蜜蜂雄蜂飞行能力的影响因素：病毒感染、免疫力与性成熟的交互作用

为探究病毒感染和免疫对蜜蜂雄蜂飞行能力的影响，研究人员开展相关研究，发现三者存在交互作用，影响雄蜂交配成功几率。

　　在蜜蜂的世界里，雄蜂的飞行能力对于它们的 “终身大事”—— 交配成功至关重要。蜜蜂群体的遗传多样性依赖于蜂王的高度多雄交配行为，蜂王在一次交配飞行中会与 7 到 26 只雄蜂交配 ，这使得雄蜂需要具备良好的飞行能力，才能在竞争激烈的交配环境中脱颖而出，与蜂王成功交配。然而，目前关于病毒感染对雄蜂飞行能力的影响还存在诸多疑问。虽然已知一些病毒能在蜜蜂群体中引发严重问题，雄蜂也可能传播病毒，但之前的研究在这方面存在不足，比如未记录雄蜂的年龄、飞行距离和时间，也未检测其他病毒感染情况。同时，雄蜂如何在生命周期中对抗病原体感染，以及防御机制是否会影响其飞行能力，这些问题都有待解答。

为了深入了解这些问题，以色列农业研究组织（Agricultural Research Organization）的研究人员展开了一项研究，相关成果发表在《Apidologie》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过在特定蜂群中培育雄蜂，并在不同年龄阶段（7 天、14 - 15 天、20 - 21 天）进行采样，获取不同发育阶段的雄蜂样本。然后，利用飞行磨（flight mill）实验，在可控环境下评估雄蜂的飞行能力，精确测量其飞行距离、持续时间和速度等参数。接着，通过手动刺激雄蜂的阳茎外翻，来判断其性成熟度。此外，运用 RNA 提取和 cDNA 制备技术，结合 RT-qPCR 技术，检测雄蜂体内变形翼病毒 A 和 B（DWV-A、DWV-B）、以色列急性麻痹病毒（IAPV）的病毒载量，以及六个免疫基因（肽聚糖识别蛋白 S2（PGRP-S2）、血淋巴抗菌肽（hymenoptaecin）、abaecin、vago、卵黄原蛋白（vitellogenin）和蛋白致死 2（Pl2））的表达情况 。

研究结果如下：

1. 雄蜂性成熟与飞行：雄蜂的性成熟度随年龄显著变化，7 天的雄蜂大多性器官颜色较浅，而 14 - 15 天和 20 - 21 天的雄蜂大多性器官呈橙色，表明性成熟。飞行能力也随年龄改变，14 - 15 天的雄蜂飞行距离和持续时间最长，20 - 21 天的雄蜂飞行速度最快，但部分 20 - 21 天的雄蜂飞行能力下降，可能与生理状态变化有关。
2. 病毒流行、载量及其关联对雄蜂性成熟和飞行的影响：研究发现，79% 的雄蜂感染了三种测试病毒，DWV-A 是主要感染病毒。病毒感染的流行率和载量与年龄相关，DWV-B 随年龄下降，DWV-A 随年龄上升，IAPV 载量无显著年龄变化。性成熟的雄蜂（橙色角状器）DWV-B 载量较低，而 20 - 21 天 “性器官爆炸” 的雄蜂病毒载量最高，这暗示病毒可能影响雄蜂的交配行为和病毒传播。
3. 雄蜂年龄、免疫力和飞行：研究检测的六个免疫基因表达随年龄显著变化，年轻雄蜂免疫基因表达较高，随年龄增长而降低。20 - 21 天性器官 “爆炸” 的雄蜂中，部分免疫基因（abaecin、vago、Pl2）表达显著升高，这与高病毒载量相关，表明免疫反应可能与病毒感染相互作用。
4. 免疫基因表达、病毒载量和飞行潜力的相互作用：不同年龄的雄蜂，其免疫基因之间的相关性不同。例如，7 天的雄蜂中，Pl2 和 vitellogenin 呈负相关，vago 和 vitellogenin 呈正相关；而在 older drones 中，这些相关性不显著。同时，病毒载量之间也存在相关性，如 DWV-B 和 IAPV 在 7 天和 20 - 21 天的雄蜂中呈正相关，DWV-A 和 DWV-B 在 20 - 21 天的雄蜂中呈正相关 。在飞行参数方面，14 - 15 天的雄蜂，飞行距离与 IAPV 载量、飞行速度与 DWV-B 载量呈负相关；7 天的雄蜂，abaecin 表达与飞行距离呈正相关。

研究结论和讨论部分指出，该研究通过飞行磨实验证实了飞行性能与年龄相关，验证了此方法在研究雄蜂飞行影响因素中的适用性。研究发现自然病毒感染和免疫反应对雄蜂飞行有影响，高病毒载量可能降低性成熟雄蜂的飞行性能，免疫基因表达变化与病毒感染和雄蜂年龄有关，且免疫反应可能消耗能量，影响飞行能力。然而，目前还无法明确各因素对雄蜂飞行性能的具体作用，需要进一步通过人工接种和免疫反应操纵实验来深入研究。这些研究结果为理解蜜蜂健康与繁殖提供了新视角，对蜜蜂健康育种工作具有重要意义，有助于推动蜜蜂养殖产业的可持续发展。