蘇曉玲,陳道印,趙東緒,華啟云,羅谷輝
(金華市農(nóng)業(yè)科學研究院,浙江金華 321017)
蜜蜂作為一種經(jīng)濟昆蟲,不僅可以為人類提供營養(yǎng)豐富的蜂產(chǎn)品,而且對提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和維護生態(tài)平衡具有十分重要的作用(Kleinetal., 2006)。低溫是蜜蜂生存和繁衍的限制性因素之一,當外界溫度較低和缺乏蜜源時,蜜蜂進入長達幾個月的越冬期,而蜂群的安全越冬對蜂群的生存和翌年的養(yǎng)蜂生產(chǎn)至關(guān)重要;同時,蜜蜂作為我國自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重要的授粉者,蜂群的成功越冬對于滿足早春開花作物的授粉需求非常重要(Dokeetal., 2015)。
昆蟲能夠通過調(diào)節(jié)行為和改變體內(nèi)生理生化反應(yīng)來適應(yīng)低溫環(huán)境(Johannes and Heath, 2017)。蜜蜂以群體越冬,這是對低溫環(huán)境的行為適應(yīng)。當外界氣溫降到10℃以下時,蜂群內(nèi)的蜜蜂形成一個球形蜂團(Phillipsetal., 1914),結(jié)團的蜜蜂通過振動飛行肌產(chǎn)生熱量,維持蜂團外緣溫度在6℃以上,從而使蜜蜂順利越冬(Dokeetal., 2015)。另外,昆蟲會發(fā)生一系列的生理生化反應(yīng),如降低過冷卻點,減少體內(nèi)含水量,排除體內(nèi)冰核物質(zhì)和積累抗寒物質(zhì)等方式來抵抗凍害(陳豪等, 2010)。常志光等(2008)研究發(fā)現(xiàn),卡尼鄂拉蜂A.m.carnicaPollmann, 1879體內(nèi)水分、蛋白質(zhì)和脂肪含量在越冬前期隨氣溫下降逐漸增高,越冬后期隨氣溫升高而降低,這幾種物質(zhì)含量與越冬蜂的抗寒性密切相關(guān)。秦明等(2017)研究表明,中華蜜蜂在應(yīng)對寒冷環(huán)境刺激時主要通過降低體內(nèi)游離水含量、提高糖原和小分子糖含量等方式降低體內(nèi)過冷卻點,提高自身耐寒性能。
長時間高溫或低溫脅迫可以誘導昆蟲的氧化應(yīng)激,誘發(fā)產(chǎn)生大量的活性氧,導致脂質(zhì)過氧化損傷、蛋白羰基化損傷、DNA斷裂等,最終導致機體功能障礙,昆蟲的存活率下降(Rojasretal., 1996; Jiangetal., 2019)??寡趸赶到y(tǒng)是昆蟲等變溫動物抵御溫度脅迫的一個重要抗逆機制,正常情況下,細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除依靠超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)和過氧化物酶(peroxidase,POD)等抗氧化酶的協(xié)調(diào)作用,使自由基維持在一個低水平(唐維媛等, 2016)。SOD能清除O2-形成H2O2,H2O2能與O2-形成毒性更強的HO-(Dubovskiyetal., 2008)。CAT和POD均能清除昆蟲體內(nèi)H2O2,CAT在H2O2濃度較高時發(fā)揮作用,而POD可以在低H2O2濃度的情況發(fā)揮高效的作用,二者共同作用將H2O2維持在較低水平(Kashiwagietal., 1997)。夏振宇等(2019)研究了中華蜜蜂短期低溫脅迫下體內(nèi)總抗氧化能力、SOD和POD酶活變化,證明了中華蜜蜂體內(nèi)抗氧化酶在低溫脅迫下協(xié)同發(fā)揮作用。
