大分舌蜂生物學(xué)、傳粉生態(tài)及種群遺傳研究.pdf

1、大分舌蜂（Colleles gigas Cockerell）屬膜翅目(Hymenoptera)分舌蜂科(Colletidae)分舌蜂屬(Colletes)。該物種主要分布在江西、湖南、浙江、福建等中國(guó)南方地區(qū)。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，大分舌蜂成蟲的活動(dòng)期與油茶的開花物候期相適應(yīng)，是油茶（Camellia oleifera A.）花期主要傳粉昆蟲之一。根據(jù)其訪花的習(xí)性，參照Gauld&Bolton的蜜蜂分類方法，大分舌蜂為典型寡訪花類群(Ol

2、igolectic)。目前有關(guān)大分舌蜂的研究工作注意集中在該蜂的營(yíng)巢生物學(xué)方面，關(guān)于該蜂的生物學(xué)習(xí)性、種群遺傳、傳粉生態(tài)等方面的研究還幾乎一片空白。為有效保護(hù)和利用好該野生蜜蜂資源，促進(jìn)我國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，本文在前人的研究基礎(chǔ)上對(duì)該蜂的生活史及生物學(xué)習(xí)性、不同筑巢環(huán)境下的巢穴結(jié)構(gòu)、具體營(yíng)巢規(guī)律、種群遺傳、訪花行為及對(duì)油茶座果率的影響等方面進(jìn)行研究，以填補(bǔ)該蜂研究領(lǐng)域里的空白，為野生蜜蜂傳粉在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供依據(jù)。本文的主

3、要研究?jī)?nèi)容和取得的主要研究結(jié)果包括以下6個(gè)方面:
　　1、大分舌蜂生活史及相關(guān)生物學(xué)習(xí)性研究
　　大分舌蜂（Colleles gigas）是江西、湖南、廣東等地油茶（Camellia oleifera）花期主要傳粉昆蟲之一。2009-2011年在江西新余等中國(guó)南方地區(qū)對(duì)大分舌蜂的形態(tài)特征、生活史、行為等生物學(xué)特性進(jìn)行了觀察研究。結(jié)果表明:該蜂在我國(guó)江西、湖南等南方地區(qū)1年1代。成蟲11月中旬開始陸續(xù)出巢活動(dòng)，雄蜂一般早于雌蜂

4、5d左右出現(xiàn)，完成交尾后數(shù)日死亡，雄蜂壽命25d左右，雌蜂約45 d，卵期約9d。幼蟲期35d左右，幼蟲取食完蜂糧（主要是花粉和蜂蜜）形成老熟幼蟲，后進(jìn)入滯育期，滯育期約230 d。翌年10月中旬開始化蛹，蛹期約35 d。羽化出土后的雌蜂當(dāng)天就可以進(jìn)行交配，交配后的雌蜂一般選擇羽化地點(diǎn)附近選擇合適的環(huán)境進(jìn)行筑巢，完成主道后，選擇合適的位置制作蟲室，采集油茶或是茶樹的花粉和花蜜放置于預(yù)先做好的玻璃紙狀包膜中并充分混合后制成糊狀蜂糧，每個(gè)包

5、膜中的蜂糧上產(chǎn)卵1枚，偶有2枚。
　　2、大分舌蜂的巢穴結(jié)構(gòu)及營(yíng)巢規(guī)律研究
　　為系統(tǒng)研究大分舌蜂的營(yíng)巢生物學(xué)，2009-2012年，我們結(jié)合江西省新余市渝水區(qū)等13個(gè)樣地該蜂筑巢生境的野外調(diào)查和典型巢穴的挖掘發(fā)現(xiàn)，該蜂巢穴都由一條主道和多條蟲室道組成，蟲室建在主道及各個(gè)蟲室道的末端，根據(jù)巢區(qū)生境和主道走向的不同將巢穴分成3種不同類型。通過對(duì)同一樣地不同類型巢穴結(jié)構(gòu)的比較和不同樣地同一種類型巢穴的比較，我們認(rèn)為不同樣地土壤結(jié)

6、構(gòu)是影響主道長(zhǎng)度等巢穴結(jié)構(gòu)的直接原因之一，花粉資源的多寡通過影響雌蜂的花粉采集量和生殖（蟲室數(shù)目）能力對(duì)巢穴結(jié)構(gòu)具有間接影響。
　　3、大分舌蜂的棲息地環(huán)境和訪花規(guī)律研究
　　在江西、湖南等南方油茶主產(chǎn)區(qū)，大分舌蜂是傳粉效率比較高的一種野生油茶傳粉蜜蜂。為了人工營(yíng)造該蜂的適生環(huán)境，進(jìn)一步開發(fā)利用該蜂滿足油茶授粉，2010-2012年，在江西、湖南等5省共選擇13個(gè)典型樣地進(jìn)行野外觀察和測(cè)量，研究該蜂的棲息地環(huán)境和訪花規(guī)律。結(jié)

