西方蜜蜂种质（遗传）资源的多样性——第41届国际养蜂大会“蜜蜂科学论坛”综述（一）

李兴安 薛运波

（吉林省养蜂科学研究所，吉林 132108）

第41届国际养蜂大会于2009年9月14日至25日在法国南部蒙比利埃市召开。大会的主题是“蜜蜂，监视人类生存环境的哨兵”。大会的“蜜蜂科学论坛”涵盖了蜜蜂科学的多个专题，而且以蜜蜂蜂群崩溃综合症（Colony collapse disorder）为特征的蜜蜂消失或蜜蜂蜂群消失是一个主要议题。蜜蜂消失的主要原因可以初步地归纳为蜜蜂感染病毒、细菌、真菌和寄生性螨虫等病源性物质因素，蜜蜂营养不良，环境毒素侵犯蜜蜂和不适当蜂群管理方式等的环境因素以及蜜蜂种质多样性减少等生物因素[1]。蜜蜂消失的流行病学发病趋势是首先冲击当地被引进的西方蜜蜂蜂群，而后迅速波及当地土生土长的西方蜜蜂蜂群。蜜蜂消失的结果不仅直接地影响了蜜蜂的授粉效果和生产能力，而且也间接地影响了蜜蜂业和农业的可持续发展。我们在重点关注了“蜜蜂科学论坛”中涉及蜜蜂种质多样性的39篇论文之后，形成了以西方蜜蜂种质资源信息数据的建立和完善，西方蜜蜂亚种和（或）地理类型的保护和繁育以及西方蜜蜂的优良性状选择和良种选育为内容的综述论文。这表明有关西方蜜蜂种质多样性的报道是目前蜜蜂学科的一个研究热点，本文综述了这个研究方向的最新进展。

1 西方蜜蜂种质资源信息数据的建立和完善

鉴定和评价西方蜜蜂种质资源需要使用多种技术和选择多个研究指标。鲁特涅（Ruttner F）等最初将研究昆虫分类所使用的传统形态测定分析移植到西方蜜蜂多样性的研究，目的是通过蜜蜂的传统形态测定分析来确定西方蜜蜂的亚种和（或）地理类型。之后，鉴定和评价西方蜜蜂种质的研究得到了发展。到目前为止，研究方法包括以形态学特征变量为研究指标的传统形态测定分析，以地理界标特征变量为研究指标的形态测定分析，以等位酶标记特征为研究指标的蛋白质多态性分析以及以DNA序列标记特征为研究指标的细胞核基因组（和线粒体基因组）和基因（和线粒体基因）的DNA多态性分析[2]。此外，以蜜蜂行为、习性、抗性和生产性能等特征变量为研究指标的定性和定量分析也是较为常见的研究方法。

西方蜜蜂种质的多样性是蜜蜂资源得以存在的前提。报道显示，26个西方蜜蜂亚种和（或）地理类型构成了西方蜜蜂种内多样性的基本范畴。在此基础之上，多变量的形态测定分析显示，这26个西方蜜蜂亚种和（或）地理类型被划分为4组地理结构类群（geographically structured groups）或4个进化血统（evolutionary lineages），即类群M，分布于西欧的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型；类群C,分布于北部地中海区域的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型；类群A，分布于非洲的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型；类群O，分布于土耳其和高加索地区的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型。而且，线粒体基因组长度和细胞核基因组微卫星位点的多态性分析共同显示，这26个西方蜜蜂亚种和（或）地理类型在系统发生图谱中呈现出不同的进化历程和分化结构[2]。

目前，由于分布在欧洲的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型几乎均是用于生产蜂王、生产蜂产品和为农作物授粉，因此蜜蜂完全被商品化了。基因组多态性分析和形态测定分析共同显示，饲养在农业区绿化带（agricultural landscapes）的蜜蜂与饲养在自然保护区（natural reserves）的蜜蜂均具有相似的多态性图谱类型和蜂群密度，未显示野生状态下蜜蜂的多态性图谱类型和蜂群密度。由于缺乏野生状态下蜜蜂的多态性图谱类型和蜂群密度的数据，遗传资源保护主义者认为需要对分布在欧洲的西方蜜蜂的种质资源进行再次鉴定和评价。

