻后加入適量飲用水,反復揉搓,直到無塊狀能攥成團狀為止。將飼糧制成餅狀,每群每次飼喂500 g,放置在隔王板上供蜜蜂采食,每3 d觀察1次,吃完再加并及時清理剩余發(fā)霉飼糧。
表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %
1.3.1 蜂群采食量的測定
在預試期,各群飼喂500 g飼糧,放在隔王板上供蜜蜂采食1周,使蜂群適應。1周后取出每群剩余的飼糧,然后正試試驗,從開始到試驗結束記錄每群采食量,并計算出每組干粉消耗量。
1.3.2 咽下腺解剖及小囊面積的測定
各組蜂群飼喂21 d后標記剛出房工蜂,分別在工蜂4、7和10日齡時,每群取20只工蜂,于-20℃冷凍麻醉。剪下工蜂頭部,剪去觸角及口器,放在有少量蒸餾水的蠟盤中,在光學顯微鏡下用鑷子在口器部將顱腔上部和下部外殼分開,再用解剖針挑去咽下腺周圍脂肪體、頭唾腺,挑出2條咽下腺,用顯微鏡拍照。用1 mm線校準刻度,在同等放大倍數下用測量系統測量咽下腺小囊面積。公式為:小囊面積(mm2)=Na×(Nmm)2,Na代表每個小囊內的像素個數,Nmm代表1 mm線內每個像素的寬度。每群解剖4只蜜蜂,每只測量 5 個小囊面積[5]。
1.3.3 咽下腺蛋白質含量的測定
每群取10只標記的7日齡工蜂,冷凍麻醉,解剖出咽下腺,-20℃貯存于1.5 m L離心管中以待測咽下腺蛋白質含量。
樣本前處理:每群解剖2~3只工蜂,每只工蜂都取出2條咽下腺,用吸水紙吸去多余水分,放入1.5 m L離心管。準確稱取咽下腺的重量,按重量體積比加生理鹽水配制成2%的組織勻漿,并超聲處理1 m in,5 000 r/m in離心10 m in,然后取組織勻漿上清,待測。
蛋白質測定:用Bradford蛋白質定量試劑盒(包含染液和牛血清蛋白標準溶液)測咽下腺的蛋白質含量[6],先用牛血清蛋白標準溶液繪制標準曲線,取30μL樣品上清液,加入染液,混勻,室溫放置10 m in,用分光光度計于595 nm處測出吸光度,代入標準曲線計算樣品中的蛋白質含量。
1.3.4 產漿量及王臺接受率的測定
移取孵化后約24 h工蜂小幼蟲,移蟲后每3 d取漿1次,每次取漿時統計移蟲臺數和接受臺數,接受臺數除以移蟲臺數為王臺接受率;用電子稱稱量王漿重量,計算每群每次的產漿量。
試驗數據用平均值±標準誤(ˉχ±SE)表示,數據統計采用SAS 8.0統計軟件ANOVA程序進行單因子方差分析,平均數用Duncan氏法進行多重比較,顯著水平為P<0.05。
由表2可知,試驗組蜂群采食量顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)低于對照組。隨著飼糧蛋白質水平的提高,蜜蜂采食量呈現先升高后下降的變化趨勢,當蛋白質水平為30%時達到最高,且顯著(P<0.05)高于15%和40%蛋白質飼糧組。
由表2可知,隨著飼糧中蛋白質水平的提高,工蜂咽下腺蛋白質含量呈先升高后降低的趨勢。其中,35%蛋白質飼糧組工蜂咽下腺蛋白質含量最高,但與30%蛋白質飼糧組差異不顯著(P>0.05);30%、35%蛋白質飼糧組工蜂咽下腺蛋白質含量與15%、20%、25%蛋白質飼糧組差異顯著(P <0.05),15%、20%、25%蛋白質飼糧組之間差異不顯著(P >0.05),但均顯著(P <0.05)高于40%蛋白質飼糧組和對照組,40%蛋白質飼糧組和對照組差異不顯著(P>0.05)。
表2 飼糧蛋白質水平對蜜蜂采食量和工蜂咽下腺蛋白質含量的影響Table 2 Effects of dietary protein levels on feed intake and protein content of hypopharyngeal gland in w orker bees
如圖1所示,工蜂咽下腺小囊面積隨日齡的增加(4~10日齡)而不斷發(fā)育增大。飼糧蛋白質水平對3個日齡段工蜂咽下腺小囊面積的影響有著相似的趨勢:隨著飼糧蛋白質水平的提高,工蜂咽下腺小囊面積呈現先增大后減小的變化趨勢,且均在蛋白質水平為30%時達到最大。對于4日齡工蜂,30%蛋白質飼糧組工蜂咽下腺小囊面積最大,與35%蛋白質飼糧組差異不顯著(P>0.05),但于其他蛋白質飼糧組及對照組相比,差異顯著(P <0.05)或極顯著(P <0.01);對于7日齡工蜂,30%蛋白質飼糧組的工蜂咽下腺小囊面積最大,與25%、35%蛋白質飼糧組及對照組差異不顯著(P >0.05),顯著(P <0.05)或極顯著(P<0.01)高于其他蛋白質飼糧組;對于10日齡工蜂,30%蛋白質飼糧組工蜂咽下腺小囊面積顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)高于其他蛋白質飼糧組,但與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。
如表3所示,從總產漿量來看,隨著飼料中蛋白質水平提高,總產漿量呈先升高后降低的趨勢,以30%蛋白質飼料組產漿量最高,且顯著(P<0.05)高于對照組、15%和40%蛋白質飼料組。
對于王臺接受率,同樣隨著飼料中蛋白質水平的提高,王臺接受率呈現先升高后降低的變化趨勢,蛋白質含量為30%時接受率最高,與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。
圖1 飼糧蛋白質水平對工蜂咽下腺小囊面積的影響Fig.1 Effects of dietary protein levels on acini area of hypopharyngeal gland in worker bees
同一日齡數據標注相間字母表示差異極顯著(P<0.01),相鄰字母表示差異顯著(P<0.05),相同字母表示差異不顯著(P >0.05)。
At the same day of age,values w ith alternate letter superscriptsmean significant difference(P <0.01),w ith adjacent letter superscripts mean significant difference(P<0.05),and w ith the same letter superscriptsmean no significant difference(P >0.05).