7、果表明:大分舌蜂適宜筑巢的棲息地土壤類型主要以紅壤和砂質(zhì)紅壤為主，伴生植物主要有杉木、松樹和油茶等，巢穴密集區(qū)光照強(qiáng)度在756-12761ux之間，土壤濕度在25％-30％之間。通過野外觀察確認(rèn)大分舌蜂的蜜源植物為油茶和茶樹。雄性個(gè)體到訪油茶花主要攝取花蜜補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，體表基本不攜帶花粉且接觸柱頭的機(jī)會(huì)比較少，對(duì)油茶的授粉作用不大。雌性個(gè)體的訪花方式為直接落于花朵雄蕊群正上方，訪花敏捷，飛行速度快，為跳躍式訪花，在采集花粉的過程中腹部接觸柱

8、頭，屬于典型的腹部觸柱式傳粉。在晴好天氣下的不同時(shí)間段，大分舌蜂的訪花頻率、單次訪花時(shí)間及日訪花規(guī)律存在較大的差異:訪花頻率在1.05±0.5-4.85±0.4朵/分鐘之間，單次訪花時(shí)間在12.4±1.04-57.2±4.72秒之間，單株盛花期油茶植株上到訪該蜂的數(shù)目在4.05±0.56-23.4±2.27只/小時(shí)之間。
　　4、大分舌蜂對(duì)油茶座果率影響的研究
　　油茶（Camellia oleifera）是一種重要的木本油

9、料植物，廣泛分布于中國(guó)南部及部分東南亞國(guó)家，是典型的異花授粉植物，必須依靠傳粉昆蟲授粉才能結(jié)實(shí)。大分舌蜂（Colleles gigas）是江西、湖南等中國(guó)南方地區(qū)油茶花期主要傳粉昆蟲之一。為了明確該蜂的訪花行為及其對(duì)油茶傳粉率和座果的影響，2011-2012年，我們?cè)诮餍掠嘤筒枇謪^(qū)設(shè)置不同的樣方觀測(cè)該蜂的訪花行為、傳粉效率及其對(duì)油茶座果的影響。結(jié)果表明油茶花部結(jié)構(gòu)中雄蕊群對(duì)該蜂的吸引和油茶座果率的提高均明顯優(yōu)于花瓣和花萼;該蜂在油茶植

10、株上部和中部新鮮花的訪問頻率明顯高于基部;隨著單位面積內(nèi)新鮮花數(shù)量的增加，該蜂到訪總數(shù)逐漸增加，但是平均每朵花的被訪問頻率先增加后降低;油茶座果率隨該蜂到訪頻率的增多而顯著的增大，兩者之間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，隨著油茶植株和大分舌蜂巢穴密集區(qū)距離的增加，植株上單位時(shí)間內(nèi)到訪的大分舌蜂數(shù)在逐漸減少，對(duì)應(yīng)的座果率也在下降。
　　5、基于ITS1基因序列的大分舌蜂不同地理種群的遺傳分化研究
　　為探討我國(guó)不同地區(qū)大分舌蜂種群之間的遺

11、傳分化狀況，本研究對(duì)我國(guó)20個(gè)地區(qū)大分舌蜂rDNA的ITS1基因序列進(jìn)行測(cè)定和分析;同時(shí)，以Colletesstepheni為外群，重建了它們的系統(tǒng)發(fā)生樹，初步討論了它們的生物地理學(xué)分化格局。序列分析結(jié)果表明:所測(cè)大分舌蜂的ITS1序列長(zhǎng)度介于629～708bp之間。序列經(jīng)比對(duì)后，在717個(gè)位點(diǎn)中共有612個(gè)保守位點(diǎn)，100個(gè)變異位點(diǎn)，32個(gè)簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)和68個(gè)單突變位點(diǎn)。系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示:本研究所涉及的大分舌蜂，部分種群的分化趨勢(shì)

12、與其地理分布相吻合，另有部分地理種群與其地理分布沒有顯著的對(duì)應(yīng)關(guān)系，文中對(duì)出現(xiàn)這種狀況的原因進(jìn)行了初步探討。
　　6、大分舌蜂線粒體基因組學(xué)研究
　　應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)PCR、Long PCR和分子克隆及序列測(cè)定等技術(shù)，擴(kuò)增得到大分舌蜂線粒體基因組全序列，并且對(duì)其基因組的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
　　大分舌蜂已測(cè)得的線粒體基因組序列長(zhǎng)度為15885 bp.共測(cè)序獲得13個(gè)蛋白編碼基因，2個(gè)rRNA，22個(gè)tRNA和1個(gè)A+T富

13、含區(qū)。其基因組成和基因順序與膜翅目其它類群較為相似。大分舌蜂的起始密碼子均為ATN，終止密碼子為TAA，而cob基因例外，其終止密碼子為TAG。除了控制區(qū)之外，大分舌蜂線粒體基因組中還含有24個(gè)非編碼區(qū)，大小從4 bp到156 bp不等，分布于整個(gè)基因組中，總長(zhǎng)度為614 bp。此外，還有7個(gè)基因重疊區(qū)，大小從1bp到17bp不等，總長(zhǎng)度為37 bp。目前測(cè)出的大分舌蜂A+T富含區(qū)長(zhǎng)539bp，內(nèi)含相似度較高的序列，這一特點(diǎn)在其他昆蟲線