蜂群崩潰失調(diào)病(CCD)研究進展
摘要:2006年冬到2007年春,蜂群崩潰失調(diào)病(colony collapse disorder,簡稱CCD)在世界范圍內(nèi)流行,已造成巨大損失。CCD是指意蜂蜂群中大量的成年工蜂短時間內(nèi)突然在巢外失蹤,沒有發(fā)現(xiàn)尸體,只剩下蜂王、卵、一些未成年的工蜂和大量蜜粉殘留于巢脾內(nèi)的癥狀。到目前為止,經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)以色列急性麻痹病毒(1sraeli acute pardysis vims,IAPV)是導(dǎo)致CCD的最大嫌疑,但CCD的確切致病機理尚未揭開。本文綜述了CCD的主要癥狀、可能的致病原因等方面的研究進展,提出若干需要高度關(guān)注的問題,以及防范CCD的措施。
關(guān)鍵詞:蜜蜂;蜂群崩潰失調(diào)病(CCD);以色列急性麻痹病毒(IAPV)
2006年冬季到2007年春季,蜂群崩潰失調(diào)病(colony collapse disorder,簡稱CCD)席卷了美國的22個州,以及法國、瑞典、德國和澳大利亞等國,致使當(dāng)?shù)胤滢r(nóng)蜂群損失達50%—90%。雖然據(jù)R.M.Underwood等的統(tǒng)計,大規(guī)模的蜂群大量消失事件在從1968年到2003年的世界養(yǎng)蜂史上共發(fā)生過23次,但CCD與歷次蜂群大量消失事件的癥狀都不同,說明CCD可能有新的發(fā)病因子或者更復(fù)雜的發(fā)病機理。為了盡快控制病原傳播,減少損失,了解CCD的發(fā)病癥狀、病原、發(fā)病機理以及預(yù)防措施就變得越發(fā)重要和急迫。為此,科學(xué)家們至今仍在全力研究CCD,本文對CCD的最新研究進展做一綜述。
1 CCD的主要癥狀
原本看起來健康的蜂群中大量的成年工蜂短時間內(nèi)突然消失在巢外,沒有發(fā)現(xiàn)尸體,只剩下蜂王、卵、一些未成年的工蜂和大量蜜粉殘留于巢脾里。
2 CCD可能的致病因素
2.1 疾病因素
CCD很有可能是由細菌、病毒、真菌或寄生蟲一種或幾種因素綜合引起。
2.1.1 病毒因素
L. Cox-Foster等采用宏基因組學(xué)的方法,對出現(xiàn)CCD癥狀的巢脾和正常的巢脾中的微生物群落進行了調(diào)查分析,并對各種微生物進行了RNA側(cè)序,發(fā)現(xiàn)其中以色列急性麻痹病毒(IAPV、Israeli acute paralysis virus)和克什米爾蜜蜂病毒(KBV,Kashmir bee virus)與CCD的關(guān)系最大c而又因為IAPV在CCD癥狀的群里存在的概率為83.3%,而在無CCD癥狀的群里存在的概率僅為1%,表現(xiàn)出與CCD有強烈的相關(guān)性,所以可以推測CCD的主要病原為IAPV。但他們的研究并沒有排除IAPV是繼發(fā)性感染的可能。由于瓦螨可以抑制蜜蜂的免疫應(yīng)答,使蜜蜂受到持久的潛伏的病毒感染間。又因美國瓦螨的流行較澳大利亞嚴重,在澳大利亞無發(fā)病征兆的蜜蜂很有可能在瓦螨和低溫等因素的多重侵擾下,被休內(nèi)潛伏的病毒感染。而病毒的感染降低了蜜蜂社會性學(xué)習(xí)與記憶的能力,所以染病的成年工蜂采食過程中可能迷失巢外最終死亡。
2.1.2 蜂螨因素
從上世紀八十年代末蜂螨在美國流行以來,蜂群死廣率不斷上升,蜂群數(shù)量穩(wěn)步下降,甚至直接影響到美國境內(nèi)的作物授粉。與CCD相反,患有蜂螨的蜂群常常在巢內(nèi)死廣。但是,也不能因為癥狀的不同而排除蜂螨在CCD事件起的作用。
2.2 營養(yǎng)因素
由于美國一些地區(qū)作物授粉危機非常嚴重,常常要租借其他地區(qū)的蜜蜂授粉。蜂群長距離運輸過程中。不適時補充高質(zhì)量的花粉,就會造成蜂群營養(yǎng)不良。會影響蜜蜂免疫系統(tǒng)的發(fā)育及功能的發(fā)揮,降低抵抗疾病的能力,最終發(fā)生疾病。蜜蜂缺乏蛋白質(zhì)時,會造成幾丁質(zhì)體壁脆弱,最后出現(xiàn)整體麻痹現(xiàn)象。所以營養(yǎng)不良可能是造成CCD的原因之一。