在希腊的多数地区，养蜂者已经习惯于饲养本地区的希腊蜜蜂（Greek honey bee），但是在个别地区也分布有从塞尔维亚引进的塞尔维亚蜜蜂（Serbia honey bee）。线粒体16S RNA基因序列的多态性分析显示，希腊蜜蜂仍然是希腊主要的西方蜜蜂地方类群[3]。土耳其是O类群西方蜜蜂的主要发源地之一。报道显示，17项形态学特征变量和19项地理界标特征变量是土耳其蜜蜂科研工作者为确定当地西方蜜蜂所选用的一组研究指标，这些指标的测定数据可以将分布在那里的0类群西方蜜蜂划分为5个亚种和3个地理类型[6]。斯洛文尼亚的主要地方类群之一是卡尼鄂拉蜜蜂。报道显示，肘脉指数、蜂盖子面积、群势、性情、分蜂倾向、蜂蜜产量，卫生清洁行为、微孢子虫感染数量等特征变量是斯洛文尼亚蜜蜂科研工作者为确定卡尼鄂拉蜜蜂所使用的一组研究指标[4]。

巴拿马较早地从北部地中海国家引进了西方蜜蜂。从1956年起非洲化蜜蜂通过自然分蜂的方式开始从巴西进入巴拿马，到1982年非洲化蜜蜂的发展势态对巴拿马被引进的西方蜜蜂构成了威胁，到2006年非洲化蜜蜂基本上替代了被引进的西方蜜蜂。翅脉脉序分析和线粒体基因组多态性分析共同显示，所有在1982年采集的蜜蜂样本具有介于非洲化蜜蜂与被引进的蜜蜂之间的翅脉脉序类型，80%在1982年采集的蜜蜂样本具有相似于非洲化蜜蜂的多态性图谱类型；但是，所有在2006年采集的蜜蜂样本具有非洲化蜜蜂的翅脉脉序类型和多态性图谱类型[5]。

2 西方蜜蜂亚种和（或）地理类型的保护和繁育

缺乏彻底防治方法的寄生性螨虫病和原因不明确的蜜蜂蜂群崩溃综合症，可能是导致目前西方蜜蜂蜂群数量下降的主要原因，并且呈现出西方蜜蜂亚种和（或）地理类型减少的趋势[6]。为此，美国养蜂工作者建议国际养蜂工作者协会联合会（简称国际蜂联）组建国际蜜蜂繁育协作委员会，会员国成员可以在快速诊断和及时排除蜜蜂精液和蜜蜂胚胎等遗传资源所携带的病原性物质之后，及时切断病原性物质在各国之间相互引种过程中的传播途径。报道显示，法国国家蜜蜂繁育工作者协会开始指定适合本地区饲养的卡尼鄂拉蜜蜂、高加索蜜蜂、欧洲黑蜂和BUCKFAST蜜蜂等为主要的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型，并且规定了它们各自的标准化管理方法[7]。

西方蜜蜂良好的农艺性状和生产性能是各国引进西方蜜蜂原种的主要原因，但是引种掩盖了当地蜜蜂的自然分布结构，甚至危及它们的生存和繁衍。线粒体基因组的多态性分析显示，在从遍布法国52个行政区采集的5247群蜜蜂样本中，73%样本是介于M和C组之间血统的西方蜜蜂亚种和（或）地理类型。据此，科西嘉岛保护基地、南部法国保护基地和北部法国保护基地构成了法国西方蜜蜂亚种和（或）地理类型的主要栖息场所[8]。此外，法国西南部的Landes地区是欧洲黑蜂Landes生态型的保护基地。

