中华蜜蜂报警信息素的生物活性检测

李新宇　董诗浩　谭　垦

（云南农业大学东方蜜蜂研究所，昆明650201）

中华蜜蜂报警信息素的生物活性检测

李新宇董诗浩谭垦

（云南农业大学东方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜜蜂是一种典型的社会性昆虫，生活在黑暗的蜂巢中，个体之间的信息交流主要是通过信息素。在蜜蜂蜂群中，信息素可以在蜂群的防卫行为中发挥重要作用。当蜜蜂受到侵害或惊扰时便进行反击，蜜蜂会从上颚腺和蜇针腺体产生报警信息素，能引起同巢守卫蜂的蜇刺反应和自卫行动。本实验对中华蜜蜂的报警信息素成分进行了检测，同时利用实验检测中华蜜蜂报警信息素的生物活性。结果表明，报警信息素能在很大程度上诱导蜜蜂的防卫行为。

中华蜜蜂；报警信息素；防卫行为；生物测定

1　引言

报警信息素是蜂群中遇到外界干扰或危险时蜜蜂个体所释放的提醒或招募其他蜜蜂个体驱避或攻击等防御行为的一种信息素。

当蜜蜂受到侵害或惊扰时便奋起进行反击。当工蜂在蜇刺时，从蜇针腺分泌一种警告信息素标记在“敌体”上，当作其他蜜蜂攻击的靶子。1966年Boch等首次从西蜂工蜂蜇针腺分泌物中鉴定出报警信息素的一个主要成分为乙酸异戊酯［1］，它有类似香蕉的气味。一般说来刚出房的工蜂蜇针内没有乙酸异戊酯，但它们的日龄达到15～20日龄时，乙酸异戊酯的含量可以达到1～3μg/只。后来，又有20余种成分被陆续鉴定出来［2］，如乙酸正丁酯，乙酸正已酯，乙酸正辛酯等。

工蜂报警信息素功能是在外来的侵袭者袭击时，工蜂用蜇针刺向来犯者，并把蜇针留在侵袭者体内，蜇针内释放的报警激素在空气中很快传播，从而标明了侵袭者的方位。同时，从蜇针基膜释放出报警信息素吸引其他守卫蜂产生攻击行为［3］。由于这些物质挥发得快，一旦侵犯终止，“警报”也随之解除，蜂群便又恢复了平静。

工蜂的上颚腺能分泌另外一种报警信息素。当工蜂向来犯者蜇刺攻击时，常常用上颚咬住对方，将一些化学物质涂在那里，以引导其他蜜蜂前去进攻。据Shearer和Boch鉴定这种报警信息素的主要成分为庚酮-2［4］。

工蜂的蜇针腺是蜜蜂报警信息素的主要来源。乙酸异戊酯的报警强度是2-庚酮的20～70倍［5］。报警信息素的某些成分带有强烈的薰衣草和茉莉气味，增强警戒蜂产生的气味信号，另外挥发物中的其他成分还对守卫蜂的反应频率、速度、持续时间、强度产生作用。

除了意大利蜜蜂，其他品种的蜜蜂，如中华蜜蜂、小蜜蜂，大蜜蜂等也都能通过释放报警信息素动员起来进行自卫。像菲律宾的大蜜蜂，经常会倾巢而出，猛烈地向来犯者进攻［6］。本研究就中华蜜蜂报警信息素主要成分进行测定，并就这些的生物活性进行检测，从而探讨蜜蜂的防御生物学。

2　材料与方法

实验在云南农业大学东方蜜蜂研究所的实验蜂场进行。其他实验材料还包括东方蜜蜂（Apis cerana）、昆虫针、蜡盘、计时器、计数器、滤纸、镊子、冰箱、自制蜜蜂采集瓶、试管、样品收集瓶、固相微萃取针。主要试剂有甲醇、正己烷等。使用的仪器主要有Agilent 7890B型气相色谱仪，质谱仪等。

蜜蜂样本采集于云南农业大学东方蜜蜂研究所蜂场内，从中随机选取几群群势较强蜂群的出巢采集蜂。

2.1中华蜜蜂报警信息素主要成分的测定

本实验采用气质联谱法来测定中华蜜蜂报警信息素的主要成分。首先将采集回的蜜蜂转移至实验室中，在冰箱中冰冻麻醉，之后取出蜜蜂用镊子把蜜蜂毒囊取出。每次取3～5只蜜蜂的毒囊，将取出的毒囊放入样品瓶中。由于蜜蜂报警信息素的主要成分易挥发，所以我们把固相萃取针针头从玻璃小瓶瓶盖上的橡胶模上插入，打开固相萃取针萃取30 min。萃取结束后，取出萃取针，在气相色谱上进样检测。再通过质谱仪检测出中蜂报警信息素的具体主要成分和含量。或者采用有机溶剂萃取法，每次取3～5只蜜蜂的毒囊，将取出的毒囊放入样品瓶中。向样品瓶中加入1 ml正己烷，没过样品毒囊。之后用针刺破毒囊，萃取30 min。取出萃取液，进行检测。

