王　超　龔志文　李新宇　和紹禹　譚　墾

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜂王漿對(duì)工蜂學(xué)習(xí)記憶能力的影響

王超龔志文李新宇和紹禹譚墾

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜜蜂由于其較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，很早以前就開始被用于學(xué)習(xí)記憶方面的研究。然而飼喂蜂王漿方面的研究卻很少，本實(shí)驗(yàn)利用飼喂蜂王漿來探究蜂王漿對(duì)學(xué)習(xí)記憶能力的影響。實(shí)驗(yàn)通過給工蜂飼喂蜂王漿，到一定日齡后與喂食糖水的工蜂做學(xué)習(xí)記憶能力的比較，發(fā)現(xiàn)飼喂蜂王漿的組學(xué)習(xí)記憶能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于飼喂糖水的組。結(jié)果表明蜂王漿能在很大程度上提高工蜂的學(xué)習(xí)記憶能力。

蜂王漿；糖水；學(xué)習(xí)記憶；日齡

1　引言

蜂王漿是5～15日齡青年工蜂咽下腺和上顎腺分泌的一種乳白色或淡黃色、味辛辣酸澀略甜的漿狀物質(zhì)，是工蜂用來飼喂蜂王和蜜蜂幼蟲的一種高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［1,2］，它含多種有機(jī)成分及多種無機(jī)元素，幾乎所有的對(duì)人體和動(dòng)物機(jī)體具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的成分［3］。蜂王產(chǎn)下受精卵，受精卵經(jīng)過3 d孵化為幼蟲，由于幼蟲采食蜂王漿天數(shù)的不同，將發(fā)育成雌性生殖器官發(fā)育完全的蜂王和發(fā)育不完全的工蜂［4］。但蜂王漿對(duì)蜜蜂神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的影響目前所知較少。

蜜蜂的學(xué)習(xí)和記憶能力對(duì)蜜蜂個(gè)體和蜂群的發(fā)展具有極其重要的影響。蜜蜂在外進(jìn)行采集活動(dòng)時(shí)，花的氣味能吸引蜜蜂訪花采集，蜜蜂通過對(duì)花的氣味和位置建立起聯(lián)想記憶，使其能夠記住該蜜粉源位置，這樣蜜蜂便能多次往返于蜜粉源和蜂巢進(jìn)行花蜜采集［5］。

早在1983年，Bitterman等人結(jié)合巴甫洛夫條件反射原理創(chuàng)建了經(jīng)典的用于測(cè)試蜜蜂學(xué)習(xí)記憶模型實(shí)驗(yàn)的伸吻學(xué)習(xí)模型（proboscis extension response,PER）。并證明在對(duì)蜜蜂進(jìn)行氣味配對(duì)糖水獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)習(xí)3～6次即能達(dá)到高且穩(wěn)定的學(xué)習(xí)效率。本實(shí)驗(yàn)利用東方蜜蜂為研究對(duì)象探究蜂王漿對(duì)工蜂學(xué)習(xí)記憶能力的影響。

2　材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料、裝置及樣本采集

蜜蜂、自制蜜蜂采集瓶、標(biāo)記筆、自制蜜蜂固定管、注射器、氣泵、抽氣風(fēng)扇、橡膠管、秒表、糖水或蜂蜜、正己醛，冰箱等。

實(shí)驗(yàn)裝置由兩個(gè)平行的20 ml注射器、氣泵、抽氣風(fēng)扇以及橡膠管組成，兩個(gè)注射器內(nèi)都放有事先剪好的干燥濾紙片，其中一個(gè)注射器內(nèi)提供連續(xù)氣流；另外一個(gè)注射器內(nèi)在濾紙上滴有2 μl純凈正己醛原液，注射器尖端距離蜜蜂頭部1.5 cm，另一端連接閥門、Y型管和氣泵。在蜜蜂背后12 cm左右位置安裝直徑10 cm排氣裝置（見圖1）。

圖1　實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

蜜蜂樣本采自云南農(nóng)大東方蜜蜂研究所蜂場(chǎng)內(nèi)。從中選取一強(qiáng)群提取子脾用蜜蜂標(biāo)記筆標(biāo)記剛出房的幼蜂，放回蜂箱讓其在自然條件下正常生活，待到一定日齡（5、10日齡）時(shí)用采集瓶采集標(biāo)記蜜蜂待用。

2.2實(shí)驗(yàn)操作

將采集回的蜜蜂轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室中冰凍麻醉，在蜜蜂蘇醒之前將其固定在0.5 ml EP管中，待蜜蜂蘇醒，輕輕的用剪好的吸管套住蜜蜂腹部，使吸管正好卡在蜜蜂的翅膀和胸部中間。將吸管向前推至切好的離心管管頭，使蜜蜂剛好露出頭部，且頭部能自由活動(dòng)，觸角、口器完好無損，腹部能自由呼吸，然后扣上離心管管帽后整齊擺放。然后將固定好的蜜蜂在自然條件下饑餓2 h后進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶的測(cè)定。

