貴州東方蜜蜂形態(tài)遺傳分析

駱 群，周姝婧，2，徐新建，2，朱翔杰，2，經(jīng)翩翩，周冰峰，2（.福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)學(xué)院，福建 福州350002;2.福建農(nóng)林大學(xué)蜜蜂研究所，福建福州 350002）

貴州東方蜜蜂形態(tài)遺傳分析

駱 群1，周姝婧1，2，徐新建1，2，朱翔杰1，2，經(jīng)翩翩1，周冰峰1，2
（1.福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)學(xué)院，福建 福州350002;2.福建農(nóng)林大學(xué)蜜蜂研究所，福建福州 350002）

利用32個形態(tài)遺傳標(biāo)記，采用逐步判別分析－聚類分析、主成分分析以及單因素方差分析，對貴州省的8個樣點和2個臨近的廣西省、重慶市的樣點，共600只東方蜜蜂工蜂進(jìn)行形態(tài)遺傳分析.研究結(jié)果表明，未發(fā)現(xiàn)貴州省的東方蜜蜂發(fā)生種群分化，貴州省各樣點的東方蜜蜂與廣西南寧樣點和重慶萬州樣點發(fā)生明顯分化.與廣西南寧、重慶萬州的東方蜜蜂相比，貴州東方蜜蜂個體和吻、翅和足等指標(biāo)均較大.

東方蜜蜂;形態(tài)遺傳;種群分化

東方蜜蜂（Apis cerana）是我國本土蜂種，廣泛分布在除內(nèi)蒙、新疆等地的山區(qū).長期的適應(yīng)性進(jìn)化，使其具有善于利用零星蜜粉源、耐低溫、抗螨等優(yōu)良特性，并形成適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的東方蜜蜂種質(zhì)資源，在所處的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用［1］.貴州省地處我國西南，全境均為云貴高原，西部還保留有高原地貌，東部主要為山地和丘陵地帶.貴州省野生東方蜜蜂資源豐富，受外界干擾較小，是保存較好的東方蜜蜂資源.

楊冠煌、徐祖蔭等學(xué)者，分別利用11個和10個形態(tài)標(biāo)記開展貴州中蜂資源研究，認(rèn)為貴州的東方蜜蜂存在形態(tài)遺傳分化［2－3］.貴州省赫章、水城、盤縣以西的小部分地區(qū)為云貴高原生態(tài)型，貴州省大部地區(qū)為貴州山地生態(tài)型.貴州東方蜜蜂在體色上表現(xiàn)出自東向西逐漸由黃變黑的趨勢，與個體大小相關(guān)的形態(tài)標(biāo)記也表現(xiàn)出差異.并根據(jù)貴州西部和東部地勢、植被區(qū)系等的差異將貴州東方蜜蜂劃分為云貴高原和山地2種生態(tài)型或云貴高原和湖南型.《中國畜禽遺傳資源志·蜜蜂志》也將貴州東方蜜蜂劃分為云貴高原中蜂類型和華中中蜂類型［4］.

貴州地貌由西南高原向東部山地丘陵地帶緩慢過渡，并未見形成種群分化需要的隔離條件，因此貴州東方蜜蜂是否發(fā)生遺傳分化還需要進(jìn)一步研究.本文將對分布在貴州省的東方蜜蜂進(jìn)行形態(tài)遺傳分析，探究貴州省東方蜜蜂在高原向山地過渡生境下是否存在遺傳分化.并與貴州周邊地區(qū)的東方蜜蜂進(jìn)行分析比較，尋找貴州地區(qū)東方蜜蜂的形態(tài)特征，為該地區(qū)東方蜜蜂資源的保護(hù)提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗材料

在蜜粉源植物豐富，蜂群群勢較強(qiáng)的季節(jié)，于貴州8個樣點及周邊的重慶萬州、廣西南寧采集東方蜜蜂樣本（圖1），海拔范圍為83－1635 m（表1）.每個樣點采集60－70群.每個樣點解剖60只工蜂，共測量600只.

樣本均采自原始飼養(yǎng)或無人工育王的正常蜂群，以及沒有進(jìn)行轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)的蜂場.由于長期生活并適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，能夠很好的代表貴州、重慶萬州、廣西南寧的東方蜜蜂遺傳資源.