表3 飼糧蛋白質水平對蜜蜂產漿量和王臺接受率的影響Table 3 Effects of dietary protein levels on production of royal jelly and the acceptance rate of queen cells of bees
蜜蜂采食量受蜜蜂自身、飼料、環(huán)境和飼喂技術等因素的影響,就飼料本身而言,其適口性、能量濃度及蛋白質水平均不同程度地影響采食量。飼料的適口性決定飼料被蜜蜂接受的程度,蜜蜂一般對甜味比較敏感,所以飼喂蜜蜂的人工飼糧中都不同程度的添加白砂糖;飼料中缺乏蛋白質會降低采食量,因為蛋白質缺乏降低了消化酶的合成量;當飼糧中蛋白質水平過高也會降低采食量,其機理可能是由于蛋白質的熱增耗高,引起體內溫度升高而引起[7-8]。正如表2所示,各不同水平蛋白質飼糧組的采食量均顯著或極顯著低于對照組,這說明蜂花粉是蜜蜂最理想的蛋白質飼料。就人工蛋白質飼料而言,意蜂對蛋白質飼料的采食量有一個很明顯的趨勢,即隨著飼料中蛋白質水平的提高,蜜蜂采食量呈先升高后降低,并以蛋白質含量為30%時蜜蜂采食量最高,說明蜜蜂喜食此水平的蛋白質飼料。
蜂群對花粉最主要的利用方式是將花粉中的營養(yǎng)物轉換成富含蛋白質的蜂王漿,而這種轉換則在工蜂咽下腺內實現[9]?;ǚ凼欠淙核璧鞍踪|的唯一來源,咽下腺的發(fā)育和蛋白質的合成必須消耗蛋白質[6],Peters 等[10]研究了花粉飼糧對工蜂咽下腺提取蛋白質含量的影響,試驗表明飼糧中增加花粉能促進工蜂咽下腺蛋白質合成以至于獲得更多的蛋白質提取量,這說明工蜂咽下腺的發(fā)育和蜂王漿的合成必須以蛋白質為物質基礎。本試驗測定了不同日齡(4、7和10日齡)工蜂咽下腺小囊面積及7日齡工蜂咽下腺蛋白質含量,結果表明,隨著工蜂日齡的增加,其咽下腺小囊面積不斷增大,不同蛋白質水平飼糧對工蜂咽下腺小囊面積及咽下腺蛋白質含量的影響均是隨著飼糧中蛋白質水平的提高呈先升高后降低的趨勢,并以飼糧中蛋白質水平為30%時工蜂咽下腺小囊面積最大及蛋白質含量達到最高,且明顯高于對照組和其他蛋白質飼糧組。
與對照組相比,蛋白質飼糧組采食量少,然而工蜂咽下腺蛋白質含量顯著高于對照組,咽下腺小囊面積與對照組差異不顯著,這說明消耗得多并不意味著可測得的蛋白質水平就高,特別是花粉粒有一層難以消化的蠟壁,可能影響了蜜蜂對花粉中某些營養(yǎng)物質的吸收,這與DeGrandi-Hoffman 等[9]研究結果相似。
蜂王漿產量及王臺接受率受很多因素的影響,Mouro 等[11]、Kumova 等[12]及 Sahinler等[13]研究了季節(jié)和基因型對蜂群產漿量和王臺接受率的影響,李蕊等[14]研究了不同時長對產漿量的影響。產漿量不僅受蜂種、季節(jié)、泌漿蜂日齡、蜜蜂源及取漿時間的影響,還受飼糧營養(yǎng)水平的影響[12-15]。Perlin[16]實現了糖加奶粉作為蜜蜂飼糧的應用,且產漿量明顯高于添加豆粉的飼糧組;羅建能等[17]指出產漿期可用鮮牛奶作為蜜蜂蛋白質飼料,因為其產漿量明顯高于純花粉組和豆粉組,這證明蛋白質水平和質量均影響蜂王漿產量。
很多有關應用花粉代用品或花粉補充物對蜂王漿增產效果的研究,其增產機理無非是花粉代用品或花粉補充物促進了工蜂咽下腺的發(fā)育,使咽下腺小囊更飽滿獲得更多的蛋白質提取物,提高了工蜂咽下腺合成和分泌蜂王漿的速率,延緩了工蜂咽下腺的退化,從而增加了蜂王漿的產量。王臺接受率一方面能反映蜂群內工蜂的哺育性,另一方面與產漿量有一定的相關性。本研究結果表明:隨著飼糧中蛋白質水平的提高,蜂群總產漿量及王臺接受率均呈現先升高后降低的趨勢,主要因為高蛋白質飼糧對工蜂咽下腺發(fā)育有促進作用,但過高的蛋白質對咽下腺發(fā)育反而有一定的抑制作用,這與前文提到的不同蛋白質水平飼料對工蜂咽下腺發(fā)育的結果一致,同時也證明咽下腺發(fā)育與產漿量之間有一定的正相關性。
蜜蜂產漿期飼糧蛋白質水平為30%時,工蜂咽下腺發(fā)育最好,產漿量最高。
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