在保加利亚，养蜂工作者只饲养和繁育本地区土生土长的西方蜜蜂。苹果酸脱氢酶、苹果酸酶、非特异性脂酶和碱性磷酸酶等5个等位酶标记的多态性分析以及线粒体16S RNA、烟酰氨腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚单位5、细胞色素氧化酶亚单位I和II等4个基因的DNA标记的多态性分析共同显示，6个从保加利亚保护区不同地带采集的蜜蜂样本均不具有任何保护区外蜜蜂的多态性图谱类型[9]。在叙利亚，养蜂工作者只饲养和繁育叙利亚西方蜜蜂。线粒体细胞色素氧化酶亚单位I和II基因之间的非编码区DNA序列以及细胞核基因组14个微卫星位点的多态性分析共同显示，从保护区采集的蜜蜂样本不具有任何保护区外蜜蜂的多态性图谱类型[10]。

分布在丹麦的西方蜜蜂主要是欧洲黑蜂。1993年，丹麦政府决定在Lasq岛建立欧洲黑蜂繁育基地；2001年，繁育基地进一步缩小为Lasq岛的东部山区；2005年之后，蜂群数量趋于稳定。细胞核基因组26个微卫星位点的多态性分析显示，从繁育基地116群蜜蜂中采集的480只雄蜂样本具有一致的多态性图谱类型[11]。

马其顿蜜蜂是马其顿本土的西方蜜蜂。而在马其顿的一些边缘地区，来自塞尔维亚、克罗地亚和斯洛文尼亚等周边国家的西方蜜蜂通过基因渗入的方式将各自的遗传物质整合到了马其顿蜜蜂的基因组中。马其顿通过实施“国家养蜂业繁育工程”项目，相继建立和统一了马其顿蜜蜂的繁育技术体系，最终保护了那些稳定地表达防御行为、分蜂性能、抵抗疾病能力和蜜蜂生产性能等目的性状的马其顿蜜蜂[12]。

此外，西班牙在加纳利群岛(Canary island)建立了加纳利地理类型西方蜜蜂的保护基地。

3 西方蜜蜂的优良性状选择和良种选育

蜜蜂的抗性性状是蜜蜂能够抵抗寒冷、疾病和虫害等不利环境因素所具有的表现型，抗性性状的遗传基础是基因组的可遗传变异。在此基础之上，通过繁育技术选择抗性性状和通过杂交技术选育良种构成了育种工作的主要内容。蜜蜂抗寒性状影响了蜜蜂抗病能力，蜜蜂抗病能力影响了蜜蜂生产雄蜂的数量和雄蜂与蜂王交配时的个体适应性。就这个意义而言，蜜蜂抗寒性状通过影响蜜蜂抗病能力决定了蜜蜂的生殖能力。报道显示，德国实施的国家蜜蜂繁育计划项目就是将蜜蜂的抗寒性状应用到了蜜蜂的育种研究中[13]。这个计划的基本过程是首先在全国范围内寻找那些在不需要药物辅助条件下的越冬蜂群，这些遭受病源性物质危害程度最小的越冬蜂群具有强的繁殖能力，然后通过它们生产的雄蜂与健康蜂王交配的方式进行蜂王的生产。这个项目的实施确保德国每年提供4500多只生产用蜂王。

免疫应答是高等动物的机体受抗原性异物刺激后，体内免疫细胞发生一系列反应以排除抗原性异物的生理过程，其生物学意义在于通过清除体内抗原性异物的方式保持机体的相对稳定。决定免疫应答这个性状的基因群叫做免疫应答基因（immune response gene）。西方蜜蜂全基因组序列测定结果发现蜜蜂缺乏或没有免疫相关基因群（immunity related genes），这一发现与果蝇等其它昆虫具有免疫相关基因群形成了鲜明的对比。其原因可能是免疫相关基因群发生了进化，或者是被别的功能基因所取代，或者是被“蜜蜂个体防御行为”的相关基因所取代。报道显示，为了证明蜜蜂的免疫相关基因群可能与涉及蜜蜂抵抗美洲幼虫病和抵抗寄生性螨病的基因相关联，通过生物鉴定技术(药物对生物影响的鉴定；bio-assay)和数量性状基因座技术（quantitative trait locus）进行的染色体连锁分析显示，这2个抗病性状均具有遗传基础，即在雄蜂染色体组的主要抗性位点区域具有可供选择的等位基因[14]。