圖1 貴州及周邊地區(qū)10個東方蜜蜂采樣點分布Fig.1 Layout of 10 sampling localities for Apis cerana in Guizhou Province and the adjacent regions

1.2 試驗方法

1.2.1 形態(tài)遺傳標(biāo)記 采用的形態(tài)遺傳標(biāo)記參考Ruttner提出的用于蜜蜂分類研究的形態(tài)遺傳標(biāo)記方法［5］.共測定32個形態(tài)遺傳標(biāo)記.與個體大小相關(guān)的遺傳標(biāo)記有第三背板長、第四背板長、第五背板長、第四腹板長、第七腹板長、第七腹板寬;與器官大小相關(guān)的遺傳標(biāo)記包括吻長、右前翅長、右前翅寬、股節(jié)長、脛節(jié)長、基跗節(jié)長、基跗節(jié)寬、第四腹板蠟鏡長、蠟鏡斜長、蠟鏡間距;與色型相關(guān)的標(biāo)記有第五背板絨毛帶長、第六背板絨毛長;與翅脈相關(guān)的遺傳標(biāo)記有肘脈指數(shù)、肘脈a、肘脈 b以及翅脈角A4、B4、D7、E9、G18、J10、J16、K19、L13、N23、O26（圖 2）.

表1 貴州省及周邊東方蜜蜂樣本信息Table 1 Sample information of Apis cerana from localities in Guizhou Province and the adjacent localities in Guangxi and Chongqing

1.2.2 數(shù)據(jù)分析 對貴州省的東方蜜蜂形態(tài)數(shù)據(jù)利用SPSS 13.0軟件進(jìn)行分析.采用逐步判別與聚類分析聯(lián)用的方法以及主成分分析研究貴州東方蜜蜂種群形態(tài)分化及與周邊地區(qū)東方蜜蜂的遺傳關(guān)系［6］.

計算各樣點數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，利用單因素方差分析進(jìn)行差異顯著性檢驗.多重比較采用Tukey方法，檢驗各樣點兩兩之間差異的顯著性，用于分析貴州東方蜜蜂種群的形態(tài)特征.

2 結(jié)果與分析

2.1 貴州東方蜜蜂種群遺傳分化

圖2 蜜蜂前翅11個翅脈角Fig.2 Eleven wing angles of honey bee forewing

貴州東方蜜蜂與周邊重慶萬州和廣西南寧東方蜜蜂分化，貴州東方蜜蜂為1個獨立種群，內(nèi)部8個樣點間的形態(tài)分化較小.

2.1.1 逐步判別與聚類分析 根據(jù)Wilks'Lambda統(tǒng)計量檢驗，15個判別效果極顯著（P＜0.01）的形態(tài)標(biāo)記進(jìn)入判別函數(shù)，按判別能力從大到小依次為右前翅長、第六背板絨毛長、第五背板長、吻長、第七腹板寬、右前翅寬、蠟鏡長、第五背板絨毛帶長、第七腹板長、J16、N23、第三背板長、基跗節(jié)長、蠟鏡間距離、L13.逐步判別分析建立的判別函數(shù)共有10個，前2個判別函數(shù)解釋的總體變異分別為52.2%、21.8%，累積貢獻(xiàn)率為74.0%.利用貢獻(xiàn)率最高的2個函數(shù)，分析貴州與周邊地區(qū)的遺傳分化.逐步判別分析散點圖顯示，重慶萬州、廣西南寧東方蜜蜂樣點的重心都遠(yuǎn)離貴州東方蜜蜂樣點的重心，表明貴州東方蜜蜂與周邊重慶萬州、廣西南寧的東方蜜蜂有分化（圖3）.依據(jù)逐步判別與聚類分析聯(lián)用的結(jié)果，貴州內(nèi)部8個樣點分化較小聚為一支（圖4），樣點間歐式平方距離范圍為0.018－5.162.但是貴州東方蜜蜂與周邊重慶萬州、廣西南寧樣點的東方蜜蜂分化較大（圖4），歐式平方距離范圍分別高達(dá)26.106和18.774.