2.3 生化因素
作物農(nóng)藥的使用,殺螨劑的過度使用,以及巢脾內(nèi)一些異常的化學(xué)物質(zhì)都可能影響蜜蜂的神經(jīng)系統(tǒng),造成蜜蜂學(xué)習(xí)和認知的行為缺陷。還有一種說法是基因修飾(GM)作物表達出的殺蟲物質(zhì)導(dǎo)致了CCD。不過這種可能性很小,因為美國很多大面積種植轉(zhuǎn)基因作物的地區(qū)沒有CCD的報道。
2.4 氣候因素
在一般情況下蜜蜂蜂群能將群內(nèi)溫度保持在34.4~34,8℃。但是當(dāng)蜂群溫度下降到適宜溫度范圍以下時,蜜蜂學(xué)習(xí)和記憶的能力將減弱,造成認巢和舞蹈交流的障礙。
3 需要高度關(guān)注的若干問題
至今為止,我們對CCD的了解還非常少,根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)論似乎很難對它的病因作出結(jié)論,目前科學(xué)家正繼續(xù)通過以下幾個方向來開展深入研究。
3.1 對可能致病機理的深入研究
不僅要了解病原微生物的核酸序列,而且要通過細胞分子生物學(xué)和生理學(xué)實驗來研究它們的表達產(chǎn)物對蜜蜂的致病機理。雖然宏基因組學(xué)研究為人們提供了非常有價值的信息,但如果沒有特定條件下蛋白質(zhì)表達的信息,人們就不能完全認識這些基因序列的功能,更不能完全認識病原微生物群落。所以如果有條件,有必要對CCD群的微生物群落做宏蛋白質(zhì)組的分析。
宏蛋內(nèi)質(zhì)組(Metaproteomics)是由Paul和Philip二人在2004年首先提出,是應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對微生物群落進行研究的一項新技術(shù),其定義為在特定的時間對微生物群落的所有蛋白質(zhì)組成進行大規(guī)模鑒定。至今,我們對群落中不同物種、菌株、個體之間如何相互作用及各自的功能;微生物與環(huán)境之間如何相互作用;微生物如何應(yīng)對環(huán)境條件的變化等還很不了解,而蛋白質(zhì)是生命活動的主要參與者與執(zhí)行者,所以從整體上對微生物群落進行宏蛋白質(zhì)組分析,是克服目前存在的諸多困難,認識病原微生物群落生命活動的理想途徑。
3.2 對IAPV的深入研究
IAPV是一種新發(fā)現(xiàn)的尚未被歸類的病毒,通過序列分析,IAPV與KBV和ABPV有很近的親緣關(guān)系,IAPV很可能是KBV的變種。IAPV病毒最早由以色列希伯來大學(xué)的Ilan Sela等人發(fā)現(xiàn),與CCD癥狀相似:被感染的蜜蜂翅膀顫抖、麻痹,最后在巢房外死亡。有趣的是,正是在2004年,美國開始從澳大利亞引進蜜蜂用于農(nóng)作物授粉。因為病毒是可以垂直傳播的m,所以有必要對澳大利亞引進蜜蜂群進行分子水平的調(diào)查分析。
Sela等還發(fā)現(xiàn)被IAPV感染的30%的以色列蜜蜂基因組已經(jīng)將該病毒未經(jīng)轉(zhuǎn)錄的RNA序列部分或全部地整合人自身的基因組中,并是那些基因組中含有完整病毒序列的蜜蜂對該病毒產(chǎn)生廠抗性。那么,一方面這就為蜜蜂抗病表現(xiàn)型的篩選、抗病品種的選育以及獲得IAPV抗體提供了可能,另一方面,也為深入研究IAPV的生物學(xué)性質(zhì)提供了可能,從而為研究CCD的發(fā)病機理打下基礎(chǔ)。
3.3 對蜂產(chǎn)品的病原性檢測
由于目前歐美CCD蜂群較多,很有必要對這些蜂群的蜂產(chǎn)品進行病原性和致病性檢測,確保不會對人體產(chǎn)生危害的蜂產(chǎn)品才能投入市場。
3.4 蜂產(chǎn)品對蜜蜂的保健作用
