蜜蜂寄生瓦螨的分类学研究进展及存在的问题

发布时间:2011-09-20 23:21    文章来源:湖北天马养蜂场    浏览量:2018 次    【字体大小:正常 偏大 最大

摘要:瓦螨(V.arroa)为分布于亚洲东方蜜蜂及全世界西方蜜蜂的自然外寄生螨类,严重危害世界养蜂业。本文介绍了瓦螨的分类地位,形态学及遗传学的分类方法和结果。记录了我国瓦螨分类分布的研究进展。并讨论了瓦螨分类学研究的意义,存在的问题以及对将来研究工作的展望。

关键词:瓦螨;分类;基因型;形态学

1简介

瓦螨属于蜜蜂的外寄生螨类。根据我国的学者采用Walter(1999)分类系统,其分类地位如下:节肢动物门,蛛型纲,蜱螨亚纲,寄螨总目,中气门目,皮刺螨总科,瓦螨科(Varroidae),瓦螨属(Varroa)。其中有四个种类,它们分别是:雅氏瓦螨(V.jacobsoni,Oudemans1904);狄斯瓦螨(V.destructor,AndersonandTrueman2000);恩氏瓦螨(V.underwoodi,Delfinado-BakerandAggarwall987);林氏瓦螨(V.rindereri,DeGuzmanandDelfinadoDelfinado-Baker1996)。

在这4个种类中,早先雅氏瓦满与狄斯瓦螨被统称为雅氏瓦螨。它开始寄生于全亚洲的东方蜜蜂和印度尼西亚的苏拉威西蜂上。西方蜜蜂被引进亚洲后,大蜂螨开始寄生于西方蜜蜂,其迁移过程的细节仍不能确定,在我国,1957年发现大蜂螨对江浙一带的西方蜜蜂造成危害,至今仍是我国最重要的蜜蜂寄生虫害。大蜂螨几乎遍布世界各地,只有在澳大利亚和部分非洲地区仍末发现。

许多研究表明,来自不同种群的雌性大蜂螨除了个体大小外,有显著一致的表型特征。有人认为,即使来自不同种群的瓦螨在身体特征上十分相似,它们对于西方蜜蜂的危害能力却并不相同。最大的差异来自起源于爪哇的雅氏瓦螨,也即是最初发现这一物种时的类型。这种螨完全不具备在西方蜜蜂群中繁殖的能力,研究表明其线粒体DNA细胞色素氧化酶基因序列与欧洲西方蜜蜂寄生的同表型瓦螨有6.7%差异。根据澳大利亚D.Anderson的研究以及其他一些关于雅氏瓦螨种群间差异的报道,可以推测出雅氏瓦螨可能不仅只有一个种类。

随着研究的深入,到2000年,澳大利亚D.Anderson正式提出,危害全世界西方蜜蜂的瓦螨应属于新命名的狄斯瓦螨(Varroadestructor)的两个基因型:朝鲜基因型和日本/泰国基因型,其在东方蜜蜂的雄蜂房以及西方蜜蜂的雄蜂房和工蜂房都可以正常繁殖。而狄斯瓦螨的其它基因型和雅氏瓦螨的所有基因型都只能在东方蜜蜂的雄蜂房中繁殖,不能在西方蜜蜂幼蜂房和东方蜜蜂的工蜂房内繁殖。D.Anderson博士还发现无论狄斯瓦螨还是雅氏瓦螨的各基因型之间都保持着生殖隔离。狄斯瓦螨的界定是蜜蜂寄生瓦螨研究的里程碑。此前所有科学著作及教科书上都把大蜂螨当做了单一的雅氏瓦螨,给以后的研究与防治工作带来了许多误区。而狄斯瓦螨的发现使蜜蜂寄生螨类的研究步人了正轨,并带来了一系列的突破性进展。

2线粒体DNA基因序列分析

对瓦螨线粒体DNA细胞色素氧化酶基因(CoI基因)序列比较分类的方法由D.Anderson提出,并成为目前世界上公认的瓦螨分类手段。样本采集后被置于70%乙醇中,-20℃保存。每个虫体上提取的粗DNA预备物用COXF和COXRa引物扩增出458bp的片段。使用双脱氧末端终止循环测序工具进行测序。在D.Anderson的实验结果中,分布于亚洲的东方蜜蜂上收集的雅氏瓦螨被检测出有18个不同的基因型。(如图1)