中華蜜蜂Apisceranacerana(簡稱“中蜂”)作為我國重要的本土資源,長期與我國當?shù)氐沫h(huán)境適應(yīng),具有較強的抗逆性。目前中蜂的飼養(yǎng)方式主要分為原始飼養(yǎng)與活框飼養(yǎng)。不同飼養(yǎng)方式的中蜂蜂群在自然越冬階段的生理生化反應(yīng)和抗氧化水平未見報道。本研究對越冬期活框飼養(yǎng)和原始飼養(yǎng)中蜂的蜂體水分、蛋白質(zhì)、甘油等抗寒物質(zhì)和SOD、POD、CAT等抗氧化指標進行測定,評價了越冬不同階段的抗寒物質(zhì)代謝水平和抗氧化水平,以期為中蜂抗寒生理機制提供依據(jù);同時分析了不同飼養(yǎng)模式下中蜂對低溫適應(yīng)性的差異,以期為中蜂科學飼養(yǎng)管理提供理論依據(jù)。
選擇浙江省金華市羅店鎮(zhèn)活框飼養(yǎng)和原始飼養(yǎng)的中華蜜蜂各5群,活框飼養(yǎng)蜂群采用郎氏標準箱飼養(yǎng),越冬初期群勢為3足框;原始飼養(yǎng)蜂群采用圓桶飼養(yǎng),越冬初期群勢為1.5足框。試驗蜂群的群勢為當?shù)胤鋱龅某R娙簞?。蜜蜂越冬前統(tǒng)一檢查蜂群,補喂越冬飼料,越冬期間不進行操作。
1.2.1樣品采集
分別于越冬初期(2020年11月15日)、越冬中期(2020年12月15日)和越冬后期(2021年1月15日)進行工蜂取樣,并以春繁期(2021年2月15日)蜜蜂作為對照樣本。每個蜂群中隨機取活蜂樣本20頭帶回實驗室,測定蜜蜂鮮重、游離水、蛋白質(zhì)和糖原等抗寒生理指標。同時,取成年工蜂30頭立即置于液氮冷凍,并于-80℃超低溫冰箱內(nèi)保存,用于測定蜜蜂SOD、POD和CAT等抗氧化指標。
1.2.2游離水含量測定
每群取工蜂10頭,用電子天平稱量10頭蜜蜂鮮重(FW),然后將蜜蜂樣本放入65℃電熱恒溫鼓風干燥箱中,48 h后測定10頭蜜蜂干重(DW),計算蜂體的游離水含量(%)=[(FW-DW)/FW]×100(秦明等, 2017)。
1.2.3糖原含量測定
將蜜蜂解剖去掉蜜囊后,準確稱取樣品質(zhì)量,加入0.75 mL提取液充分勻漿,按照糖原含量測試盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)步驟測定糖原含量(秦明等, 2017)。每群測定3頭,重復(fù)3次。
1.2.4蛋白質(zhì)濃度測定
稱取1頭蜜蜂,加入2 mL PBS緩沖液,冰浴勻漿,8 000 g,4℃離心10 min,取上清,使用考馬斯亮藍法蛋白含量測試盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)進行測定(Baoetal., 2020)。每群測定3頭,重復(fù)3次。
1.2.5甘油含量測定
使用差重法準確稱量蜜蜂樣本重量,使用組織細胞甘油酶法測定試劑盒(北京普利萊基因技術(shù)有限公司)測定蜂體甘油含量。將標準品分別稀釋至1 000、500、250、125、62.5和31.25 μmol/L后測定各標準管的吸光度,并繪制標準曲線y=0.0008x-0.0221,R2=0.9999,根據(jù)該方程將各樣本的吸光度換算成甘油含量,再以每毫克蛋白濃度進行校正(徐凱等, 2018)。每次測定3頭,重復(fù)3次。
1.2.6抗氧化指標測定
