蜂王精子储存或为揭示蜂群崩溃提供线索

分析蜂王特殊精囊中的液体可以揭示压力源

Honeybee colony

蜜蜂群落依赖于蜂王的精子储存。

Getty Images

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蜂王一生中只在一个短暂的时期交配,并将精子储存在体内的囊中以备后用。但如果她无法保持精子的活力,她的蜂群可能会崩溃。这种“蜂王衰竭”是美国蜜蜂数量下降的主要因素。 确定蜂王衰竭的原因已被证明很困难;当它发生时,蜂王没有明显的症状。但一项新的研究提供了一种方法来确定原因,这可能为养蜂人提供一种有价值的诊断工具。

蜂王是蜂群中唯一可以繁殖的雌性。北卡罗来纳州立大学的蜜蜂研究员、该研究的第一作者艾莉森·麦卡菲说,如果她不能产下能够产生雄蜂和工蜂的活卵,蜂群的数量就会骤降。* 这对人类来说是一个重大问题;麦卡菲说,作为蓝莓和苹果等作物的授粉者,“蜜蜂对农业的经济贡献约为 160 亿至 200 亿美元”,她也在不列颠哥伦比亚大学工作。 气候变化进一步威胁着蜜蜂的生存,之前的研究表明,高温也与蜂群损失有关。

为了检查蜂王衰竭,麦卡菲和她的同事进行了“分子尸检”,他们分析了蜂王暴露于极端高温、极端低温或杀虫剂后,精子储存囊内的液体。他们发现,每种压力源都与液体中不同蛋白质水平的升高有关。


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研究人员确定了两种最主要的蛋白质作为每种压力源的指标。当他们在不列颠哥伦比亚省养蜂人捐赠的衰竭蜂王中寻找这些蛋白质时,他们发现了表明暴露于杀虫剂和极端高温的蛋白质,但没有发现暴露于极端低温的蛋白质。该结果发表在BMC Genomics上。

麦卡菲和她的同事正在利用这些结果开发一种诊断测试,以区分蜂王衰竭的不同原因。华盛顿州立大学的蜜蜂研究员苏珊·科比(Susan Cobey)没有参与这项研究,她经营着一家蜜蜂人工授精业务,但她对这项工具的潜力感到兴奋:“如果你能确定[蜂王]发生了什么并采取一些预防性控制……并避免田间损失,那将太棒了。”

*编者注(1/14/21):这句话在发布后进行了编辑,以更正对蜜蜂繁殖的描述。

Karen Kwon 是一位科学记者和编辑,常驻华盛顿特区地区。她是 2020 年科学促进会 (AAAS) 大众媒体研究员,曾在《大众科学》工作。

更多作者:Karen Kwon
大众科学 Magazine Vol 324 Issue 1这篇文章最初以“崩溃的线索”为标题发表在《大众科学》杂志第 324 卷第 1 期(),第 15 页
doi:10.1038/scientificamerican0121-15
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