維生素 A對意大利蜜蜂群勢、封蓋子量及抗氧化性的影響

馮倩倩 胥保華 李成成 楊維仁

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,泰安 271018)

維生素是蜜蜂繁衍和生存必不可少的物質(zhì)。在自然狀態(tài)下,花粉和花蜜是蜜蜂的主要飼糧來源,其中含有豐富的維生素。在外界蜜粉源缺乏的情況下,需人工配制代用花粉。營養(yǎng)的全面及充足是蜜蜂能夠正常生長發(fā)育、蜂群能夠正常發(fā)展的前提,這也是進行人工代用花粉配制的要求。目前大多數(shù)蜂農(nóng)在進行蜜蜂飼料的配制時缺乏理論依據(jù),科學(xué)性不強[1]。維生素 A是一種有效的抗氧化和清除自由基物質(zhì)[2],它的抗氧化作用受到越來越多的關(guān)注。到目前為止,對蜜蜂維生素營養(yǎng)的研究很少,對某種特定維生素的營養(yǎng)需求量的研究更未見報道。近些年來,國內(nèi)外蜜蜂維生素營養(yǎng)的研究集中在對蜜蜂生產(chǎn)性能的影響上,而關(guān)于維生素對蜜蜂抗氧化性影響的研究卻很少。本試驗以油菜花粉中所含有的營養(yǎng)素的種類和含量為參考設(shè)計基礎(chǔ)飼糧[3],通過在基礎(chǔ)飼糧中添加維生素 A來研究其對蜜蜂群勢、封蓋子量及幼蟲蟲體抗氧化性的影響,旨在初步探討維生素 A是否為蜜蜂營養(yǎng)所必需,并尋求蜜蜂營養(yǎng)需求的研究方法。

1 試驗方法

1.1 蜂群

選取群勢相當(dāng)?shù)谋镜匾獯罄鄯?Apismellifera ligustica L.)越冬蜂群(群內(nèi)無花粉脾)10群,隨機分為 2組(對照組和試驗組),每組設(shè) 5個重復(fù)。對照組蜜蜂飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗組飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加了 7 500 IU/kg維生素 A的飼糧。

1.2 試驗基礎(chǔ)飼糧

基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表 1。

1.3 制作粉餅

將配好的飼糧干粉料做成粉餅,其濕度標(biāo)準(zhǔn)為既不松開又不會流落[4],放在巢箱內(nèi)框梁上,讓蜜蜂自由采食。

表 1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) %

1.4 蜂群管理

試驗開始前將各群蜂數(shù)及巢脾調(diào)整一致。試驗開始后將飼糧粉餅放在框梁上飼喂,同時保證溫度等管理條件一致,其他飼養(yǎng)條件(如喂糖、喂水等)也均調(diào)整一致,保持蜂巢內(nèi)外的干燥。試驗后期有蜜粉源時安裝脫粉器控制外勤蜂采集花粉。每隔 3 d檢查 1次蜂群,保證飼料充足,根據(jù)群勢情況適當(dāng)增加空脾擴群[5]。

1.5 樣品采集

6日齡幼蟲取樣。各群取封蓋前 6日齡的工蜂幼蟲 20只,用于幼蟲體抗氧化酶活性的測定。

初生幼蜂取樣。各群取剛出房的工蜂 30只,用于蜂體粗蛋白質(zhì)含量的測定。

1.6 取食量、群勢、封蓋子量的測定

蜂群群勢穩(wěn)定前每隔 12 d記錄群勢、封蓋子量。蜂群群勢用脾(脾的兩面都爬滿蜂記為 1脾)來衡量。封蓋子量用每張脾上封蓋子所占的百分?jǐn)?shù)來記錄,每群蜂的封蓋子量為該群中各脾封蓋子量的平均值。記錄每次喂料時間、料重,計算各群每脾蜂整個試驗期的平均取食量。

1.7 幼蟲蟲體抗氧化指標(biāo)的測定

將樣品在 10 m L離心管內(nèi)勻漿,準(zhǔn)確稱取待測樣品,按重量體積比加生理鹽水制備成 10%的組織勻漿,3 000 r/m in離心 10 min,然后取組織勻漿上清制成 1%的組織勻漿。進行預(yù)試驗,確定最佳稀釋倍數(shù)及最佳取樣量后進行各種抗氧化指標(biāo)的測定。

