基于蜂蜜孢粉學鑒定秦嶺中華蜜蜂的蜜源木本植物

桑麗琴，許升全

(陜西師范大學生命科學學院，西安 710119)

中華蜜蜂Apisceranacerana簡稱中蜂，是我國特有的本土蜜蜂(祁文忠等，2016)。它非常適應我國大部分地區(qū)的季風型氣候，耐熱、抗寒、抗病能力均較強，并且能利用零星蜜源，采集力強，能為多種植物傳粉(段成鼎，2003；秦明等，2017)。19世紀以來，隨著產(chǎn)蜜量大、蜂群數(shù)量大的西方蜜蜂引進我國，中華蜜蜂的蜜源受爭奪、蜂群受到攻擊，加之飼養(yǎng)數(shù)量下降等原因，導致中華蜜蜂種群數(shù)量迅速減少、分布范圍越來越小。中華蜜蜂的保護已經(jīng)成為目前我國生物資源保護的重要任務之一(劉宇佳等，2013)。

花粉和花蜜是蜜蜂的主要食物來源，也是蜂蜜的主要成分(Hepburn and Radloff，2011；Bonoan，2018；Dolezal and Toth，2018；Shelley and Lynae，2018)。蜜蜂采集蜜源植物的花粉和花蜜后，混入自身分泌的酶類物質，在歸巢后經(jīng)過扇風、排出水分等過程最終封存在蜂巢中(Semkiw, 2008)。不同植物的花粉和花蜜不僅影響蜜蜂的訪花行為，也與蜂蜜的質量和營養(yǎng)密切相關(Donkersleyetal.，2017；Gemedaetal.，2017；Masetal.，2018)。蜂蜜中花粉的種類是判斷蜂蜜的產(chǎn)地、來源和質量的重要依據(jù)(Brunietal.，2015；Hawkinsetal.，2015；Soaresetal.，2015；Pornonetal.，2016)。蜂蜜孢粉學是研究蜂蜜中花粉信息的傳統(tǒng)方法，主要通過提取蜂蜜中的花粉粒并在掃描電鏡下觀察花粉的外部形態(tài)進而結合蜜源植物的花粉形態(tài)研究結果來鑒定蜂蜜的來源植物，常用于分析蜜蜂的營養(yǎng)生態(tài)位和傳粉植物(劉宇佳等，2013；陳順安等，2015)。秦嶺是我國南北方氣候的自然分界線，其生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性豐富，分布有大熊貓等許多特有的動物種類，是我國生態(tài)環(huán)境保護的重點區(qū)域(劉詩峰等，2003；梁宗鎖，2013；劉文哲，2015；王建林等，2016)。本文應用蜂蜜孢粉學方法對秦嶺地區(qū)中華蜜蜂的蜜源和傳粉植物進行分析，為保護秦嶺地區(qū)的中華蜜蜂及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品信息

本研究的蜂蜜樣本采自秦嶺地區(qū)的漢中市佛坪縣三官廟和寶雞市太白縣黃柏塬。兩個地區(qū)的中華蜜蜂進行傳統(tǒng)方法養(yǎng)殖，均使用原始蜂箱——橫臥式樹槽箱(祁文忠等，2016)，即圓形樹桶。中華蜜蜂林間自主采蜜，每年取一次蜂蜜。樣品信息見表1。

表1 蜂蜜樣品的采集信息Table 1 Information of the honey samples

1.2 蜂蜜孢粉學分析

1.2.1蜂蜜中花粉提取

參考Soares等(2017)的方法：將50 g蜂蜜樣品分到4個50 mL的無菌離心管(每管12.5 g蜂蜜)，然后每管加入40 mL蒸餾水，攪拌，在恒溫水浴箱65℃熱水浴30 min，每隔5 min攪拌一次。將樣本置于離心機，5 000 g離心20 min，倒掉上清液。沉淀中加入40 mL蒸餾水，攪拌，重復上述步驟。4個離心管中所得沉淀各加入蒸餾水5 mL，一起轉移至同一無菌50 mL離心管中，加入蒸餾水至體積約45 mL，5 000 g離心20 min，棄去上清液，將沉淀取出，置于硫酸紙上，攤放于防塵處，自然干燥后放于5 mL離心管中，并放入少量硅膠保持干燥。

1.2.2花粉的觀察和測量

將少許干燥的花粉均勻地粘在黏有導電膠的樣品臺上，在離子濺射儀中噴金、鍍膜60 s后，將處理好的樣品移到日立臺式TM3030Plus型掃描電子顯微鏡下觀察。尋找有代表性的視野，選取完整飽滿、外形和大小有代表性的花粉粒拍照，在3 000～6 000倍下觀察花粉粒的極面觀和赤面觀，在7 000～12 000倍下觀察花粉粒表面的紋飾和萌發(fā)孔，并分別拍攝照片、記錄每種花粉的赤道軸和極軸大小。