稱取1頭蜜蜂,加入1 mL提取液,冰浴勻漿,8 000 g,4℃離心10 min,取上清,分別使用超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測試盒進行測定;稱取1頭蜜蜂,加入1 mL提取液,冰浴勻漿,10 000 g,4℃離心10 min,取上清,使用總抗氧化能力(FRAP法)(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測試盒進行測定,用蜂體蛋白質(zhì)濃度進行校準(Wangetal., 2019)。每群測定3頭,重復(fù)3次。
1.2.7氣溫數(shù)據(jù)獲取
由金華市氣象局提供樣點附近氣溫數(shù)據(jù)。
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA),并采用LSD法進行多重比較分析,結(jié)果表示為平均值±標準差。P<0.05表示差異顯著。
根據(jù)金華市氣象局氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2020年11月-2021年2月取樣點的月平均氣溫分別為15.3℃、7.9℃、6.4℃和12.1℃,月最低氣溫分別為7.3℃、-5.6℃、-6.4℃和1.3℃(圖1)??梢?,在蜜蜂越冬中期和后期外界環(huán)境溫度較低。
圖1 取樣點溫度變化Fig.1 Changes of temperature at the sampling point
活框飼養(yǎng)中蜂和原始飼養(yǎng)中蜂體重(圖2)在越冬期均呈“先升后降”趨勢,但不同越冬階段蜜蜂體重差異不顯著(P>0.05);春繁期活框飼養(yǎng)中蜂體重顯著增加至0.097 g(P<0.05),而原始飼養(yǎng)中蜂則顯著降低至0.071 g(P<0.05),且兩者達到差異顯著水平(P<0.05)。
圖2 中蜂體重Fig.2 Fresh weight of Apis cerana cerana注:柱上標有不同字母表示不同時間相同飼養(yǎng)方式中蜂差異顯著(P<0.05);*表示不同飼養(yǎng)方式中蜂在同一時間差異顯著。下圖同。Note: Histograms with different lowercase letters indicated significantly different between different stages of the same breeding methods of Apis cerana cerana at 0.05 level. * indicated significantly different between different breeding methods of the same stages at 0.05 level. The same below.
活框飼養(yǎng)中蜂和原始飼養(yǎng)中蜂蜂體游離水含量(圖3)在越冬期呈降低趨勢,在越冬后期降至最低?;羁蝻曫B(yǎng)中蜂體內(nèi)游離水含量在越冬初期達到最高為70.86%,在越冬后期降至68.86%,春繁期升高至70.90%(P<0.05),3個階段游離水含量差異顯著(P<0.05)。而原始飼養(yǎng)中蜂越冬初期游離水含量為76.64%,越冬后期降至75.08%,春繁期繼續(xù)降低至72.19%,各個階段差異不顯著(P>0.05)。越冬期活框飼養(yǎng)中蜂蜂體游離水含量均低于原始飼養(yǎng)中蜂,且兩者差異顯著(P<0.05)。
圖3 中蜂游離水含量Fig.3 Content of free water of Apis cerana cerana
