楊曉毅 鄧曉剛 張爽 周俊

摘要：選擇具有養(yǎng)蜂傳統(tǒng)的宜昌地區(qū)作為研究地，對(duì)中華蜜蜂（Apis cerana cerana）的種群特征與其多樣性，進(jìn)行基于形態(tài)遺傳學(xué)的調(diào)查研究。研究表明，中華蜜蜂的4個(gè)主成分均能反映出工蜂形態(tài)特征的信息量，多個(gè)形態(tài)指標(biāo)也同時(shí)反映出對(duì)種群間變異的貢獻(xiàn)。對(duì)湖北省宜昌丘陵山區(qū)中華蜜蜂主要分布區(qū)域9個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)定和分析，形態(tài)標(biāo)記研究表明，湖北宜昌地區(qū)中華蜜蜂具有豐富的遺傳多樣性。

關(guān)鍵詞：中華蜜蜂（Apis cerana cerana）；三峽丘陵地區(qū)；種質(zhì)資源；形態(tài)測(cè)量法

中圖分類號(hào)：S891 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2018）16-0093-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.16.022 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Germplasm Status of Apis cerana cerana in Yichang Area of Hubei Province

YANG Xiao-yi1，2，DENG Xiao-gang2，ZHANG Shuang2，ZHOU Jun2

（1.College of Life Sciences，Chongqing Normal University，Chongqing 401331，China；

2.College of Machinery Engineering，Chongqing University of Science and Technology，Chongqing 401331，China）

Abstract： The Yichang area with beekeeping tradition was selected as the research area. The population characteristics and diversity of the Apis cerana cerana were investigated based on morphological genetics. It is found that the 4 principal components of the honeybee can reflect the amount of information of the morphological characteristics of the worker bee， and the multiple morphological indexes also reflect the contribution to the variation among the population. 9 samples of the main distribution area of A. cerana cerana in the hilly and hilly areas of Yichang， Hubei， were measured and analyzed. The morphological markers showed that the A. cerana cerana in the Yichang area of Hubei was rich in genetic diversity.

Key words： Apis cerana cerana； Three Gorges hilly area； germplasm resources； morphometry

中華蜜蜂（Apis cerana cerana）又稱中華蜂、中蜂、土蜂，是東方蜜蜂的一個(gè)亞種，屬中國(guó)獨(dú)有蜜蜂品種，是以雜木樹(shù)為主的森林群落及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的主要傳粉昆蟲(chóng)。宜昌市養(yǎng)蜂業(yè)是其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)行業(yè)，在湖北省養(yǎng)蜂業(yè)中處于領(lǐng)先地位。據(jù)2014年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，宜昌市養(yǎng)殖西蜂7.6萬(wàn)群、中華蜜蜂近2萬(wàn)群，西蜂戶數(shù)984戶，將近1/2養(yǎng)蜂戶的養(yǎng)殖規(guī)模在50群以上，全年蜂蜜產(chǎn)量6 200 t，蜂王漿產(chǎn)量280 t，蜂產(chǎn)品總產(chǎn)值13 800萬(wàn)元[1]。而中華蜜蜂養(yǎng)殖一直以丘陵山區(qū)農(nóng)戶小規(guī)模散養(yǎng)為主，養(yǎng)蜂戶數(shù)量龐大而不可考，很多農(nóng)戶習(xí)慣于在房前屋后放置幾個(gè)蜂桶收蜂養(yǎng)蜂，以“望天收”的模式進(jìn)行中華蜜蜂養(yǎng)殖，能夠增加部分家庭的收入。近十年來(lái)，湖北省武漢市養(yǎng)蜂業(yè)及蜂產(chǎn)品加工業(yè)不斷壯大，但宜昌市養(yǎng)蜂業(yè)、加工業(yè)及產(chǎn)品貿(mào)易卻徘徊不前。同時(shí)，西方蜜蜂的大量引入，使得宜昌本土中華蜜蜂數(shù)量銳減、品質(zhì)退化、地域縮小，在一定程度上影響了一些植物的生存和繁育，使物種資源的多樣性降低，破壞了當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境平衡和穩(wěn)定?；诖?，應(yīng)當(dāng)對(duì)湖北省宜昌市中華蜜蜂展開(kāi)研究和保護(hù)，保護(hù)當(dāng)?shù)刂腥A蜜蜂獨(dú)特的遺傳基因，研究蜜蜂的產(chǎn)蜜力，蜂王的產(chǎn)漿力，培育新的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的蜜蜂品種，維護(hù)宜昌地區(qū)物種資源的豐富度，維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡和多樣性，促進(jìn)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收，又能夠通過(guò)中華蜜蜂養(yǎng)殖使農(nóng)戶獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