1.2.3花粉種類識別

將所拍花粉的電鏡圖片與植物花粉圖片進行對照，根據(jù)花粉大小、赤道面觀、極面觀、表面紋飾對蜂蜜中的花粉種類進行鑒別(徐萬林，1992；孫桂英，1993；中國養(yǎng)蜂協(xié)會，1993；王伏雄，1997；李天慶，2011；喬秉善，2014)。

2 結果與分析

兩地的蜂蜜樣品均為深琥珀色，具有芳香氣味。蜂蜜孢粉學分析結果(圖1、表2)表明：佛坪縣三官廟和太白縣黃柏塬兩地中華蜜蜂能利用的蜜源木本植物較廣泛，覆蓋了13科，19屬，20種。其中木本植物分屬的13科中，以殼斗科、忍冬科最多，衛(wèi)矛科、樺木科、薔薇科次之，其余科僅檢測到1種木本植物。兩個地區(qū)中華蜜蜂的共同蜜源木本植物主要有山茱萸科、殼斗科、忍冬科、漆樹科、樺木科、薔薇科、衛(wèi)矛科、石榴科、山礬科，共9科。這些植物花期基本在4-7月，正是春夏開花植物繁茂盛開之際，蜜源植物種類豐富，中華蜜蜂能充分利用。

表2 中華蜜蜂蜂蜜中的木本花粉種類

續(xù)表2 Continued table 2

佛坪縣三官廟中華蜜蜂采集的木本花粉種類更多，共19種。樣品H1和H2共有蜜源有：梾木、貓兒刺、板栗、莢蒾、漆樹、石榴，共6種。H1和H2蜜樣品中木本花粉種類差距較大。H2樣品中木本花粉種類最多，共有15種，其中含有的殼斗科的銳齒槲櫟、五加科的五加、樺木科的榛、蝶形花科的綠葉胡枝子、獼猴桃科的軟棗獼猴桃，共5種，為H2特有。H1蜂蜜中木本植物種類較少，只有10種，但其含有其他蜂蜜中沒有的忍冬科的接骨木。H1和H2中均含有冬青科的貓兒刺，但在H3和H4中均未發(fā)現(xiàn)。

太白縣黃柏塬地區(qū)采集的蜂蜜中花粉種類較少，共12種。H3和H4蜂蜜樣品中木本花粉種類基本一致。H3和H4中共有蜜源有：梾木、板栗、莢蒾、漆樹、石灰花楸、南蛇藤、石榴、山礬屬一個物種、忍冬屬一個物種，共9種。H4蜂蜜中含有的薔薇科的中華繡線菊，在H1、H2、H3中并未檢測出。

圖1 蜂蜜樣品H1-H4花粉形態(tài)電鏡Fig.1 SEM observation of pollen morphology of honey sample H1-H4注：H1 a～j為蜂蜜H1中花粉類型。a，梾木；b，貓兒刺；c，板栗；d，栓皮櫟；e，莢蒾；f，接骨木；g，漆樹；h，白樺；i，南蛇藤；j，石榴。H2 a～o為蜂蜜H2中花粉類型。a，梾木；b，貓兒刺；c，板栗；d，銳齒槲櫟；e，莢蒾；f，漆樹；g，五加；h，榛；i，綠葉胡枝子；j，石灰花楸；k，軟棗獼猴桃；l，短梗南蛇藤；m，石榴；n，山礬屬物種；o，忍冬屬物種。H3 a～k為蜂蜜H3中花粉類型。a，梾木；b，板栗；c，栓皮櫟；d，莢蒾；e，漆樹；f，白樺；g，石灰花楸；h，南蛇藤；i，石榴；j，山礬屬物種；k，忍冬屬物種。H4 a～j為蜂蜜H4中花粉類型。a，梾木；b，板栗；c，莢蒾；d，漆樹；e，石灰花楸；f，中華繡線菊；g，南蛇藤；h，石榴；I，山礬屬物種；j，忍冬屬物種。Note: H1 a～j were the pollen types in the sample H1. a, Cornus macrophylla; b, Ilex pernyi; c, Castanea mollissima; d, Quercus variabilis; e, Viburnum dilatatum; f, Sambucus williamsii; g, Toxicodendron vernicifluum; h, Betula platyphylla; i, Celastrus orbiculatus; j, Punica granatum. H2 a～o were the pollen types in the sample H2; a, Cornus macrophylla; b, Ilex pernyi; c, Castanea mollissima; d, Quercus aliena Bl.var.acuteserrata; e, Viburnum dilatatum; f, Toxicodendron vernicifluum; g, Acanthopanax gracilistylus; h, Corylus heterophylla; i, Lespedeza buergeri; j, Sorbus folgneri; k, Actinidia arguta; l, Celastrus rosthornianus; m, Punica granatum; n, Symplocos sp.; o, Lonicera sp. H3 a～k were the pollen types in the sample H3; a, Cornus macrophylla; b, Castanea mollissima; c, Quercus variabilis; d, Viburnum dilatatum; e, Toxicodendron vernicifluum; f, Betula platyphylla; g, Sorbus folgneri; h, Celastrus orbiculatus; i, Punica granatum; j, Symplocos sp.; k, Lonicera sp. H4 a～j were the pollen types in the sample H4; a, Cornus macrophylla; b, Castanea mollissima; c, Viburnum dilatatum; d, Toxicodendron vernicifluum; e, Sorbus folgneri; f, Spiraea chinensis; g, Celastrus orbiculatus; h, Punica granatum; i, Symplocos sp.; j, Lonicera sp.

