维生素 A对意大利蜜蜂群势、封盖子量及抗氧化性的影响

冯倩倩 胥保华 李成成 杨维仁

(山东农业大学动物科技学院,泰安 271018)

维生素是蜜蜂繁衍和生存必不可少的物质。在自然状态下,花粉和花蜜是蜜蜂的主要饲粮来源,其中含有丰富的维生素。在外界蜜粉源缺乏的情况下,需人工配制代用花粉。营养的全面及充足是蜜蜂能够正常生长发育、蜂群能够正常发展的前提,这也是进行人工代用花粉配制的要求。目前大多数蜂农在进行蜜蜂饲料的配制时缺乏理论依据,科学性不强[1]。维生素 A是一种有效的抗氧化和清除自由基物质[2],它的抗氧化作用受到越来越多的关注。到目前为止,对蜜蜂维生素营养的研究很少,对某种特定维生素的营养需求量的研究更未见报道。近些年来,国内外蜜蜂维生素营养的研究集中在对蜜蜂生产性能的影响上,而关于维生素对蜜蜂抗氧化性影响的研究却很少。本试验以油菜花粉中所含有的营养素的种类和含量为参考设计基础饲粮[3],通过在基础饲粮中添加维生素 A来研究其对蜜蜂群势、封盖子量及幼虫虫体抗氧化性的影响,旨在初步探讨维生素 A是否为蜜蜂营养所必需,并寻求蜜蜂营养需求的研究方法。

1 试验方法

1.1 蜂群

选取群势相当的本地意大利蜜蜂(Apismellifera ligustica L.)越冬蜂群(群内无花粉脾)10群,随机分为 2组(对照组和试验组),每组设 5个重复。对照组蜜蜂饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中添加了 7 500 IU/kg维生素 A的饲粮。

1.2 试验基础饲粮

基础饲粮组成及营养水平见表 1。

1.3 制作粉饼

将配好的饲粮干粉料做成粉饼,其湿度标准为既不松开又不会流落[4],放在巢箱内框梁上,让蜜蜂自由采食。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) %

1.4 蜂群管理

试验开始前将各群蜂数及巢脾调整一致。试验开始后将饲粮粉饼放在框梁上饲喂,同时保证温度等管理条件一致,其他饲养条件(如喂糖、喂水等)也均调整一致,保持蜂巢内外的干燥。试验后期有蜜粉源时安装脱粉器控制外勤蜂采集花粉。每隔 3 d检查 1次蜂群,保证饲料充足,根据群势情况适当增加空脾扩群[5]。

1.5 样品采集

6日龄幼虫取样。各群取封盖前 6日龄的工蜂幼虫 20只,用于幼虫体抗氧化酶活性的测定。

初生幼蜂取样。各群取刚出房的工蜂 30只,用于蜂体粗蛋白质含量的测定。

1.6 取食量、群势、封盖子量的测定

蜂群群势稳定前每隔 12 d记录群势、封盖子量。蜂群群势用脾(脾的两面都爬满蜂记为 1脾)来衡量。封盖子量用每张脾上封盖子所占的百分数来记录,每群蜂的封盖子量为该群中各脾封盖子量的平均值。记录每次喂料时间、料重,计算各群每脾蜂整个试验期的平均取食量。

1.7 幼虫虫体抗氧化指标的测定

将样品在 10 m L离心管内匀浆,准确称取待测样品,按重量体积比加生理盐水制备成 10%的组织匀浆,3 000 r/m in离心 10 min,然后取组织匀浆上清制成 1%的组织匀浆。进行预试验,确定最佳稀释倍数及最佳取样量后进行各种抗氧化指标的测定。

采用考马斯亮兰法测定幼虫虫体蛋白质含量;黄嘌呤氧化法测定总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性;Fe3+还原法测定总抗氧化能力(T-AOC);硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。用UV-2000可见光分光光度计测定吸光度。

1.8 蜂体成分测定

将初生幼蜂 65℃烘去初水制成风干样,测定整个幼蜂体风干样中的粗蛋白质含量,再进行换算得到幼蜂体鲜样中粗蛋白质含量。蛋白质的测定采用凯氏定氮法(GB 5511—85)。

1.9 数据统计分析

采用 SAS 9.1软件进行统计学处理。方差分析使用 One-way ANOVA,多重比较采用 Duncan氏法,显著性水平为 P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 维生素 A对蜜蜂取食量、群势及封盖子量的影响

维生素 A对蜜蜂取食量、群势及封盖子量的影响见表 2,饲喂添加维生素 A饲粮的试验组蜜蜂取食量、封盖子量、蜂体(鲜样)粗蛋白质含量均显著高于对照组(P＜0.05),而群势则无显著性差异(P＞0.05)。