2.2中华蜜蜂报警信息素的生物活性检测

我们选取几群群势较强的蜂群，使用自制的蜜蜂采集瓶从巢门口抓取出巢的蜜蜂，之后放入冰箱冷冻麻醉。用昆虫针插如蜜蜂胸部固定在蜡盘上。用小镊子把蜜蜂毒囊拔出，每次取3只蜜蜂的毒囊放在滤纸上；将滤纸放在离巢门口不远处，之后统计0～3min，3～6 min，6～9 min三个时间段内蜜蜂飞到滤纸上的只数。同时取一张无任何物质的滤纸放在巢门口作为对照组；同样记录3个时间段内蜜蜂飞上滤纸的个数。每群蜜蜂实验重复3次，每天进行1次，且在基本一致的天气情况以及时间下进行。

3　结果与分析

3.1中华蜜蜂报警信息素成分的检测结果

图1　中华蜜蜂报警信息素成分检测的色谱图

通过GC-MS分析从蜜蜂毒囊提取的报警信息素成分发现，其主要成分是乙酸异戊酯和乙酸苄酯，还包括乙酸正丁酯，乙酸正已酯，乙酸正辛酯，乙酸正癸酯，乙酸苯酯，乙酸二十酯，辛酸，苯甲酸，苯酚，对甲酚，正丁醇，正戊醇，异戊醇，正辛醇，十八醇，二十醇以及顺-11-二十碳烯-1-醇等二十余种成分。检测出的报警信息素成分与西方蜜蜂报警信息素成分基本一致。

3.2中华蜜蜂报警信息素生物活性检测结果

图2　蜜蜂攻击滤纸的情况

通过实验可以发现，当滤纸上有毒囊时，巢门口的防卫蜂以及部分回巢的采集蜂会有撞击或者撕咬滤纸的行为，并且附近蜜蜂显得焦躁不安。实验组撞击滤纸的蜜蜂个数明显比对照组多。根据重复测量方差分析可知实验组，对照组P＜0.01，差异显著。由此可以证明，蜜蜂报警信息素对蜜蜂，特别是防卫蜂有较明显的诱导防卫行为的作用。

4　讨论

我们的研究结果表明，有毒囊的滤纸比起空白滤纸招致更多的攻击行为，可以认为中华蜜蜂的报警信息素同西蜂等蜂种的报警信息素在作用上大体一致，能在很大程度上诱导蜜蜂的防卫行为。

守卫蜂监察蜂群巢门口，监测同群蜜蜂的进出与非同群蜜蜂的入侵［7］。Wittmann［8］等发现守卫蜂在遇到危险的时候会利用气味作为线索来进行攻击。蜜蜂会挥动它们的翅膀，做出攻击警告的姿势，飞向移动目标，如黑色的物体，甚至进行针刺攻击［9］。我们的实验观察到许多蜜蜂会围绕有毒囊的滤纸乱飞，但没有明显的攻击行为，我们推测蜜蜂攻击时需要一个视觉线索，而滤纸可能不是一个合适的视觉线索，在这一问题上我们还需要进一步研究。

［1］Boch Rand Shcarcr D A.Iso-pentyl acetate in stings of honeybees of different ages.Journal of Apicultural Research 1966，5： 65-70.

［2］Free J B.Pheromone ofSocial Bees.Chapman and Hall，NewYork， 1987.134-143.

［3］苏荣.蜜蜂信息素的研究进展 ［J］.福建农业大学学报，1995（24）2：231-237.

［4］Shearer D A，Boch R.2-heptanone in the mandibular gland secretion ofthe honeybee.Nature，1965，206：530.

［5］Boch R，Shearer D A，Petrasovits A.Efficacies of two alarm substances ofthe honeybee［J］.J.Inse.Physiol.1970，16：17-24.

［6］Morse and Laig.Apis dorsata in the Philippines.Monograph from the Philippine Association of Entomology，1969，1：1-96.

［7］Breed MD.Defensive behavior.See Ref［J］.1991，127：299-308.

［8］Wittmann D，Radtke R，Zeil J，et al.Robber bees（Lestrimelitta limao）and their host chemical and visual cues in nest defense by Trigona（Tetragonisca）angustula（Apidae：Meliponinae）［J］.J. Chem.Ecol，1990，16：631-641.

［9］Bowden RM，Garry MF，Breed MD.Discrimination of con-and heterospecific bees by Trigona（Tetragonisca）angustula guards［J］. J.Kansas Entomol.Soci，1994，67：137-139.

The biological activity test of the Apis cerana alarm pheromones

Li XinyuDong ShihaoTan Ken
（Eastern Bee Research Institute of Yunnan Agricultural university，kunming 650201）

The bee is a kind of typical social insects，life in the darkness of the hive，exchange of information between individuals mainly through the pheromone.In honeybee colonies，pheromones can play an important role in the defense of the swarm behavior.When bees are violated or disturbed，they will fight back，the bees will produce alarm pheromones from the upper jaw gland and venom glands，can recruit nest mates to have sting reaction and self-defense action.This experiment for the bee alarm pheromone components were tested，and at the same time using the experimental detection of the biological activity of the honeybee Apis cerana’s alarm pheromones.Results show that the alarm pheromones can induce defense behavior.

Apis cerana；alarm pheromones；defensive behavior；bioassay

国家自然基金项目（项目编号：31260585）

李新宇（1989-），男，山东淄博人，在读硕士研究生，主要从事蜜蜂生物学研究。

谭垦，男，教授，博导，主要从事蜜蜂生物学研究，E-mail：eastbee@sina.com。