采用考馬斯亮蘭法測定幼蟲蟲體蛋白質(zhì)含量;黃嘌呤氧化法測定總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性;Fe3+還原法測定總抗氧化能力(T-AOC);硫代巴比妥酸法測定丙二醛(MDA)含量。用UV-2000可見光分光光度計測定吸光度。

1.8 蜂體成分測定

將初生幼蜂 65℃烘去初水制成風(fēng)干樣,測定整個幼蜂體風(fēng)干樣中的粗蛋白質(zhì)含量,再進行換算得到幼蜂體鮮樣中粗蛋白質(zhì)含量。蛋白質(zhì)的測定采用凱氏定氮法(GB 5511—85)。

1.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用 SAS 9.1軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。方差分析使用 One-way ANOVA,多重比較采用 Duncan氏法,顯著性水平為 P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 維生素 A對蜜蜂取食量、群勢及封蓋子量的影響

維生素 A對蜜蜂取食量、群勢及封蓋子量的影響見表 2,飼喂添加維生素 A飼糧的試驗組蜜蜂取食量、封蓋子量、蜂體(鮮樣)粗蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照組(P＜0.05),而群勢則無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 維生素 A對蜜蜂幼蟲蟲體抗氧化性的影響

維生素 A對幼蟲蟲體抗氧化性的影響見表 3,飼喂添加維生素 A飼糧的試驗組蜜蜂幼蟲蟲體MDA含量顯著低于對照組(P＜0.05),T-SOD活性顯著高于對照組(P＜0.05),而幼蟲蟲體蛋白質(zhì)含量和 T-AOC無顯著性差異(P＞0.05)。

表 2 維生素A對蜜蜂取食量、群勢及封蓋子量的影響Table 2 Effects of vitam in A on feed intake,bee population and sealed brood quantity of colonies

表 3 維生素 A對蜜蜂幼蟲蟲體抗氧化性的影響Table 3 Effects of vitam in A on the antioxidant o f bee larva

3 討 論

3.1 維生素 A對蜜蜂取食量、群勢及封蓋子量的影響

維生素 A對維持上皮細(xì)胞的正常功能和結(jié)構(gòu)的完整性,維持正常視覺、動物繁殖性能和免疫功能都具有重要作用[6]。添加了維生素 A的飼糧較符合蜜蜂的營養(yǎng)需求,工蜂哺育能力提高,為蜂王提供全面而充足的營養(yǎng),使蜂王產(chǎn)卵力提高,從而使封蓋子量增加,Herbert等[7]研究表明,飼糧中添加脂溶性維生素,尤其是維生素 A,與對照組相比,能顯著提高哺育蜂的哺育能力,增加封蓋子量。這與本試驗所得結(jié)果一致。

飼喂添加了維生素 A的飼糧,蜜蜂生長發(fā)育良好、體質(zhì)增強,蜂群的生產(chǎn)力增強(工蜂的采集力、哺育力增強,蜂王產(chǎn)卵力提高),這樣,蜂群對營養(yǎng)的需求量相對地增加,取食量提高。

蜂體成分的測定,尤其是粗蛋白質(zhì)含量的測定,能夠反映一段時間內(nèi)蜜蜂的營養(yǎng)狀況。蛋白質(zhì)在蜜蜂一生的生命活動中都有重要作用[8]。春繁時期蛋白質(zhì)的攝入大部分用于蜂群的繁殖和哺育工作。培育 1只工蜂,從卵的孵化到羽化成蟲大約需要 20 mg的蛋白質(zhì)(包括 3日齡內(nèi)幼蟲需要的蜂王漿蛋白質(zhì)和之后食用的蜂糧蛋白質(zhì)),這部分蛋白質(zhì)即來源于飼糧,由哺育蜂供給。因而飼料的供給量和蜂群的哺育力對工蜂的正常生長發(fā)育至關(guān)重要。蛋白質(zhì)占新羽化工蜂鮮重的13%[8]。飼喂添加了維生素 A的飼糧,蜂群采食量增加,蛋白質(zhì)的采食量相應(yīng)地增加。對初生工蜂的粗蛋白質(zhì)含量的分析能夠反映其在羽化前的階段內(nèi)營養(yǎng)狀況。試驗組飼糧中添加維生素 A,蜂群哺育力增強,工蜂在其羽化前階段的營養(yǎng)狀況良好,體內(nèi)蛋白質(zhì)沉積量增加。