圖3 貴州及周邊地區(qū)10個樣點東方蜜蜂逐步判別分析散點圖Fig.3 Scatter diagram of stepwise discriminant analysis of Apis cerana samples from 10 localitiesin in Guizhou Province and the adjacent regions

2.1.2 主成分分析 對貴州及周邊地區(qū)10個樣點東方蜜蜂的32個形態(tài)遺傳標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析.第一主成分特征根為8.138，解釋總體變異的24.66%.形態(tài)標(biāo)記吻長、翅長、翅寬、第三背板長、第四背板長、第五背板長、第四腹板長、第七腹板長、第七腹板寬、蠟鏡長、蠟鏡斜長、第五背板絨毛帶長、股節(jié)長、脛節(jié)長和基跗節(jié)長對第一主成分貢獻(xiàn)較大.第二主成分特征根為2.988，解釋總體變異的9.05%.形態(tài)標(biāo)記肘脈b和A4對第二主成分貢獻(xiàn)較高.前2個主成分對總體變異的解釋達(dá)到33.71% .

利用前2個主成分的因子得分進(jìn)行作圖，同樣發(fā)現(xiàn)貴州的東方蜜蜂樣點聚為一支，重慶萬州和廣西南寧樣點的東方蜜蜂都遠(yuǎn)離貴州的樣點（圖5）.

2.2 貴州東方蜜蜂形態(tài)特征分析

貴州東方蜜蜂種群與周邊東方蜜蜂相比較，形態(tài)特征主要表現(xiàn)在與個體大小相關(guān)的背腹板標(biāo)記，與器官吻、翅、足和第四腹板蠟鏡相關(guān)的形態(tài)標(biāo)記以及部分翅脈角（表2）.

圖4 貴州及周邊地區(qū)10個樣點東方蜜蜂逐步判別函數(shù)重心聚類圖Fig.4 Dendrogram of center of gravity in stepwise discriminant functions of Apis cerana samples from 10 localities in Guizhou Province and the adjacent regions

圖5 貴州及周邊地區(qū)10個樣點東方蜜蜂主成分分析Fig.5 Principal component analysis of Apis cerana samples from 10 localities in Guizhou Province and the adjacent regions

表2 貴州與周邊地區(qū)的東方蜜蜂形態(tài)特征方差分析1）Table 2 Variance analysis ofmorphometric characters of Apis cerana in Guizhou Province and the adjacent regions

貴州東方蜜蜂個體較大，主要體現(xiàn)在與個體大小相關(guān)的腹板標(biāo)記.第四腹板長、第七腹板長和第七腹板寬3個標(biāo)記與周邊樣點相比均達(dá)到差異極顯著水平（P＜0.01）（表2）.

貴州東方蜜蜂的器官吻、翅和足均較大.其中吻長、右前翅長、右前翅寬、后足的脛節(jié)長、基跗節(jié)長等標(biāo)記都表現(xiàn)為最大，與周邊樣點相比達(dá)到差異極顯著（P＜0.01）.與重慶萬州和廣西南寧的東方蜜蜂相比，貴州東方蜜蜂翅脈角N23最大（P＜0.01），L13最小（P＜0.01），翅脈角A4、O26與重慶萬州和廣西南寧的東方蜜蜂接近（表2）.

3 討論

（1）蜜蜂學(xué)界普遍認(rèn)為東方蜜蜂在貴州的東部和西部存在分化，形成云貴高原中蜂和華中中蜂［4］，或分化為云貴高原型和華中型［7］，或分化為東方蜜蜂東部亞種云貴高原生態(tài)型和東方蜜蜂東部亞種湖南型［2，8］，或分化為中華亞種云貴高原型和中華亞種華中型［9］.本文研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)貴州省內(nèi)東方蜜蜂發(fā)生分化，包括文獻(xiàn)中云貴高原生態(tài)型分布的盤縣樣點和處于云貴高原生態(tài)型與貴州山地生態(tài)型過渡地帶的興仁樣點均沒有發(fā)現(xiàn)與貴州其它樣點發(fā)生分化［3］.貴州省全境均處于云貴高原的東部［10］，地勢、植被等生態(tài)環(huán)境差異不大，無東方蜜蜂基因流受阻的生態(tài)條件.本論文可為我國東方蜜蜂遺傳資源的地理準(zhǔn)確劃分提供參考.