訓(xùn)練前需進(jìn)行伸吻反應(yīng)測(cè)定及淘汰：先給蜜蜂一次非條件刺激（即糖水刺激，unconditional stimuli，CS，3 s），若無伸吻反應(yīng)則淘汰；再給淘汰后剩余的蜜蜂一次條件刺激（即正己醛氣味刺激，conditional stimuli，CS，5 s），若有伸吻反應(yīng)也淘汰，兩次淘汰后留下的蜜蜂即可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)采用Bitterman等創(chuàng)建的經(jīng)典蜜蜂伸吻學(xué)習(xí)模型，即PER（proboscis extension response）模型。具體操作方法：將蜜蜂放置于試驗(yàn)臺(tái)上出氣口前靜置15 s，待其穩(wěn)定后給予6 s的正己醛氣味刺激，同時(shí)在正己醛氣味刺激的第3 s開始給予3 s的糖水獎(jiǎng)勵(lì)，使得正己醛氣味刺激與糖水獎(jiǎng)勵(lì)同時(shí)結(jié)束，并記錄蜜蜂的伸吻情況。當(dāng)蜜蜂在只給予正己醛氣味刺激的3 s內(nèi)蜜蜂伸吻，則表明蜜蜂學(xué)習(xí)到了該種氣味，記為1，沒有則記為0。每次測(cè)試間隔10 min，每只蜜蜂都按上述操作重復(fù)訓(xùn)練6次。訓(xùn)練結(jié)束1 h、5 h、17 h后分別進(jìn)行三次學(xué)習(xí)檢測(cè)，測(cè)試蜜蜂對(duì)正己醛氣味的記憶情況：給予蜜蜂5 s的氣味刺激，記錄蜜蜂的伸吻情況。如果蜜蜂伸吻，則證明蜜蜂對(duì)該氣味產(chǎn)生記憶。

2.3統(tǒng)計(jì)

在6次訓(xùn)練中，用對(duì)正己醛氣味伸吻的比例繪制學(xué)習(xí)曲線。采用數(shù)據(jù)處理軟件SPSS19.0做數(shù)據(jù)處理，采用重復(fù)測(cè)量方差分析法來確定兩種處理和兩個(gè)日齡蜜蜂之間的差異性。作圖軟件采用Graphpad Prism 6。

3　結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，由圖可知：四組蜜蜂的學(xué)習(xí)能力都隨著訓(xùn)練次數(shù)的增加而有明顯的增長(zhǎng)，且蜜蜂在第二次和第三次訓(xùn)練時(shí)伸吻率上升的最快，并且在以后基本保持穩(wěn)定，上升幅度很小。記憶能力情況表現(xiàn)不穩(wěn)定，且總體水平上實(shí)驗(yàn)組伸吻率要優(yōu)于對(duì)照組，10日齡組要優(yōu)于5日齡組。

圖2　蜜蜂伸吻情況

根據(jù)重復(fù)測(cè)量方差分析得：可知t1、t4、t5、t6組P＞0.05,差異不顯著,t2、t3組P＜0.05差異顯著；記憶階段1 h P=0.14＞0.05，差異不顯著，5 h P=0＜0.05，差異顯著，17 h P=0.23＞0.05,差異不顯著。

4　討論

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)組飼喂蜂王漿的工蜂學(xué)習(xí)記憶能力都高于了對(duì)照組飼喂糖水的工蜂，訓(xùn)練時(shí)，在伸吻率極度增加的t2和t3組之間飼喂蜂王漿的和飼喂糖水的兩組蜜蜂間差異顯著，可以認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)工蜂的學(xué)習(xí)記憶能力有著較大的影響，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的蜂王漿相比于普通的蜂糧能在一定程度上提升工蜂學(xué)習(xí)記憶的能力。而在之后的三次訓(xùn)練中差異不顯著，推測(cè)這是因?yàn)槊鄯涞膶W(xué)習(xí)記憶能力已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的水平而導(dǎo)致。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蜂王漿不僅影響蜜蜂的生殖發(fā)育，同時(shí)也對(duì)蜜蜂神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育產(chǎn)生影響，最后影響蜜蜂的學(xué)習(xí)記憶能力。而蜂王漿對(duì)工蜂的影響絕不僅僅只體現(xiàn)在學(xué)習(xí)記憶方面。

［1］曾志江.養(yǎng)蜂學(xué)［M］.2009，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.

［2］劉仰文編著:蜂王漿［M］，1983，北京，農(nóng)業(yè)出版社.

［3］楊義方:中草藥［M］.1988,19（11）：33.

［4］曾志將.蜜蜂生物學(xué)［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2007.

［5］Reinhard J,Srinivasan M V,Zhang S.Olfaction:scent-triggered navigation in honeybees［J］.Nature,2004,427（6973）:411-411.

Effect of royal jelly to worker bees olfactory learning

Wang Chao，Gong Zhiwen，Li Xinyu，He Shaoyu，Tan Ken
（Eastern Bee Research Institute of Yunnan Agricultural university,kunming 650201）

Because of its good learning ability,the honey bee has been used in varieties of research about learning and memory.But there are few research about feeding royal jelly,In this paper.we investigate whether the royal jelly will contribution to the olfactory learning.The bees fed with royal jelly has better learning and memory than those bees fed with sucrose solution,and the difference is significant.

royal jelly,sucrose solution,olfactory,age

國(guó)家蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金CARS-45-kxj14

王超（1991-），女，在讀碩士研究生，主要從事蜜蜂生物學(xué)研究

譚墾，男，教授，博導(dǎo)，E-mail:eastbee@sina.com