蜜蜂寄生瓦螨的分类学研究进展及存在的问题

从32个不同国家的西方蜜蜂上采集的雌性雅氏瓦螨全部属于朝鲜基因型或日本/泰国基因型,这两种基因型也分别从朝鲜和日本/泰国的东方蜜蜂中发现。其中朝鲜基因型是最普遍的,分布于非洲、欧洲、中东、亚洲和美洲地区的西方蜜蜂上。其次是日本/泰国基因型,分布于日本、泰国与美洲的西方蜜蜂上。

可以得出结论,过去被称为雅氏瓦螨的瓦螨实际上应该是同属的两个不同的种类。其中一种中包含最初发现被称为雅氏瓦螨的爪哇基因型,所以仍然沿用雅氏瓦螨的命名。而另外一种则被命名为狄斯瓦螨。但是要把斯里兰卡基因型当作狄斯瓦螨的同种还有待于更多的数据来证明,同时菲律宾的3个单独的基因型(吕宋1、吕宋2和棉兰老岛基因型)也需要更多的研究来确定其分类学地位。近年来世界各国学者的研究还发现了狄斯瓦螨和雅氏瓦螨的新基因型,如GudrunKOENIGER等人于2002年报道发现了雅氏瓦螨的Borneo2(马来西亚婆罗洲)基因型,周婷博士等于2003年报道发现了狄斯瓦螨的China2(中国云南)基因型。相信随着研究继续深入广泛的开展,新的基因型还会被不断的发现。

3形态学研究

瓦螨属几种瓦螨的形态十分相似。早先的形态学研究不能清楚的分辨雅氏瓦螨与狄斯瓦螨的表型区别。D.Anderson等用传统的光学显微镜和冷冻扫描电子显微镜分别研究了狄斯瓦螨和雅氏瓦螨背板的结构和刚毛覆盖情况,胸板、生殖板、肛板和腹股板(腹侧板)的结构和毛序,气门板、后足板和口下板,还有腿上和触须上刚毛的数量、排列和形态。

其研究的结果表明林氏瓦螨与恩氏瓦螨通过其身体特征就可以将其区分成单一的种类。但不能通过鉴别形态学特征(除了个体大小)来区分雅氏瓦螨与狄斯瓦螨,也不能区分出各基因型之间以及来自菲律宾的3个单独的基因型的差别。因此,我们不能通过形态学鉴定的方法鉴别出我们要鉴别的种类。但是在雅氏瓦螨与狄斯瓦螨之间虫体大小却有显著的不同,在虫体大小评估中没有重叠。

4我国瓦螨的分类研究及分布情况

对于中国分布的瓦螨,D.Anderson仅测定了从广州地区西方蜜蜂上随机采到瓦螨标本,并判断其属于狄斯瓦螨中的朝鲜基因型。而从广州地区东方蜜蜂上来到的瓦螨则属于狄斯瓦螨的中国基因型。

为了进一步详细了解我国东方蜜蜂与西方蜜蜂瓦螨种系的分类及分布状况,在国家自然基金和美国农业部的资助下,中国农科院蜜蜂研究所与美国密执安大学昆虫系于2000—2002年调查研究了我国各主要省市的蜜蜂饲养场。并与澳大利亚联邦科学院的Anderson博士合作对来自我国东北、西北、华东、华南、华中、西南等17个主要省区的西方蜜蜂狄斯瓦螨和采自云南、广东的东方蜜蜂狄斯瓦螨共37个样品进行了生物学特性、系统分类学及自然分布的研究。内容包括对我国主要蜜蜂饲养区大蜂螨寄生的流行病学调查,瓦螨在不同寄主间的繁殖特性研究,以及对我国蜜蜂瓦螨的分类学研究。其中对我国蜜蜂瓦螨的分类学研究中沿用了mtDNACOⅠ基因序列分析的方法,并取得了突破性的进展。