活框飼養(yǎng)中蜂和原始飼養(yǎng)中蜂蛋白質(zhì)濃度(圖4)均呈“升-降-升”趨勢,越冬中期蛋白質(zhì)濃度最高,且與其他時期蛋白質(zhì)濃度存在顯著差異(P<0.05)?;羁蝻曫B(yǎng)中蜂蛋白質(zhì)濃度由越冬初期的16.23 mg/g顯著上升至越冬中期的19.72 mg/g(P<0.05),在越冬后期下降至14.77 mg/g(P<0.05),春繁期蛋白質(zhì)濃度為15.53 mg/g,與越冬初期、越冬后期差異不顯著(P>0.05)。原始飼養(yǎng)中蜂蛋白質(zhì)濃度由越冬初期15.72 mg/g顯著上升至越冬中期的18.24 mg/g(P<0.05),在越冬后期下降至14.76 mg/g(P<0.05),春繁期蛋白質(zhì)濃度為16.80 mg/g,較越冬后期顯著上升(P<0.05)。相同階段的兩種飼養(yǎng)方式中蜂蛋白質(zhì)濃度差異不顯著(P>0.05)。
圖4 中蜂蛋白質(zhì)濃度Fig.4 Content of protein of Apis cerana cerana
兩種飼養(yǎng)方式的中蜂糖原含量(圖5)均呈“先降后升”趨勢,越冬中期與越冬后期糖原含量最低。活框飼養(yǎng)中蜂的糖原含量由越冬初期的8.30 mg/g下降至越冬中期的2.08 mg/g(P<0.05),至越冬后期糖原含量下降至最低1.57 mg/g,春繁期上升至3.69 mg/g(P<0.05)。原始飼養(yǎng)中蜂糖原含量由越冬初期的10.07 mg/g下降至越冬中期的2.99 mg/g(P<0.05),由越冬后期的3.03 mg/g上升至春繁期的6.11 mg/g(P<0.05)?;羁蝻曫B(yǎng)中蜂的糖原含量在越冬階段和春繁期均低于原始飼養(yǎng)中蜂,越冬期差異不顯著(P>0.05),春繁期差異顯著(P<0.05)。
圖5 中蜂糖原含量Fig.5 Contert of glycogen of Apis cerana cerana
兩種飼養(yǎng)方式的中蜂甘油含量(圖6)呈“先升后降”趨勢,越冬后期甘油含量最高,在相同階段不同飼養(yǎng)方式中蜂之間甘油含量差異均達到顯著水平(P<0.05)。活框飼養(yǎng)中蜂甘油含量在越冬初期(362.50 μmol/mg prot)與越冬中期(350.46 μmol/mg prot)無顯著差異(P>0.05),在越冬后期顯著上升至483.11 μmol/mg prot(P<0.05),于春繁期顯著下降至117.96 μmol/mg prot(P<0.05)。原始飼養(yǎng)中蜂甘油含量由越冬初期的236.62 μmol/mg prot、越冬中期的245.26 μmol/mg prot上升至越冬后期的319.92 μmol/mg prot,差異顯著(P<0.05),在越冬后期又顯著下降至263.04 μmol/mg prot(P<0.05)。活框飼養(yǎng)中蜂越冬期甘油水平均顯著高于原始飼養(yǎng)中蜂(P<0.05),春繁期顯著低于原始飼養(yǎng)中蜂(P<0.05)。
2.7.1SOD、CAT和POD酶活變化
越冬期和春繁期活框飼養(yǎng)中蜂SOD(圖7)、CAT(圖8)和POD(圖9)變化趨勢一致,呈“降-升-降”趨勢,但不同酶活的變化幅度不一致。在越冬初期SOD、CAT和POD酶活較高,越冬中期出現(xiàn)顯著下降(P<0.05),分別由194.53、49.32 和60.43 U/mg prot下降至117.95、43.08和28.19 U /mg prot,且差異顯著(P<0.05);越冬后期酶活性分別升高至149.07(P<0.05)、48.89和75.26 U/mg prot(P<0.05),隨后春繁期再降低至69.81(P<0.05)、43.15和72.31 U/mg prot。
圖7 中蜂SOD酶活性Fig.7 Enzymatic activity of SOD of Apis cerana cerana
