扫描电镜下的大蜂螨（a和b）和小蜂螨（c和d）。
■本报记者 李晨
自20世纪80年代中期以来，欧洲蜂群减少了25%以上，美国蜂群减少了近40%。
威胁蜜蜂健康和生存的因素有很多，比如病虫害、农药、污染物、栖息地被破坏、全球气候变化等。其中，蜂螨通常被认为是影响蜂群健康的最重要因素。
中国农业科学院蜜蜂研究所（以下简称蜜蜂所）资源昆虫生物学与饲养团队联合国内外高校，对两种蜜蜂外寄生蜂螨的取食特性进行研究，揭示了蜂螨的取食习性及其高度适应性，为全面认识蜂螨、防治蜂螨提供了重要理论依据。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。
蜂群的最重要杀手
“人类每摄入的三口食物中有一口依赖于昆虫授粉，而蜜蜂提供了其中80%的授粉服务。人类食用量最大的前100种粮食作物中有70种是由蜜蜂授粉的，可以说它们提供了全世界约90%的营养。”论文通讯作者、蜜蜂所研究员徐书法告诉《中国科学报》，没有蜜蜂、食蚜蝇以及其他昆虫访花，就没有草莓、苹果、牛油果、胡萝卜、南瓜、花生……蜜蜂种群数量与种群健康，同人类粮食安全和生态系统稳定息息相关。
西方蜜蜂是自然界和农业生态系统中重要的传粉昆虫，其种群数量在全球范围内持续减少，已对生物多样性和粮食安全造成严重威胁。徐书法说，俗称大蜂螨的狄斯瓦螨通常被认为是影响蜂群健康的最重要因素。大蜂螨目前全世界都有分布，给全球蜂产业造成了巨大损失。另一种蜜蜂外寄生螨——俗称小蜂螨的梅氏热厉螨，目前在亚洲危害严重且具有全球传播的潜在风险。
大蜂螨最早的寄主是东方蜜蜂。但东方蜜蜂在与其长期协同进化的过程中形成了抗（耐）螨机制，将大蜂螨的侵染控制在较低水平，与其共存。上世纪中期，大蜂螨开始寄生于西方蜜蜂，并随着货运传播到全世界。由于适应时间短，西方蜜蜂还没有形成抗螨特性，因此受到严重的危害。
类似的，小蜂螨之前的寄主是亚洲的大蜜蜂，现在已经转移到西方蜜蜂上。
长期研究蜂螨的徐书法介绍，蜂螨生活周期分为繁殖期和传播期。繁殖期时，母螨在蜜蜂封盖巢房前潜入并完成繁殖，然后成熟的雌性后代随蜜蜂出房被释放出来。而传播期的蜂螨寄生于成蜂体表，尤其偏好哺育蜂，并借机进入新一轮繁殖周期。
蜂螨一方面通过直接取食蜜蜂的组织危害蜜蜂健康，使蜜蜂免疫力下降、寿命缩短；另一方面，它会传播多种蜜蜂病毒，如残翅病毒、麻痹病毒等，对蜜蜂健康造成更严重的危害。
蜂螨吃什么是个谜
“尽管全世界的蜜蜂科研人员和蜂农都非常关注蜜蜂螨害，但对蜂螨的生物学了解有待深入。”徐书法说。
关于大蜂螨取食的研究最早出现在20世纪70年代，当时研究人员利用放射性同位素技术确定了其以蜜蜂血淋巴为食。然而，2019年一篇关于大蜂螨取食蜜蜂脂肪体的研究以封面论文形式发表在美国《国家科学院院刊》上，颠覆了人们的认识。
“但是，这项研究的对象为传播期的大蜂螨，研究结果只提供了传播期、寄生于成蜂的蜂螨以脂肪体为食的证据，至于蜂螨繁殖期的食物尚不清楚。”徐书法说，蜂螨取食这一基本生物学的研究之所以在很长一段时间里没有新进展，可能是被所谓“常识”限制了。
“但是关心蜜蜂的人没有不关注蜂螨的。”论文通讯作者、加拿大阿尔伯塔大学教授Olav Rueppell说。这正是论文第一作者、蜜蜂所副研究员韩宾从蜜蜂生物学转而研究蜂螨的原因。
2020年，徐书法成为该团队首席科学家，为韩宾的研究打开了一扇新的大门。
“我在蜂螨研究领域是新人。在开始本研究之前，我没开展过任何蜂螨相关的研究。但是不研究不代表不关注。我一直密切关注蜂螨的研究进展。”韩宾说，“徐老师到来后，我们开展了大量蜂螨防控试验。当我提出这个科研选题时，得到了徐老师充分的肯定和支持。”
韩宾介绍，在该研究中，他们将传统的生物研究和现代分子生物学研究相结合，根据实验结果提出假设并进行验证。团队通过取食部位调查发现，传播期蜂螨在成蜂腹部的节间膜下取食，而繁殖期蜂螨的取食部位主要位于第二腹节的腹面。
成蜂腹部的节间膜下富含脂肪体，而蜜蜂蛹期表皮下脂肪体分布较少，存在丰富的血淋巴。“因此，我们推测蜜蜂血淋巴是繁殖期的母螨及其后代的主要食物。”韩宾说。
寻找蜂螨绿色防控策略
“为上述推测提供直接证据是实验的关键之一。”韩宾说，为了解决这一问题，他们使用了2019年美国《国家科学院院刊》那篇封面文章中用到的两种荧光染料，分别标记血淋巴和脂肪体。
在实验室饲养蜜蜂幼虫的过程中，研究人员在幼虫饲料中加入了上述两种染料，饲养出带有荧光标记的蜜蜂幼虫，并用该幼虫饲养蜂螨。最终，通过对蜂螨进行荧光检测，他们找到了繁殖期蜂螨主要进食血淋巴的直接证据。
“除了荧光证据外，我们基于蛋白质组学研究方法也找到了蜂螨取食血淋巴的证据。”徐书法介绍，蜂螨取食蜜蜂组织后，未消化或者消化不完全的蜜蜂蛋白会残留在蜂螨体内。他们利用蛋白质组学方法在蜂螨体内鉴定到了蜜蜂来源的蛋白。通过与蜜蜂血淋巴中的蛋白种类进行比对，他们发现，繁殖期蜂螨体内蜜蜂血淋巴特征蛋白的数量远多于传播期的蜂螨。
“营养和食物组成的区别往往会对生物代谢产生显著影响。为了进一步验证关于大蜂螨阶段特异性饮食的假设，我们又对大蜂螨的代谢组进行了检测。”韩宾说，结果表明，共同取食蜂蛹的母螨与其后代在代谢上更为接近，它们与传播期的母螨在代谢上存在显著差异。这从代谢的角度支持了阶段特异性饮食的结论。
蛋白质组学及代谢组学的研究结果还表明，蜜蜂血淋巴能够为母螨生殖及其后代发育提供充足营养；在传播期，蜜蜂的高热量脂肪体为大蜂螨寄生生活提供充分能量。
“蜂螨的防治一直以来都是蜜蜂饲养的重要技术环节。现在我们虽然知道了蜂螨在繁殖期取食血淋巴、在传播期取食脂肪体，但是防控蜂螨还有很多难题待解决。”Olav Rueppell说。
徐书法强调，基于该研究，他们将探寻有针对性的杀螨剂递送策略，通过不同的给药方式实现蜂螨的分阶段防控。此外，他们还将开发蜂螨生物防治技术，争取在蜂螨绿色防控上取得突破。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44915-x