20世紀(jì)60年代以前，研究人員主要通過(guò)研究蜜蜂的外部形態(tài)特征及其地理分布情況來(lái)反映蜜蜂的物種多樣性；20世紀(jì)60年代以后，蛋白質(zhì)電泳技術(shù)逐漸運(yùn)用于蜜蜂多樣性研究，包括基因表達(dá)產(chǎn)物（同工酶）、染色體帶型分析、染色體組型分析等；近20年來(lái)，主要采用分子生物學(xué)技術(shù)在DNA水平上研究不同蜜蜂種群遺傳結(jié)構(gòu)、種群分化與多樣性分析，由于單一的技術(shù)手段只能反映DNA或蛋白質(zhì)或形態(tài)上的特征，不能整體反映蜜蜂的遺傳多樣性，所以需要多重手段的綜合交叉運(yùn)用[2]。目前，蜜蜂形態(tài)學(xué)分析方法是調(diào)查蜜蜂的遺傳資源、分析遺傳結(jié)果和鑒定品系以及品種的主要手段和方法，是蜜蜂研究者應(yīng)用的最重要和最基礎(chǔ)的分析工具[3-6]。

本研究中宜昌市丘陵地區(qū)的中華蜜蜂，擬采用Ruttner[7]的蜜蜂分類方式，通過(guò)測(cè)量采集的中華蜜蜂樣本的外部形態(tài)特征，對(duì)不同采集地的中華蜜蜂進(jìn)行歸類聚并的統(tǒng)計(jì)鑒定。結(jié)合采樣點(diǎn)的氣候信息（年積溫、最低溫、最高溫、降雨量、常年風(fēng)向等）、植被信息及采樣點(diǎn)的一般情況、蜂場(chǎng)信息、蜂群病史、工蜂體色、生產(chǎn)性能等，參照《動(dòng)物遺傳資源調(diào)查目錄》里對(duì)于蜜蜂部分要求檢測(cè)的內(nèi)容指標(biāo)，對(duì)湖北省宜昌市丘陵山區(qū)中華蜜蜂主要分布區(qū)域9個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)定和分析研究，旨在為研究和保護(hù)利用湖北省宜昌市丘陵山區(qū)的中華蜜蜂資源提供科學(xué)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)備

本研究中華蜜蜂樣本采樣自宜昌市夷陵區(qū)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小峰鄉(xiāng)、下堡坪鄉(xiāng)，龍泉鎮(zhèn)，包括宜昌市西北至東北方向典型的丘陵山區(qū)地段，如表1所示。采樣目標(biāo)為農(nóng)戶自養(yǎng)散養(yǎng)的中華蜜蜂蜂群，規(guī)模都不大。每個(gè)蜂群采集工蜂50只，裝在50 mL采樣管內(nèi)，并灌入無(wú)水乙醇?xì)⑺兰敖?。采集時(shí)間為2017年4月25日，每個(gè)采樣點(diǎn)的形態(tài)測(cè)定用樣本量n=5。試驗(yàn)所用設(shè)備如表2所示。

1.2 方法

根據(jù)Ruttner[7]所提出的蜜蜂形態(tài)測(cè)量方法對(duì)中華蜜蜂外部形態(tài)進(jìn)行測(cè)量，每組樣本中選取5只體型完整無(wú)破損的工蜂，解剖并制作每只中華蜜蜂的吻、第三和第四背板和右前翅的臨時(shí)裝片，使用LY-WN超清顯微鏡系統(tǒng)（成都勵(lì)揚(yáng)精密機(jī)電有限公司）觀察拍照，利用LY-M-Toupview測(cè)量分析軟件進(jìn)行測(cè)量，分別得到吻長(zhǎng)（Pro）、第三背板長(zhǎng)（T3）、第四背板長(zhǎng)（T4）、前翅長(zhǎng)（FL）、前翅寬（FB）、肘脈a（a）、肘脈b（b）的原始數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲得需要的6 個(gè)形態(tài)指標(biāo)，除了以上原始數(shù)據(jù)還有翅面積（AW）和肘脈指數(shù)（Ci）。