圖8 中蜂CAT酶活性 Fig.8 Enzymatic activity of CAT of Apis cerana cerana
圖9 中蜂POD酶活性Fig.9 Enzymatic activity of POD of Apis cerana cerana
原始飼養(yǎng)中蜂SOD呈“先升后降”趨勢,由越冬初期的153.41上升至越冬中期的203.89(P<0.05),越冬后期顯著下降至161.07 U/mg prot(P<0.05),直至在春繁期降至最低的77.15 U/mg prot(P<0.05)。原始飼養(yǎng)中蜂CAT與POD酶活呈“先降后升”趨勢,分別由越冬初期的50.71和101.24 U/mg prot下降至越冬中期的46.24和22.10 U/mg prot(P<0.05),在春繁期上升至53.81(P<0.05)和72.93 U/mg prot(P<0.05)。
兩種飼養(yǎng)方式中蜂的SOD活性在越冬期差異顯著(P<0.05),春繁期差異不顯著(P>0.05);CAT活性與SOD相反;POD活性在越冬初期和越冬后期差異顯著(P<0.05)。
2.7.2總抗氧化能力(T-AOC)
兩種飼養(yǎng)方式之間的總抗氧化能力(圖10)在相同階段差異顯著(P<0.05)?;羁蝻曫B(yǎng)中蜂越冬初期T-AOC含量為132.26 nmol Trolox/mg prot,越冬中期上升至149.99 nmol Trolox/mg prot(P<0.05),在越冬后期上升至220.73 nmol Trolox/mg prot(P<0.05),在春繁期穩(wěn)定至213.27 nmol Trolox/mg prot(P>0.05)。原始飼養(yǎng)中蜂T-AOC含量由越冬初期的54.60上升至越冬中期與越冬后期的79.97與78.48 nmol Trolox/mg prot,春繁期顯著上升至234.34 nmol Trolox/mg prot(P<0.05)。活框飼養(yǎng)中蜂的T-AOC在越冬階段高于原始飼養(yǎng)中蜂,差異顯著(P<0.05);在春繁期低于原始飼養(yǎng)中蜂,差異顯著(P<0.05)。
圖10 中蜂總抗氧化能力Fig.10 Enzymatic activity of T-AOC of Apis cerana cerana
越冬不同階段蜜蜂的蛋白質(zhì)含量呈“先升后降”趨勢,表明越冬初期中蜂蛋白質(zhì)等抗寒物質(zhì)得到積累,到了越冬后期又被大量消耗。春繁期蜜蜂蛋白質(zhì)含量升高,這可能是由于外界溫度回升,蜜粉源植物開花泌蜜,蜜蜂采食蜂蜜和花粉后體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)得以補充。兩種飼養(yǎng)方式中蜂體重在春繁期表現(xiàn)出不同升降趨勢,且差異顯著,這可能是由于不同的飼養(yǎng)方式影響了蜂群的采集效率,但這需要進一步的實驗論證。徐凱等(2018)比較了中蜂和意蜂Apismellifera低溫處理前后17種血淋巴氨基酸含量,多數(shù)氨基酸在低溫處理后(0℃)有一定的積累。本研究中蜂體蛋白質(zhì)濃度在越冬初期到中期顯著增加,越冬后期顯著下降,這可能是蜜蜂在越冬初期進行越冬能量儲備,在越冬中后期低溫狀態(tài)下,蛋白質(zhì)分解成為氨基酸參與到蜜蜂的低溫調(diào)控中,蛋白質(zhì)是參與蜜蜂低溫調(diào)控的重要物質(zhì)。
