北卡罗来纳州立大学迪·肖尔 北卡罗来纳州立大学的研究人员艾莉森·麦卡菲为蜂王细胞进入蜜蜂交配群体做准备
信用:艾莉森·迈克菲
二十年来，蜜蜂的健康状况一直在下降
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加拿大养蜂人现在每年损失25-40%的蜂群
蜂王的繁殖能力比过去下降得更快
原因一直是个谜，但是北卡罗来纳州立大学和不列颠哥伦比亚大学的研究人员正在寻找答案
他们的最新研究发表于2007年1月
8发表在《通讯生物学》杂志上，提供了关于蜂王失败背后的线索，发现当精子活力低时，一种已知能抵抗细菌和病毒等病原体的蛋白质的表达就高
大卫·塔比是北卡罗来纳州立大学昆虫学和植物病理学系的教授，他说这项研究对养蜂人和他们的顾客有着重要的意义，他们是依靠蜜蜂为庄稼授粉的农民
“养蜂人已经将问题蜂后确定为最高管理层关注的问题，但是导致问题的原因在很大程度上是看不见的
皇后变坏了，我们不知道为什么，”塔皮说
北卡罗来纳州和UBC的博士后科学家艾莉森·麦卡菲是这项研究的主要作者
她解释说，要拥有一个健康的蜂箱，蜜蜂需要一个健康的蜂王，蜂群中唯一能繁殖的雌蜂
女王与许多男性交配，但只是在生命早期，将她一生中使用的所有精子储存在受精囊中，这是一个看起来像一颗小珍珠的腹部器官
当精子开始死亡时，女王就不能产生那么多受精卵了
这导致了殖民地人口的减少
“蜂后有可能活五年，但是现在，一半的蜂后(在管理的蜜蜂群中)在头六个月内被替换，因为它们失败了，”迈克菲说
“如果养蜂人真的很幸运，一只蜂后可能会活两年
养蜂人需要知道为什么他们的蜂后会失败
“我们越能了解这些失败的皇后体内到底发生了什么，我们就越能理解为什么这个皇后会失败
" 科学家用一种叫做荧光染色的技术来测量精子的生存能力
绿点代表活精子，而红点代表死精子
这张图片是一个失败女王的大部分死精子
信用:艾莉森·迈克菲
在他们的研究中，迈克菲、塔比和他们的同事发现繁殖失败的蚁后比繁殖旺盛的蚁后精子数量少得多
他们有更高比例的精子已经死亡
研究人员还发现，与繁殖健康的蜂王相比，失败的蜂王更有可能携带更高水平的两种病毒——囊状幼虫病毒和黑蜂王细胞病毒
迈克菲说:“这些病毒的高水平和精子活力差让我们有兴趣看看蜂后是否有权衡。”
“生殖生物学中有一个经典的假设，即你不可能做好每一件事，所以在免疫力和繁殖能力之间有一个权衡
在包括昆虫在内的相当多的其他生物中发现了这种权衡
" 为了弄清蜂后的情况是否也是如此，研究人员使用了一种叫做质谱仪的工具，来更好地了解健康和失败的蜂后的受精囊中发生了什么
他们鉴定了2000种不同的蛋白质，并确定了哪些与精子活力有关
迈克菲说，与精子活力相关的最重要的蛋白质之一是溶菌酶
溶菌酶是动物免疫系统的一种酶
“精子活力最高的蜂王溶菌酶含量最低，这表明它们没有在这种免疫反应上投入资源，”迈克菲补充道
“这支持了这样一种观点，即在女王能够抵抗感染和能够保持其储存的精子之间存在权衡
" 塔比说，这项研究可以让研究人员找到蜂王失败的原因，并找到分子工具，可以“在养蜂人使用蜂王之前和意识到它们是坏的之前，帮助识别过程上游的坏蜂王”
" 目前，女王失败的原因尚不清楚
“潜在的机制可能是疾病
它们可能是杀虫剂
他们可能是营养不良，”他说
“我们不知道，所以我们正在努力寻找原因
" 塔尔比补充说，一旦原因被清楚地理解，科学家们就可以继续努力，“帮助养蜂人将死亡率降低到可持续的水平，从而保持他们的蜂群兴旺发达。”
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