1）測(cè)量中華蜜蜂吻長(zhǎng)。用鑷子從浸泡在無(wú)水乙醇中的中華蜜蜂標(biāo)本取出，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇，分離開(kāi)頭部，然后按圖1所示，將吻部輕輕展開(kāi)放在載玻片（涂有凡士林）上，盡量保持前鄂、后鄂和中唇舌處于一條直線上，然后在讀數(shù)顯微鏡LY-WN下測(cè)量中華蜜蜂的吻的長(zhǎng)度。

2）測(cè)量中華蜜蜂的背板長(zhǎng)度。取出浸泡于無(wú)水乙醇中的中蜂樣本，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇。在蜜蜂腹部進(jìn)行解剖，仔細(xì)取下第3、4背板，并放置在涂有一層水的載玻片上，做好臨時(shí)裝片。使用超清顯微鏡觀測(cè)第3、4背板，再使用測(cè)量分析軟件對(duì)第3、4背板的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。

3）測(cè)量中華蜜蜂的右前翅相關(guān)參數(shù)。取出浸泡于無(wú)水乙醇中的中華蜜蜂樣本，在干凈濾紙上輕裹吸掉多余的乙醇。捋順蜜蜂右前翅，然后輕輕取下，再小心地在投影膠片上將其固定。將制作完成的翅板放在讀數(shù)顯微鏡下，測(cè)定蜜蜂右前翅的長(zhǎng)度、寬度、肘脈a、肘脈b的長(zhǎng)度，再計(jì)算出翅面積和肘脈的指數(shù)Ci（a/b），如圖2所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 中華蜜蜂外部形態(tài)測(cè)定結(jié)果

湖北宜昌丘陵地區(qū)9個(gè)樣點(diǎn)中華蜜蜂工蜂的外部形態(tài)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。下堡坪鄉(xiāng)采樣的中華蜜蜂翅長(zhǎng)平均值最大，為（9.16±0.10） mm，與分鄉(xiāng)鎮(zhèn)高場(chǎng)村中華蜜蜂、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)貓子河村中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05），與其他樣本中華蜜蜂差異顯著（P<0.05）；龍泉鎮(zhèn)金銀崗中華蜜蜂翅長(zhǎng)最小，為（8.75±0.05） mm，除與小峰鄉(xiāng)中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

下堡坪鄉(xiāng)的中華蜜蜂翅面積平均值最大，為（29.36±0.54） mm，除與分鄉(xiāng)整貓子河村的中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異均不顯著（P>0.05）；龍泉鎮(zhèn)金銀崗中華蜜蜂翅面積平均值最小，為（26.84±0.18） mm，與其他村的中華蜜蜂差異均不顯著（P>0.05）。

龍泉鎮(zhèn)金銀崗的中華蜜蜂吻的長(zhǎng)度平均值最長(zhǎng)，為（5.00±0.53） mm，除與小溪塔鎮(zhèn)廖家林村的中華蜜蜂差異不顯著外（P>0.05），與其他村的中華蜜蜂差異顯著（P<0.05）；下堡坪村中華蜜蜂吻的長(zhǎng)度最小，為（4.44±0.13） mm，除與小溪塔鎮(zhèn)麻家溪中華蜜蜂差異顯著外（P<0.05），與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

龍泉鎮(zhèn)金銀崗村中華蜜蜂肘脈指數(shù)最高，為4.73±0.68，下堡坪村的中華蜜蜂肘脈指數(shù)最低，為3.59±0.45，村與村間的中華蜜蜂均無(wú)顯著性差異（P>0.05）。