越冬昆蟲常在越冬前將體內(nèi)游離水含量轉(zhuǎn)化為結(jié)合水,降低蟲體游離水含量,以提高過冷卻能力而順利越冬(Wolfeetal., 2002)。本研究中,蜜蜂游離水含量在越冬中期和后期出現(xiàn)下降,與任金龍等(2021)研究的意大利蝗卵在較冷的1-2月游離水含量和總含水量降低的結(jié)論一致,表明中蜂在低溫環(huán)境體內(nèi)游離水含量會顯著降低,這也許是蜜蜂順利越冬的重要抗寒機制(秦明等, 2017)。
甘油是昆蟲體內(nèi)重要的低溫保護劑,甘油很容易穿過細胞膜,可以減少細胞膜上的滲透壓力,起到穩(wěn)定蛋白質(zhì)和保護細胞膜的作用。在低溫下機體細胞合成并積累一定的甘油,用以緩解冰凍與低溫對細胞的機械損傷(Kostaletal., 2007; Johannes and Heath, 2017)。本研究中蜜蜂的甘油水平在越冬階段持續(xù)增加,表明中蜂為了抵御越冬期低溫環(huán)境使體內(nèi)甘油水平得到了積累。徐凱等(2018)研究表明,10℃低溫處理后蜂體甘油水平顯著上調(diào),本研究與其結(jié)果一致。越冬結(jié)束后,隨著外界溫度的升高,甘油水平降到較低水平,甘油含量變化與溫度變化趨勢相反,表明甘油是蜜蜂應(yīng)對低溫環(huán)境的一種調(diào)節(jié)物質(zhì),起到了低溫保護作用。
糖原是昆蟲越冬期的重要能量來源,在冬季溫度降低時昆蟲開始儲存糖原,以保證順利度過越冬期(景曉紅和康樂, 2004)。昆蟲抗寒物質(zhì)的積累會提高昆蟲抗寒能力,如甘油、海藻糖、葡萄糖和果糖以及氨基酸等物質(zhì)(趙靜等, 2008)。在本試驗中發(fā)現(xiàn),在越冬初期糖原含量顯著高于其他階段,表明中蜂在越冬前積累了大量的糖原,在越冬中期和后期糖原含量顯著下降,可能蜜蜂在抵御外界寒冷時消耗了大量的糖原,致使體內(nèi)糖原含量較低(歐陽芳等, 2014)。Rozsypal等(2013)研究表明,9月份剛開始滯育的蘋果蠹蛾毛蟲的糖原含量比7月份非滯育毛蟲增加了一倍,這些糖原在越冬期被大量消耗,本研究結(jié)果與上述結(jié)果一致。在春繁期糖原含量顯著增加,可能是有外界蜜源后,蜜蜂大量采食后體內(nèi)糖原水平得以補充的結(jié)果。
綜上所述,本研究中蜜蜂在自然越冬時通過降低體內(nèi)游離水含量,增加甘油含量來增加抗寒能力,同時貯備大量糖原和蛋白質(zhì)供越冬期能量消耗。
昆蟲體內(nèi)廣泛存在由SOD、CAT和POD等組成的抗氧化酶系統(tǒng),在一定程度上影響到昆蟲的抗逆能力(Siesetal., 1993)。SOD酶是抗活性氧自由基的第一道防線,能夠催化生物體內(nèi)的O2-生成H2O2,CAT酶與POD酶能夠進一步催化H2O2進行分解成H2O和O2。本研究中,越冬初期SOD、CAT和POD酶活性處于較高水平,可能是低溫誘導了蜜蜂體內(nèi)SOD等抗氧化酶的升高,蜜蜂通過提高抗氧化酶的活性來降低體內(nèi)氧化應(yīng)激刺激,適應(yīng)低溫環(huán)境,這與夏振宇等(2019)研究的低溫脅迫誘導了中華蜜蜂體內(nèi)SOD活性的升高的結(jié)論一致。進入越冬中期,氣溫大幅降低,蜜蜂為維持生存,減少能量消耗,使酶活性降低。劉楠楠等(2020)研究歐洲黑蜂Apismelliferamellifera和新疆黑蜂的SOD和CAT酶活力均在越冬中期達到最低值,本研究中酶活力變化與上述結(jié)果一致。越冬中期酶活的抑制現(xiàn)象表明外界低溫環(huán)境可能超過蜜蜂的耐受溫度導致活性氧調(diào)節(jié)失衡,此時蜜蜂體內(nèi)存在過量的氧自由基可能對蜜蜂造成了一定氧化損傷。越冬后期溫度開始上升,蜜蜂體內(nèi)3種抗氧化酶活性開始上升,清除過量O2-,恢復(fù)體內(nèi)活性氧動態(tài)平衡,這與諶苗苗等(2020)研究結(jié)果類似。本研究發(fā)現(xiàn),春繁期間SOD酶活性較越冬后期出現(xiàn)顯著下降,而CAT和POD并沒有顯著差異。推測這可能是因為春繁時外界溫度升高,蜜蜂體內(nèi)O2-的產(chǎn)生與清除恢復(fù)動態(tài)平衡,因此SOD酶活處于較低水平,而蜜蜂體內(nèi)H2O2仍未恢復(fù)到越冬前水平,導致CAT和POD酶活仍處于較高水平,這需要進一步測定蜂體的O2-和H2O2水平進行驗證。