群勢能夠反映蜜蜂的生長發(fā)育狀況和繁殖機能,而充足、全面的營養(yǎng)是保證蜜蜂正常生長發(fā)育和繁殖的前提。因此,通過對群勢的測定能夠反映蜂群的營養(yǎng)狀況。飼喂添加維生素 A的飼糧蜂群哺育力增強,封蓋子量增加,若能正常羽化并發(fā)育至成蜂出房,蜂群群勢會有相應(yīng)的增長。然而,在本試驗中蜂群群勢增長卻不顯著,經(jīng)分析可能的原因主要是天氣和管理因素。早春蜂群處于全年較弱階段,維持巢溫能力也差,此時檢查蜂群應(yīng)選擇晴暖無風(fēng)的天氣,且氣溫高于 14℃[8]。由于試驗需要,取樣次數(shù)較多,開箱檢查蜂群過于頻繁,且本試驗?zāi)攴莸拇悍彪A段天氣狀況較往年要差很多,主要表現(xiàn)為氣溫偏低、多陰雨。封蓋子對蜂巢內(nèi)溫度的變化非常敏感,在低溫條件下開箱,會對幼蟲、蛹的發(fā)育造成不利影響,從而導(dǎo)致受凍的幼蟲、蛹不能正常發(fā)育為成蜂。這是阻礙群勢發(fā)展的一個很重要的因素。

3.2 維生素 A對蜜蜂幼蟲蟲體抗氧化性的影響

目前,國內(nèi)外對蜜蜂抗氧化性的研究很少。維生素 A具有抗氧化功能,能清除自由基和過氧化物[9-10],其抗氧化作用與其具備多羥烴疏水鏈有關(guān)。生物膜結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸磷脂分子易受自由基攻擊發(fā)生脂質(zhì)過氧化損傷反應(yīng),引起膜結(jié)構(gòu)破壞,膜上鑲嵌的一系列酶空間排列紊亂,活性降低,膜通透性改變。維生素 A是一種脂溶性維生素,容易進入細(xì)胞膜,在細(xì)胞膜上可利用其分子結(jié)構(gòu)所含的多個雙鍵與氧自由基結(jié)合,從而保護細(xì)胞免受氧化損傷。維生素 A的適量補充有助于提高機體維生素 A的儲存水平,增強機體抗氧化能力。幼蟲蟲體蛋白質(zhì)含量差異不顯著,說明維生素 A對工蜂幼蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)的沉積影響不大。這與經(jīng)歷蛹期到剛羽化的幼蜂體蛋白質(zhì)含量不同。

超氧化物歧化酶(SOD)是機體內(nèi)廣泛存在的一種重要的催化過氧化氫(H2O2)分解的酶[11],以氧自由基連鎖反應(yīng)前體物超氧陰離子自由基(O2-?)為唯一底物,對機體的氧化與抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用,其活性反映了機體清除氧自由基的能力。鋅作為 SOD的輔酶,能夠催化?發(fā)生歧化反應(yīng)。維生素 A與鋅之間存在相互作用。維生素 A的缺乏能導(dǎo)致鋅結(jié)合蛋白量下降,從而影響鋅的吸收[12]。對維生素 A和鋅聯(lián)合缺乏的大鼠聯(lián)合補充后顯著增加了大鼠心肌線粒體 T-SOD活性[13]。因此,添加維生素 A可以顯著提高工蜂幼蟲體內(nèi) SOD活性,其原因可能是維生素 A可以促進鋅的吸收,從而間接地提高 SOD活性。

MDA是脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)浇K止階段產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物,它能通過生物膜多不飽和脂肪酸的過氧化和脂質(zhì)過氧化物的分解產(chǎn)物引起細(xì)胞損傷[14]。添加維生素 A可以降低工蜂幼蟲體內(nèi)的MDA含量,原因之一是維生素 A本身的不飽和結(jié)構(gòu)使自身極易被氧化,避免了體內(nèi)的許多脂質(zhì)過氧化反應(yīng),導(dǎo)致其產(chǎn)物 MDA減少;二是維生素 A的添加使得脂質(zhì)過氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的單線態(tài)氧、氫自由基等可以有效地被捕捉和淬滅,從而使得MDA含量的降低。

