外来西方蜜蜂对我国东方蜜蜂的生殖干扰研究

Reproductive interference by invasive species can contribute to its displacement of native species. Apis cerana and Apis mellifera are closely related species and similar in morphology and behavior. They were brought into contact anthropogenically, providing opportunities for interspecific mating. Our research reveals that A. mellifera drones present in A. cerana drone congregation areas and A. cerana queens’ mating frequency from sympatric areas decrease significantly compared with queens from isolated A. cerana areas. In this project, we will study the drone congregation areas to analyze the mating interference between A. mellifera drones and A. cerana queens with species-specific genetic markers. Queen rearing, fluorescence microscope and microsatellite markers will be used to identify the influence on Apis cerana queens’ reproduction traits. We will carry out artificial insemination using different ratio mixed semen to certify the changes in queens’ reproduction traits and colonies’ development after heterogenic mating. This work will improve the theory of reproductive isolation and the asymmetric reproductive interference and benefit the conservation and utilization of both A. cerana and A. mellifera. More than three research papers are expected, with two in SCI journals and at least one in Chinese core journals.

入侵物种带来的生殖干扰在其取代当地物种过程中起到了重要作用。东、西方蜜蜂亲缘关系较近、有相似的形态和行为特征，人类活动带来的蜂种同域分布为种间交尾提供了可能。我们研究发现，东方蜜蜂雄蜂聚集区内有西方蜜蜂雄蜂出现，两蜂种同域分布时东方蜜蜂蜂王交尾频率明显降低。在此基础上，本项目以单独分布区及同域分布区内的东方蜜蜂为材料，通过野外调查确定东方蜜蜂雄蜂聚集区分布及组成特征，结合蜂种特异性基因检测分析西方蜜蜂对东方蜜蜂蜂王的交尾干扰；采用人工育王、荧光显微镜观察及微卫星标记分析阐明西方蜜蜂对东方蜜蜂蜂王繁殖性状的影响；使用混合精液进行蜂王人工授精，确证与异种雄蜂交配后东方蜜蜂蜂王繁殖力及蜂群发展发生的变化。研究西方蜜蜂对东方蜜蜂的生殖影响，不仅丰富发展生殖隔离及生殖干扰的非对称性理论，还为保护及合理利用东、西方蜜蜂资源奠定基础。预期撰写相关研究论文3篇以上，其中SCI论文2篇，中文核心1篇以上。

东方蜜蜂和西方蜜蜂是目前可以人工饲养的两个主要蜂种，在我国的养蜂生产中发挥着重要作用。为进一步明确东、西方蜜蜂两个蜂种间的生殖干扰情况，本项目主要完成了以下研究工作：（1）在山西、北京等地监测东、西方蜜蜂蜂王以及雄蜂的交尾行为；（2）从四川、广西、云南、甘肃以及河北等地收集东、西方蜜蜂蜂王，利用蜂种特异性基因检测蜂王的种间交尾情况；（3）收集不同地理区域的工蜂样品，利用微卫星标记分析蜂王的交尾频率；（4）使用混合精液进行蜂王人工授精，分析异种雄蜂精液的转移和存活率；（5）获得东、西方蜜蜂工蜂与雄蜂触角的转录组数据，分析偏雄性表达的嗅觉相关基因的差异。结果显示：异种精液和同种精液人工授精后，精子的转移和存活无明显差异，但东、西方蜜蜂两个蜂种的雄蜂可占用相同的雄蜂聚集区，且出巢时间有较大程度的重叠。检测发现，17.3%的西方蜜蜂蜂王与东方蜜蜂雄蜂发生了交尾，而未有东方蜜蜂蜂王与西方蜜蜂雄蜂交尾，这可能是因为蜂王进入雄蜂聚集区时，东方蜜蜂雄蜂在数量上占绝对优势，而这种优势可能与其嗅觉敏感度相关，交尾干扰在两个近缘蜂种中存在非对称性。本研究丰富发展了生殖干扰的非对称性理论，为我国东、西方蜜蜂蜂种资源的保护及合理利用提供了科学依据。