總抗氧化能力(T-AOC)是體現(xiàn)抗氧化體系的抗氧化能力總和,包含了直接作用在自由基或是間接消耗掉容易生成自由基的物質(zhì),防止自由基在機體內(nèi)發(fā)生進一步反應(yīng),是反映生物體內(nèi)抗氧化能力的重要指標(曹善茂等, 2018)。本研究兩種飼養(yǎng)方式中蜂的T-AOC在整個越冬階段不斷增加,表明蜜蜂在越冬期通過不斷提高抗氧化能力來應(yīng)對環(huán)境低溫刺激,這與歐洲黑蜂和新疆黑蜂的T-AOC在自然越冬時的變化規(guī)律一致(劉楠楠等, 2020)。
活框飼養(yǎng)中蜂在越冬初期和中期體重和蛋白質(zhì)含量均高于原始飼養(yǎng)中蜂,且活框飼養(yǎng)中蜂體重在春繁期顯著大于原始飼養(yǎng)中蜂(P<0.05)。蜜蜂體重與蜜蜂的個體大小呈正相關(guān),蜜蜂體重和個體受到蜂王的生產(chǎn)性能、蜂群營養(yǎng)狀況和巢房大小等因素的影響,而蜜蜂個體大在抗病力、生產(chǎn)力和抗逆性等方面更有優(yōu)勢(胡宗文等, 2020)。秦明等(2017)發(fā)現(xiàn)中蜂體內(nèi)游離水含量顯著低于意蜂,游離水越低,抗寒性越強。本研究中越冬期各個階段活框飼養(yǎng)中蜂游離水含量均顯著低于原始飼養(yǎng)中蜂(P<0.05),甘油含量顯著高于原始飼養(yǎng)中蜂(P<0.05),表明活框飼養(yǎng)的中蜂個體表現(xiàn)出了對低溫環(huán)境更強的抗逆性,有利于蜂群的順利越冬。
越冬中后期外界溫度達到全年最低水平,此時活框飼養(yǎng)中蜂的SOD和CAT酶活性均低于原始飼養(yǎng)中蜂,而POD活性卻高于原始飼養(yǎng)中蜂,且總抗氧化能力也高于原始飼養(yǎng)中蜂,這可能表明活框飼養(yǎng)中蜂體內(nèi)氧自由基水平更低,但蜜蜂體內(nèi)還存在多種抗氧化損傷的機制或其他抗氧化物,它們協(xié)同發(fā)揮作用以避免冷刺激造成自身損傷。春繁期活框飼養(yǎng)中蜂的總抗氧化能力與3種抗氧化酶活性均出現(xiàn)了下降,而原始飼養(yǎng)的中蜂的總抗與POD酶活性仍出現(xiàn)了升高,這表明不同的飼養(yǎng)方式會影響蜜蜂體內(nèi)的氧化自由基的生成,進一步影響到了蜜蜂體內(nèi)的抗氧化能力。而本研究中活框飼養(yǎng)中蜂越冬群勢較大,且在春繁期群勢發(fā)展更快,因此,建議蜂農(nóng)實際生產(chǎn)中可以通過飼養(yǎng)大群,合并弱群進行越冬,提高越冬成功率,加快春繁速度。
蜜蜂以群體越冬,蜜蜂的抗寒能力除了受到個體抗寒水平的影響,還受到蜜蜂群體的影響,群體對小環(huán)境的溫濕度調(diào)節(jié)能力對蜂群抗寒力有重要作用,而群體大的蜂群具有更強的溫濕度調(diào)節(jié)能力。原始飼養(yǎng)中蜂因不受干預(yù),自由發(fā)展,越冬群勢普遍較?。欢羁蝻曫B(yǎng)中蜂通過調(diào)整巢脾、培育越冬蜂等管理操作增加了越冬蜂群群勢,因此可能具有更強的溫度調(diào)節(jié)能力和抗寒能力。但兩種飼養(yǎng)方式蜂群內(nèi)部的溫濕度缺少試驗數(shù)據(jù),蜜蜂的群體抗寒力還需進一步研究。