T-AOC代表了機體防御體系中抗氧化能力的強弱,是體內(nèi)各種抗氧化酶共同作用的結(jié)果。張軍民[15]報道,在機體的抗氧化系統(tǒng)內(nèi)可能存在著某種動態(tài)平衡機制,即作為抗氧化系統(tǒng)的 SOD和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)某種狀況下并非同時增加,而是一種機制激活時,另一種可能處于被抑制狀態(tài)。在本試驗中,GSH-Px的活性的測定需要很高的樣品濃度(稀釋倍數(shù)較低),而幼蟲樣品卻無法滿足此要求,最終導(dǎo)致此指標(biāo)無法測定。添加維生素 A能顯著提高機體 SOD活性,而T-AOC卻無顯著變化,原因可能是機體抗氧化系統(tǒng)內(nèi)的動態(tài)平衡機制。

4 結(jié) 論

①維生素 A為蜜蜂所必需的營養(yǎng)素。飼糧中添加維生素 A能顯著提高蜂群取食量、封蓋子量和成年工蜂蜂體粗蛋白質(zhì)含量,能顯著提高幼蟲蟲體 T-SOD活性,降低幼蟲蟲體 MDA含量。

②蜂群的取食量、封蓋子量以及蜂體抗氧化酶活性等可作為測定指標(biāo)應(yīng)用于蜜蜂營養(yǎng)需求的研究中。

[1] 鄭本樂,康明江,楊維仁,等.蜜蜂營養(yǎng)與飼料研究進展[J].中國蜂業(yè),2009,60(11)：16-18.

[2] PALACIOS A,PIERGIACOM IV A,CATALáA.V itam in A supp lementation inhibits chem ilum inescence and lipid peroxidation in isolated rat liverm icrosomes and m itochond ria[J].Molecular and Cellular Biochem istry,1996,154(1)：77-82.

[3] 李成成,胥保華,肖培新,等.我國蜜蜂飼料開發(fā)與利用現(xiàn)狀分析[J].蜜蜂雜志,2010,30(1)：6-8.

[4] 黃堅.蜜蜂人工配合花粉的配制與飼喂[J].科學(xué)種養(yǎng),2008(1)：43.

[5] 王志,李杰鑾,丁艷波,等.不同營養(yǎng)對蜜蜂初生重的影響[J].吉林畜牧獸醫(yī),2005(9)：5-7.

[6] 任延利,齊德生.維生素A在動物體內(nèi)的作用機理研究進展[J].中國飼料,2008(8)：10-13.

[7] HERBERT,ELTON W,SHIMANUK IH.Effect of fat soluble vitam ins on thebrood rearing capabilities of honey bees fed a synthetic diet[J].Annals of the Entomological Society of America,1978,71(5)：689-691.

[8] 陳盛祿.中國蜜蜂學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.

[9] MACKAYW J,BEW LEY G C.The genetics of catalase in drosophilamelanogaster：isolation and characterization o f acatalasem ic mutants[J].Genetics,1989,122(3)：643-652.

[10] PARKES T L,H ILLIKER A J,PH ILLIPS J P.Genetic and biochem ical analysis of glutathione-S-transferase in the oxygen defense system of drosophilamelanogaster[J].Genome,1993,36(6)：1007-1014.

[11] WANG D,WANG L J,ZHU F X,et al.In vitro and in vivo studies on the antioxidant activities of the aqueous extracts o f Douchi(a traditional Chinese saltfermented soybean food)[J].Food Chem istry,2008,107：1421-1428.

[12] CHRISTIAN P,WEST K P Jr.Interactions between zinc and vitam in A：an update[J].The American Journalof Clinical Nutrition,1998,68(Suppl.2)：435-441.

[13] 蘇莉,王玉.補充鋅、維生素 A及維生素 B2對大鼠血清和心肌超氧化物歧化酶活性的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),2004,31(5)：690-694.

[14] RACKOW E C,ASTIZ M E,WEIL M H.Cellular oxygenm etabo lism during sepsis and shock：the relationship o f oxygen consumption to oxygen delivery[J].The Journal of American Medical Association,1988,259(13)：1989-1994.

[15] 張軍民.谷氨酰胺對早期斷奶仔豬腸道的保護作用及其機理研究[D].博士學(xué)位論文.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2000.