中国农业科学院蜜蜂研究所周婷博士等在2004年APidolodie杂志上发表了对我国蜜蜂瓦螨分类研究的结论:危害我国各主要省区西方蜜蜂的瓦螨属于狄斯瓦螨的朝鲜基因型;而寄生于东方蜜蜂各亚种和地理生态型的瓦螨应属于狄斯瓦螨的其他不同的基因型。采自广东省广州、中山、珠海等地中华蜜蜂的瓦螨为中国基因型(China1),来自云南省西双版纳的中蜂瓦螨属越南基因型,而在云南楚雄大姚)县的中蜂瓦螨属于中国Ⅱ基因型(ChinaⅡ)。令人鼓舞的是其中中国Ⅱ基因型在世界上属于首次发现,并不在D.Anderson博士发现的18个基因型之内,其序列已经在GenBank注册(注册号AY372063注册人:Ting,z.,Anderson,D.L.,等)。这种基因型的瓦螨COI基因序列与中切片段长度多态性分析(RFLP),用XhoISacI两种限制酶消化样品mtDNACOI基因片段。结论显示:我国中蜂群的瓦螨属于狄斯瓦螨的3个基因型(中国1、2基因型与越南基因型),其序列均具有XhoISacI两个酶切位点;而我国意蜂群中瓦螨均为狄斯瓦螨的朝鲜基因型,其序列只存在xhoI位点而没有SacI位点(日本基因型具备两个酶切位点)。该技术在一定范围内可以简便地区分意蜂螨和中蜂螨,而且进一步证实了测序结果可靠性。

恩氏瓦螨于2002年4月在中国云南西双版纳由黄双修研究员(中国农科院蜜蜂研究所)发现。根据野外调查,其主要寄生于中蜂雄蜂房中,被检查群的雄蜂房自然寄生率为2.24%,寄生数量要低于狄斯瓦螨,但其潜在的危害能力不低于狄斯瓦螨。

还有,在我国意蜂群和中蜂群寄生的瓦螨全部都是狄斯瓦螨的不同基因型,末发现雅氏瓦螨。而我国从前的相关文献和书籍都把大蜂螨称作雅氏瓦螨,是不妥当的。对于我国是否存在雅氏瓦螨,也是我们课题组密切关注的问题之一。

5讨论

关于瓦螨分类学方面的研究具有重大的科学和实践意义。瓦螨是对全球养蜂业具有重大威胁的重要害虫。要实现对它的有效防治,首先要迅速准确地判断出寄生瓦螨的种类。由于种类的不同,其生物学特性也会有所不同,那么对其的防治措施也会更加具有针对性,才能达到良好的防治效果。

另外,对瓦螨分类学方面的研究可进一步揭示出瓦瞒的生物起源,进化过程与方向,传播途径与变异程度等。这使得我们更加了解这种害虫的生物特性与传播路径,使我们有可能对瓦螨在世界的传播做出预报并采取相应的措施。为研究其它生物的起源、进化与发展提供了许多有用的数据和理论。

但是,对于雅氏瓦螨与狄斯瓦螨的分类学研究还存在着一些值得探讨的问题。比如:菲律宾群岛上采集的3个基因型的瓦螨其分类学地位仍有待确定;而斯里兰卡基因型的瓦螨与相似的狄斯瓦螨各基因型之间的遗传学差距比较大,所以仍不能确定其是否是同一种;狄斯瓦螨中只有两个基因型可以危害西方蜜蜂,其原因尚不清楚。

根据流行病学调查,在我国北方地区没有发现过中蜂瓦螨。但是有关文献记载,早先在俄罗斯西伯利亚地区发现过东方蜜蜂的瓦螨。这可能与螨的寄生率以及各地区蜜蜂的饲养情况有关。其确切原因还有待于进一步的调查。更多养蜂技术和蜂产品知识请关注湖北天马养蜂场官方微信公众号:"honeymarket",或者加QQ号2969169050,欢迎投稿和交流讨论蜜蜂文化。

线粒体DNA由于特殊的遗传方式,且其一级结构在种间和种内都存在着显著的歧化现象,具有快速进化的特点,是分子分类学的一个重要研究方向。其中mtDNA-16SrRNA基因序列在近缘种鉴别和分子系统学研究中已多有应用。但还未见有报道用于蜜蜂寄生瓦螨的种类鉴定。其它常用于分类基因比较方法也未见用于对瓦螨近缘种类的鉴定。

引自《中国蜂业》2006(2)

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