3 結論與討論

3.1 秦嶺地區(qū)中華蜜蜂可以為多種植物傳粉，其蜂蜜來源于多種植物

本研究發(fā)現(xiàn)了秦嶺地區(qū)中蜂蜂蜜的木本蜜源植物有20種，反映出秦嶺地區(qū)中華蜜蜂對蜜源利用的多樣性。這一特點明顯區(qū)別于意大利蜜蜂趨向于利用單一蜜源植物的特點(段成鼎，2003；祁文忠等，2016；秦明等，2017)。因此推測其原因除了中蜂自身的生物學特性外，最主要的因素應該是秦嶺地區(qū)氣候溫暖濕潤，生物多樣性極為豐富(劉詩峰等，2003；梁宗鎖，2013；劉文哲，2015；王建林等，2016)，在每年3-8月，木本開花植物較多，為中華蜜蜂的采集活動提供了豐富的蜜源，可滿足中華蜜蜂對各種營養(yǎng)物質的需求(徐萬林，1992；任再生，1997；劉珍珍等，2002)。中華蜜蜂作為傳統(tǒng)的傳粉者，且其授粉植物的寬度和廣度都超過其他蜂類，應該加強對中華蜜蜂的保護(劉宇佳等，2013；祁文忠等，2016)。保護秦嶺地區(qū)中華蜜蜂對維持整個秦嶺生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要意義。

3.2 秦嶺的中華蜜蜂對藥用植物有偏好性，其蜂蜜應該具有特殊的藥用價值

根據(jù)研究結果，中華蜜蜂蜂蜜中的花粉種類豐富，覆蓋了13科，19屬，20種，蜂蜜中花粉種類包括板栗、栓皮櫟、綠葉胡枝子、漆樹、貓兒刺、南蛇藤、軟棗獼猴桃、石榴、五加、梾木、接骨木、莢蒾等，這些植物不僅為優(yōu)良的蜜源植物，且有13種為藥用植物，其根、葉、花或者果皮均可入藥(梁宗鎖，2013；劉文哲，2015)。推測在蜜源植物豐富的情況下，中華蜜蜂對藥用蜜源木本植物有一定的偏好性，善于采集并利用這些藥用木本植物。這可能是由于這些藥用木本植物的花粉和花蜜中含有中華蜜蜂生存和繁衍所需的蛋白質、脂質和碳水化合物以及可能影響免疫反應的各種化學物質和微量營養(yǎng)素(Dolezaletal.，2018)。推測含有這些藥用植物花粉的蜂蜜，可能具有一定的藥用價值，但其實際價值還需進一步研究。

3.3 本研究的局限性

本研究從佛坪縣三官廟和太白縣黃柏塬兩個地點4個中華蜜蜂蜂蜜樣品中分離鑒定出了蜜源木本植物20種。有大量草本植物花粉因為沒有花粉資料而無法鑒定。在自然生態(tài)系統(tǒng)中草本植物的數(shù)量和種類遠遠大于木本植物，其對昆蟲傳粉的需要也遠遠大于木本植物。期待收集草本植物的花粉結果后，進一步完善秦嶺地區(qū)中華蜜蜂蜜源植物的研究。本研究所確定的20種蜜源木本植物種類遠遠小于秦嶺的木本植物種類，推測可能的原因是：本研究選取的蜂蜜樣本只有4個樣品，每個樣品的中華蜜蜂只能利用蜂巢附近的蜜源植物，特別是由于中華蜜蜂個體小，飛行距離短，無法采集較遠距離的蜜源植物。

綜上所述，本研究認為在蜜源植物豐富的秦嶺地區(qū)，中華蜜蜂的采集活動對藥用蜜源木本植物有一定偏好性。秦嶺地區(qū)適于中華蜜蜂種群的生存和發(fā)展，可為其提供豐富的蜜源和適宜的生存環(huán)境。中華蜜蜂耐熱、抗寒、抗病能力均較強，并且能利用零星蜜源的特征為更大范圍的植物授粉，作為重要的本地傳粉昆蟲，對維護秦嶺地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性起至關重要的作用。