自20世纪80年代中期以来,欧洲蜂群减少了25%以上,美国蜂群减少了近40%。威胁蜜蜂健康和生存的因素有很多,比如病虫害、农药、污染物、栖息地被破坏、全球气候变化等。其中,蜂螨通常被认为是影响蜂群健康的最重要因素。
中国农业科学院蜜蜂研究所(以下简称蜜蜂所)资源昆虫生物学与饲养团队联合国内外高校,对两种蜜蜂外寄生蜂螨的取食特性进行研究,揭示了蜂螨的取食习性及其高度适应性,为全面认识蜂螨、防治蜂螨提供了重要理论依据。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。
西方蜜蜂是自然界和农业生态系统中重要的传粉昆虫,其种群数量在全球范围内持续减少,已对生物多样性和粮食安全造成严重威胁。徐书法说,俗称大蜂螨的狄斯瓦螨通常被认为是影响蜂群健康的最重要因素。大蜂螨目前全世界都有分布,给全球蜂产业造成了巨大损失。另一种蜜蜂外寄生螨——俗称小蜂螨的梅氏热厉螨,目前在亚洲危害严重且具有全球传播的潜在风险。
大蜂螨最早的寄主是东方蜜蜂。但东方蜜蜂在与其长期协同进化的过程中形成了抗(耐)螨机制,将大蜂螨的侵染控制在较低水平,与其共存。上世纪中期,大蜂螨开始寄生于西方蜜蜂,并随着货运传播到全世界。由于适应时间短,西方蜜蜂还没有形成抗螨特性,因此受到严重的危害。
长期研究蜂螨的徐书法介绍,蜂螨生活周期分为繁殖期和传播期。繁殖期时,母螨在蜜蜂封盖巢房前潜入并完成繁殖,然后成熟的雌性后代随蜜蜂出房被释放出来。而传播期的蜂螨寄生于成蜂体表,尤其偏好哺育蜂,并借机进入新一轮繁殖周期。
蜂螨一方面通过直接取食蜜蜂的组织危害蜜蜂健康,使蜜蜂免疫力下降、寿命缩短;另一方面,它会传播多种蜜蜂病毒,如残翅病毒、麻痹病毒等,对蜜蜂健康造成更严重的危害。
关于大蜂螨取食的研究最早出现在20世纪70年代,当时研究人员利用放射性同位素技术确定了其以蜜蜂血淋巴为食。然而,2019年一篇关于大蜂螨取食蜜蜂脂肪体的研究以封面论文形式发表在美国《国家科学院院刊》上,颠覆了人们的认识。
2020年,徐书法成为该团队首席科学家,为韩宾的研究打开了一扇新的大门。韩宾介绍,在该研究中,他们将传统的生物研究和现代分子生物学研究相结合,根据实验结果提出假设并进行验证。团队通过取食部位调查发现,传播期蜂螨在成蜂腹部的节间膜下取食,而繁殖期蜂螨的取食部位主要位于第二腹节的腹面。
为了解决这一问题,他们使用了2019年美国《国家科学院院刊》那篇封面文章中用到的两种荧光染料,分别标记血淋巴和脂肪体。在实验室饲养蜜蜂幼虫的过程中,研究人员在幼虫饲料中加入了上述两种染料,饲养出带有荧光标记的蜜蜂幼虫,并用该幼虫饲养蜂螨。最终,通过对蜂螨进行荧光检测,他们找到了繁殖期蜂螨主要进食血淋巴的直接证据。
徐书法强调,基于该研究,他们将探寻有针对性的杀螨剂递送策略,通过不同的给药方式实现蜂螨的分阶段防控。此外,他们还将开发蜂螨生物防治技术,争取在蜂螨绿色防控上取得突破。