分鄉(xiāng)鎮(zhèn)貓子河村中華蜜蜂第3、4背板的總長(zhǎng)度最大，為（4.53±0.06） mm，與小溪塔鎮(zhèn)廖家林村的中華蜜蜂差異顯著（P<0.05），與分鄉(xiāng)鎮(zhèn)高場(chǎng)村、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)貓子河村中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。龍泉鎮(zhèn)金銀崗中蜂第3、4背板總長(zhǎng)最小，為（4.09±0.15） mm，與其他村的中華蜜蜂差異不顯著（P>0.05）。

2.2 各項(xiàng)形態(tài)測(cè)定值相關(guān)性分析

對(duì)6項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)之間的相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果見(jiàn)表4，對(duì)所測(cè)表型數(shù)據(jù)分析，吻的長(zhǎng)度與其他形態(tài)指標(biāo)顯示為都不相關(guān)（P>0.05），前翅的長(zhǎng)度、前翅的寬度、翅面積和第3、4背板的長(zhǎng)度之間的關(guān)系為極顯著相關(guān)（P<0.01）或者顯著相關(guān)（P<0.05）。

2.3 形態(tài)指標(biāo)之間的主成分分析

通過(guò)對(duì)9個(gè)樣點(diǎn)中華蜜蜂形態(tài)測(cè)定值的主成分分析求出，第1特征值的貢獻(xiàn)率是52.768%，第2、3、4特征值的貢獻(xiàn)率分別是17.131%、10.106%和14.150%。按照累積貢獻(xiàn)率超過(guò)85%，信息損失量低于15%的選擇原則，選取了前4個(gè)特征值，定義為第1、2、3、4主成分。表5反映了主成分結(jié)合的變異信息，用如下表達(dá)式：

F1=0.383X1+0.855X2+0.838X3+0.969X4-0.341X5+0.729X6；

F2=0.703X1+0.201X2-0.119X3+0.024X4+0.281X5-0.188X6；

F3=-0.570X1+0.108X2+0.070X3+0.098X4+0.653X5+0.267X6；

F4=0.085X1+0.208X2-0.488X3-0.213X4-0.087X5+0.515X6

2.4 各項(xiàng)形態(tài)測(cè)定值聚類分析

對(duì)湖北省宜昌市丘陵山區(qū)9個(gè)樣本的中華蜜蜂6項(xiàng)形態(tài)特征利用平均歐式距離分析法進(jìn)行系統(tǒng)聚類，聚類結(jié)果見(jiàn)圖3。結(jié)果表明，小溪塔鎮(zhèn)麻家溪、石門鎮(zhèn)天坑村的中華蜜蜂聚為一類，小峰鄉(xiāng)、貓子河村的3個(gè)樣本聚為一類，這兩類聚成一大類；分鄉(xiāng)鎮(zhèn)高場(chǎng)村、小溪塔廖家林村和下堡坪村聚為一類，龍泉鎮(zhèn)土門金銀崗中蜂聚為單獨(dú)的一支。

3 結(jié)論

通過(guò)形態(tài)指標(biāo)之間相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，湖北宜昌地區(qū)中蜂的右前翅的長(zhǎng)度、翅的寬度、翅面積的大小與第3、4背板的總長(zhǎng)度之間存在極顯著相關(guān)（P<0.01），吻的長(zhǎng)度與前翅的長(zhǎng)度、翅的寬度與第3、4背板的總長(zhǎng)度之間存在極顯著相關(guān)（P<0.01）。此外，肘脈指數(shù)與其他形態(tài)指標(biāo)則均不具有相關(guān)性（P>0.05），這就表明肘脈指數(shù)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的形態(tài)標(biāo)記。中華蜜蜂的4個(gè)主成分均能反映出工蜂形態(tài)特征的信息量，多個(gè)形態(tài)指標(biāo)也同時(shí)反映出對(duì)種群間變異的貢獻(xiàn)。

分析聚類圖顯示，小溪塔鎮(zhèn)麻家溪村和廖家林村中蜂地域較近，但沒(méi)有聚類在一起；而小峰鄉(xiāng)和分鄉(xiāng)鎮(zhèn)貓子河村的中華蜜蜂，直線距離超過(guò)20 km，而且相隔數(shù)座山頭，反而具有相近似的信息特征。形態(tài)標(biāo)記研究表明，湖北省宜昌地區(qū)的中華蜜蜂具有豐富的遺傳多樣性。

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