意大利蜜蜂幼虫饲粮中铜适宜添加水平及铜对离群工蜂生理机能的影响

摘要

铜是蜜蜂的必需微量元素，在提高组织抗氧化能力、促进动物生长发育和提高动物免疫性能等方面起到重要作用。本研究以意大利蜜蜂（Apis mellifera L）为研究对象，在蜜蜂幼虫室内人工饲养和成蜂离群饲养过程中分别饲喂添加不同铜水平的人工饲粮，探索铜对蜜蜂生长发育、生理机能、寿命等指标的影响，并获得蜜蜂幼虫及成蜂发育需要的铜适宜添加水平参数。开展了如下试验： 试验一：蜜蜂幼虫发育阶段饲粮中适宜铜添加水平的研究。试验选取1日龄意大利蜜蜂工蜂幼虫 1440 只，随机分成 6 组，每组 10 个重复，每个重复 24 只幼虫，在 24孔细胞培养板中饲养；对照组饲喂以D-葡萄糖、D-果糖、酵母提取物、新鲜蜂王浆、去离子水配制成的基础饲粮，铜水平为 2.69μg/g ，其余 5 个试验组饲喂在基础饲粮中添加葡萄糖酸铜的饲粮，铜的添加水平分别为 1.00μg/g 、 2.00μg/g 、3.00μg/g 、4.00μg/g 、5.00μg/g 。在实验室内进行人工饲养，每天更换幼虫饲粮，直至化蛹。测定不同日龄幼虫体重、体长、化蛹率、羽化率、血淋巴生化指标、抗氧化酶活性、脂肪酶活性和抗氧化酶相关基因表达量、高亲和力铜转运蛋白基因表达量、防卫素基因表达量等指标，并进行统计分析。试验结果表明：（1）幼虫人工饲粮中添加铜使蜜蜂化蛹率和羽化出房率都显著降低（P＜0.05），铜水平对蜜蜂幼虫体长影响显著（P＜0.05），铜对蜜蜂幼虫体重影响不显著。（2）铜对蜜蜂幼虫血淋巴生化指标影响显著，随着饲粮中铜添加水平的升高，蜜蜂幼虫血淋巴中总蛋白和总胆固醇含量显著降低（P＜0.05）。（3）铜对蜜蜂幼虫抗氧化酶活性、脂肪酶活性影响显著（P＜0.05）；随着饲粮中铜添加水平的升高，蜜蜂幼虫LPS活性显著升高（P＜0.05）。（4）铜对不同日龄意大利蜜蜂幼虫抗氧化酶相关基因表达量、防卫素基因表达量的影响显著（P＜0.05）；随着饲粮中铜添加水平的升高，Cu/Zn-SOD、CAT、Defensin1基因的相对表达量呈现先升高后降低的趋势（P＜0.05）。 试验二：铜对离群饲养蜜蜂生理机能的影响。从蜂群中随机取 3000 只刚出房的蜜蜂，随机平均分成 6 组，1 组为对照组，其余 5 组为处理组，分别命名为A、B、C、D、E、F，每组 5 个重复，每个重复 100 只蜜蜂；对照组饲喂由蔗糖和去离子水配制成的铜水平为 0.00 mg/kg的饲粮， 5 个处理组分别饲喂由蔗糖、去离子水和葡萄糖酸铜配制成的铜水平为 2.00μg/g 、4.00μg/g 、6.00μg/g 、8.00μg/g 、10.00μg/g 的糖水。在饲喂盒中进行饲养，每个饲喂盒可饲养 100 只蜜蜂，将饲喂盒放置于恒温恒湿培养箱内，并保持 30℃和 50%± 5%R.H.饲养条件。测定寿命、体组织铜含量、血淋巴生化指标、抗氧化酶活性、铜蓝蛋白酶活性、脂肪酶活性和抗氧化酶相关基因表达量、高亲和力铜转运蛋白基因表达量、防卫素基因表达量等指标，并制作中肠切片。结果表明：（1）铜对蜜蜂寿命的影响显著，从蜜蜂存活率曲线图来看，整个饲养期间，处理组B、C存活率明显高于处理组D、E、F（P＜0.05）；当饲粮中铜水平为2.00μg/g时对蜜蜂中肠食膜的结构最为有利。（2）铜对蜂体体组织铜含量、血淋巴生化指标含量影响显著，当饲粮中铜水平在 0.00~10.00μg/g 的范围内不断升高时，蜜蜂体组织铜含量显著增加（P＜0.05），蜜蜂血淋巴中总蛋白和总胆固醇含量显著降低。（3）铜对蜜蜂抗氧化酶活性、脂肪酶活性影响显著，D处理组蜜蜂Cu/Zn-SOD活性显著高于其它处理组，E处理组蜜蜂LPS活性显著高于其它处理组（P＜0.05）。（4）铜对不同日龄意大利蜜蜂抗氧化酶相关基因表达量、高亲和力铜转运蛋白基因表达量、防卫素基因表达量影响显著。E处理组Cu/Zn-SOD基因的相对表达量显著高于其它组（P＜0.05）；当饲粮中铜水平在 0.00~10.00μg/g 的范围内不断升高时，CAT基因相对表达量显著增加（P＜0.05），ctr1基因相对表达量显著增加（P＜0.05）；铜对6日龄蜜蜂defensin1基因相对表达量的影响显著（P＜0.05），C处理组ctr1基因相对表达量显著高于处理组D、E、F（P＜0.05）。 以上研究表明，室内人工饲养意大利蜜蜂幼虫时，饲粮中铜的适宜添加水平为1.14~2.41μg/g ；饲粮中铜水平对蜜蜂的生理机能影响显著，尤其对蜜蜂的寿命、体组织中的铜含量、抗氧化能力及相关基因表达有重要影响。

目录

声明

符号说明

1 前言

1.1蜜蜂食物中的微量元素

1.2 铜对蜜蜂的营养生理功能的影响

1.3 蜜蜂对铜的营养需要

1.4 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2.1 试验一：蜜蜂幼虫发育阶段饲粮中适宜铜添加水平的研究

2.2 试验二：铜对离群饲养蜜蜂生理机能的影响

3 结果与分析

3.1 铜对蜜蜂幼虫生长发育及生理机能的影响

3.2 铜对离群饲养蜜蜂生理机能的影响

4.讨论

4.1 铜对蜜蜂生理机能的影响

4.2 铜对蜜蜂生长发育的影响

4.3 铜对蜜蜂免疫性能的的影响

5 结论及创新点

5.1 总体结论

5.2 创新点

5.3 后续工作及展望

参考文献

致谢

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