高地型和山区型高加索蜜蜂是土耳其西方蜜蜂的2个生态型。在土耳其东北部与格鲁吉亚交界的Artvin-Camili山区是山区型高加索蜜蜂的保种基地，Ardahan-Posof高地是高地型高加索蜜蜂的保种基地。报道显示，土耳其蜜蜂育种工作的主要内容是通过建立卫生清洁行为、攻击性和抵抗疾病等抗性指标的数据系统加快蜜蜂良种选育的研究进程。这里值得强调的一个抗性性状是卫生清洁行为。卫生清洁行为除了与蜜蜂抵抗寄生性螨病相关之外，尚与蜜蜂抵抗美洲幼虫病、蜜蜂抵抗白垩病和蜜蜂抵抗微粒体病等的抗性相关联。报道显现，测定蜜蜂的卫生清洁行为是丹麦选育抗病蜂种必须进行的一项工作，由于建立了这个定向选择技术体系，丹麦的8万多群蜜蜂已经不再遭受微粒体病的威胁。此外，罗马尼亚通过“国家研究计划”项目研发出评价和分类蜜蜂性状的应用软件，软件涉及的主要技术指标参数包括：蜂蜜产量，一个蜂群中蜜蜂个体的总数，幼虫是否存活、幼虫数量和幼虫质量，蜜蜂性情，封盖方式，分蜂倾向，疾病抗性，花粉采集量和形态测定指标等[15]。

[1]Peter Neumann.Colony losses:a global problem[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:161.

[2]Lionel Garnery.Biodiversity of the honeybee:evolutionary history and geographical races formation[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:36.

[3]Aykut Kence,Rahsan I.Tunca,Sinem Yigiter,et al.Morphometric discrimination of honeybee races and ecotypes in Turkey[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:49.

[4]Ales Gregorc,Vesna Lokar.Selection of Carniolan honeybee colonies(Apis mellifera carnica)for queen rearing[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:138.

[5]Tiago Mauricio Francoy,David W.Roubik,Dieter Wittmann,et al.Temporal changes in morphogenetic variability of Africanized bees in Panama after 24 years of Africanization[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:48.

[6]Malcolm T.Sanford.Conserving genetic Variability:A Global Concern [C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:83

[7]Oliver Verjus,Fedon T,Beder-Bresson E,et al.The French national bee breeders association and the breeding practice in France in 2009 [C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:136.

[8]Lionel Garnery,Agnes Rortais,Isabelle Giraud,et al.Analysis of the French livestock of the honeybee Apis mellifera using molecular markers:implication in conservation programs[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:131.

[9]Evgeniya lvanova,Maria Bouga.Genetic variability in honey bee populations from Bulgaria [C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:128.

[10]Mohamed Alburaki,Lli Alburaki,Lionel Garnery.Genetic analyses of Syrian honeybee populations(Apis mellifera syriaca)[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:129.

[11]Vincent Deitemann,Micheal Ellis,Per Kryger.Tissue and Subcellular Distribution of Carboxylesterase in Apis cerana and Apis mellifera(Hymenoptera:Apidae)[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:37.

[12]Aleksandar Uzunov,Hrisula Kiprijanovska,Sasho Gjurovski.Establishment of the national beekeeping breeding program in Republic of Macedonia [C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:82.

[13]Ralph Buchler,Marina Meixnerm Ina Heidinger.Natural selection on disease resistance implemented in a selective breeding program[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:83.

[14]Dieter Behrens,Florence Mougel,Eva Frey,et al.Mapping Genes for honeybee disease resistance:American Foulbrood and Varroa destructor[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:97.

[15]Eliza Cauia.The evaluation of honeybee colonies by using data base software with application in honeybee breeding programs[C].Scientific program of the Apimondia 2009 Congress,2009:138.