首先,蜂王漿免疫調(diào)節(jié)活性組分對蜜蜂健康的作用。蜂王漿有免疫調(diào)節(jié)的活性組分。Iwao等報道王漿主蛋白之一MRJP3在體內(nèi)和體外的調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。蜂王漿中還含有豐富的抗菌多肽,對某些細菌和真菌有抑制作用。其次,蜂膠中大量的黃酮物質(zhì)對蜜蜂健康的作用,黃酮物質(zhì)有抗菌、抗病毒和消炎的功能。所以,蜂產(chǎn)品中分離出的免疫組分能提高蜜蜂的抵抗力,抵御疾病的侵擾。
3.5 蜜蜂疾病的全球化趨勢
從IAPV在2004年的以色列首次被發(fā)現(xiàn)以來,途經(jīng)澳大利亞,再到美國,最后CCD在美國大規(guī)模爆發(fā),這個過程歷時僅兩年左右,經(jīng)歷了地球三大洲,造成大范圍的巨大損失。由此可見,蜜蜂疾病已經(jīng)呈現(xiàn)出一種全球化的趨勢。這種趨勢的形成有以下原臥人為因素,這是蜜蜂疾病日益全球化的主要原因。由于經(jīng)濟全球化和國際貿(mào)易的日益密切,世界各地蜂種的交流也日益頻繁。特別是北美——些遭受授粉危機的國家,常常引進其他地方的蜂種來授粉。這也為蜜蜂疾病的大范圍的傳播提供了方便。自然因素、氣候異常、洋流變化等方面也可能對病原傳播和其變異產(chǎn)生一定的影響。
4 面對CCD,我們?nèi)绾畏婪?/STRONG>
CCD在歐美的大規(guī)模爆發(fā),造成美國受災(zāi)地區(qū)蜜蜂群勢急劇下降,加重了近年日益嚴重的農(nóng)作物授粉危機。到目前為止,國內(nèi)尚未報道CCD病例,我國的養(yǎng)蜂業(yè)能否避免這場浩劫,現(xiàn)在下結(jié)論還為時過早。為此,我們必須提高警惕,采取防范措施,準備應(yīng)急對策,方可減小可能發(fā)生的嚴重危害。
4.1 蜂群的科學(xué)管理始終是防病的重中之重
4.1.1 溫度管理
春冬季節(jié)的適當(dāng)保溫是溫度管理的關(guān)鍵工作,不僅要密切注意環(huán)境溫度,甚至水和飼料的供應(yīng)都會影響群溫。
4.1.2 飼料管理
科學(xué)的飼養(yǎng)管理技術(shù),可以使蜜蜂個體發(fā)育良好,提高蜜蜂的抗病力,從而可以避免或減少病害發(fā)生及其造成在產(chǎn)量和品質(zhì)上的損失。群內(nèi)飼料條件好,蜂群才能強壯,所以不僅要有充足的蜂蜜,而且還要有高質(zhì)量的蜂糧,這樣才能保證蜂群對各種營養(yǎng)物質(zhì)的需要,才能提高個體及群體的抗逆力。
蜂群在長途運輸過程中,更要留意蜜蜂對蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的需求,由于運輸時各種物理因素的作用,此時如不保持高質(zhì)量的營養(yǎng)供給,會造成蜂群免疫力下降,蜜蜂很容易患病。
4.1.3 藥物防治
從目前的情況來看,藥物防治方法仍然是許多重要的蜜蜂病害主要的防治方法。因此,藥物防治方法仍是蜜蜂病害整個防治措施中的一個主要組成部分。
4.1.4 加強檢疫工作
嚴格的蜜蜂檢疫,能有效杜絕外來病原的進入。預(yù)防在檢疫中病害的蔓延,要事先做好產(chǎn)地病害的調(diào)查工作,要了解病蟲害的分布情況,供檢疫參考。對引進的蜂種應(yīng)該有足夠的觀察時間,經(jīng)過一‘段時間的繁育,最好是冬春季蜜蜂抗病力較弱的時間,確定無危險性病原后再使用。
4.2 蜂病檢測鑒定新技術(shù)的研究
基于16S rRNA基因分析的方法在研究蜜蜂疾病時,對致病菌的種屆鑒定起到了很大的作用。但這種方法所能提供的信息量也是非常有限的。相比之下,宏基因組學(xué)的方法提供的信息量就要大的多。但是在國內(nèi),通過宏基因組學(xué)方法檢測蜜蜂疾病,不論是觀念上還是技術(shù)手段上都與國際先進水平有一定差距,這也是我們有待改進的方面。
引自《中國蜂業(yè)》2007(11)
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