（2）通過對貴州省8個樣點以及其周邊東方蜜蜂進(jìn)行形態(tài)遺傳分析，發(fā)現(xiàn)貴州內(nèi)部的東方蜜蜂分化較小，屬于同一個種群，是一個獨立的遺傳資源.貴州東方蜜蜂個體較大、器官較大，應(yīng)該是適應(yīng)貴州生態(tài)環(huán)境的結(jié)果，在資源保護(hù)與利用上有獨特的價值.貴州省，梵凈山地區(qū)植被資源保存相對完整，蜜粉源植物豐富，人為干擾較少，是貴州東方蜜蜂資源保護(hù)的理想地區(qū).

致謝:本課題的研究是在養(yǎng)蜂界前輩徐祖蔭老師的幫助下進(jìn)行的，全程陪同我們在貴州省進(jìn)行中蜂資源考察和樣本采集.在樣本采集過程中，還得到許政、胡軍軍、戴榮國、姬聰慧、任勤、樊瑩、張久勝、歐定威、鄧明華、柴昌明、李長偉、周志富、梁盛、羅秀軍、王益政、王來忠、蔣祖通、五星侯、賴志恒、鄧天林等貴州、重慶和廣西省蜂業(yè)人士的大力幫助，博士研究生王青、于瀛龍、本科生夏鳳枝參加樣本采集工作.博士研究生于瀛龍、碩士研究生鄭秀娟、本科生許瑛瑛和陶奧宇參與部分試驗工作，在此表示感謝.

［1］楊冠煌.中華蜜蜂在我國森林生態(tài)系統(tǒng)中的作用［J］.中國蜂業(yè)，2009，60（4）:5－7.

［2］楊冠煌.中華蜜蜂［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2001:8－21.

［3］徐祖蔭.貴州省中蜂資源調(diào)查及其開發(fā)利用研究——貴州中蜂不同生態(tài)類型的劃分、評價及開發(fā)利用意見［J］.貴州畜牧獸醫(yī)科技，1986（1）:13－19.

［4］國家畜禽遺傳資源委員會.中國畜禽遺傳資源志·蜜蜂志［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2011:34－44.

［5］RUTTNER F.Biometrical-statistical analysis of the geographic variability ofApismelliferaL［J］.Apidologie，1978，9（4）:363－381.

［6］朱翔杰，周冰峰，王媛，等.中華蜜蜂形態(tài)遺傳分析方法的研究［J］.應(yīng)用昆蟲學(xué)報，2011，48（1）:202－206.

［7］匡邦郁，匡海鷗.蜜蜂生物學(xué)［M］.昆明:云南科技出版社，2003:21－26.

［8］徐祖蔭.貴州蜂業(yè).見:陳耀春.中國蜂業(yè)［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1993:225－230.

［9］龔一飛，張其康.蜜蜂分類與進(jìn)化［M］.福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000:16－26.

［10］劉明光.中國自然地理圖集［M］.北京:中國地圖出版社，2010:20.

（責(zé)任編輯:吳顯達(dá)）

M orphometric genetic differentiation of Apis cerana from Guizhou Province

LUO Qun1，ZHOU Shu-jing1，2，XU Xin-jian1，2，ZHU Xiang-jie1，2，JING Pian-pian1，ZHOU Bing-feng1，2
（1.College of Bee Science，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China;2.Honeybee Research Institute，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China）

A total of 600 individualworker bees ofApis ceranafrom eight localities in Guizhou Province and two adjacent localities in Guangxiand Chongqingwere analyzed with 32morphometric genetic characters by stepwise discriminantanalysis and cluster analysis，principal component analysis and one-way analysis of variance.The results showed that no population differentiation occurred between theApis ceranasamples from Guizhou Province，but there was remarkable population differentiation occurring between theApis ceranasamples from localities in Guizhou Province and those from the two adjacent localities in Guangxi and Chongqing.Compared to those from Nanning locality of Guangxi and Wanzhou locality of Chongqing，the honeybee population from localities in Guizhou Province had bigger body size，larger wings，longer proboscis and legs.

Apis cerana;morphometric genetics;population differentiation

S89

A

1671-5470（2015）03-0298-05

10.13323/j.cnki.j.fafu（nat.sci.）.2015.03.014

2015－02－05

2015－03－04

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金（CARS-45-KXJ11）.

駱群（1989－），女，碩士研究生.研究方向:蜜蜂種群遺傳學(xué).Email:qunzily1989@163.com.通訊作者周冰峰（1958－），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師.研究方向:蜜蜂生態(tài)學(xué)與蜜蜂種群遺傳學(xué).Email:bingfengfz@126.com.