2.2 维生素 A对蜜蜂幼虫虫体抗氧化性的影响

维生素 A对幼虫虫体抗氧化性的影响见表 3,饲喂添加维生素 A饲粮的试验组蜜蜂幼虫虫体MDA含量显著低于对照组(P＜0.05),T-SOD活性显著高于对照组(P＜0.05),而幼虫虫体蛋白质含量和 T-AOC无显著性差异(P＞0.05)。

表 2 维生素A对蜜蜂取食量、群势及封盖子量的影响Table 2 Effects of vitam in A on feed intake,bee population and sealed brood quantity of colonies

表 3 维生素 A对蜜蜂幼虫虫体抗氧化性的影响Table 3 Effects of vitam in A on the antioxidant o f bee larva

3 讨 论

3.1 维生素 A对蜜蜂取食量、群势及封盖子量的影响

维生素 A对维持上皮细胞的正常功能和结构的完整性,维持正常视觉、动物繁殖性能和免疫功能都具有重要作用[6]。添加了维生素 A的饲粮较符合蜜蜂的营养需求,工蜂哺育能力提高,为蜂王提供全面而充足的营养,使蜂王产卵力提高,从而使封盖子量增加,Herbert等[7]研究表明,饲粮中添加脂溶性维生素,尤其是维生素 A,与对照组相比,能显著提高哺育蜂的哺育能力,增加封盖子量。这与本试验所得结果一致。

饲喂添加了维生素 A的饲粮,蜜蜂生长发育良好、体质增强,蜂群的生产力增强(工蜂的采集力、哺育力增强,蜂王产卵力提高),这样,蜂群对营养的需求量相对地增加,取食量提高。

蜂体成分的测定,尤其是粗蛋白质含量的测定,能够反映一段时间内蜜蜂的营养状况。蛋白质在蜜蜂一生的生命活动中都有重要作用[8]。春繁时期蛋白质的摄入大部分用于蜂群的繁殖和哺育工作。培育 1只工蜂,从卵的孵化到羽化成虫大约需要 20 mg的蛋白质(包括 3日龄内幼虫需要的蜂王浆蛋白质和之后食用的蜂粮蛋白质),这部分蛋白质即来源于饲粮,由哺育蜂供给。因而饲料的供给量和蜂群的哺育力对工蜂的正常生长发育至关重要。蛋白质占新羽化工蜂鲜重的13%[8]。饲喂添加了维生素 A的饲粮,蜂群采食量增加,蛋白质的采食量相应地增加。对初生工蜂的粗蛋白质含量的分析能够反映其在羽化前的阶段内营养状况。试验组饲粮中添加维生素 A,蜂群哺育力增强,工蜂在其羽化前阶段的营养状况良好,体内蛋白质沉积量增加。

群势能够反映蜜蜂的生长发育状况和繁殖机能,而充足、全面的营养是保证蜜蜂正常生长发育和繁殖的前提。因此,通过对群势的测定能够反映蜂群的营养状况。饲喂添加维生素 A的饲粮蜂群哺育力增强,封盖子量增加,若能正常羽化并发育至成蜂出房,蜂群群势会有相应的增长。然而,在本试验中蜂群群势增长却不显著,经分析可能的原因主要是天气和管理因素。早春蜂群处于全年较弱阶段,维持巢温能力也差,此时检查蜂群应选择晴暖无风的天气,且气温高于 14℃[8]。由于试验需要,取样次数较多,开箱检查蜂群过于频繁,且本试验年份的春繁阶段天气状况较往年要差很多,主要表现为气温偏低、多阴雨。封盖子对蜂巢内温度的变化非常敏感,在低温条件下开箱,会对幼虫、蛹的发育造成不利影响,从而导致受冻的幼虫、蛹不能正常发育为成蜂。这是阻碍群势发展的一个很重要的因素。

3.2 维生素 A对蜜蜂幼虫虫体抗氧化性的影响

目前,国内外对蜜蜂抗氧化性的研究很少。维生素 A具有抗氧化功能,能清除自由基和过氧化物[9-10],其抗氧化作用与其具备多羟烃疏水链有关。生物膜结构的多不饱和脂肪酸磷脂分子易受自由基攻击发生脂质过氧化损伤反应,引起膜结构破坏,膜上镶嵌的一系列酶空间排列紊乱,活性降低,膜通透性改变。维生素 A是一种脂溶性维生素,容易进入细胞膜,在细胞膜上可利用其分子结构所含的多个双键与氧自由基结合,从而保护细胞免受氧化损伤。维生素 A的适量补充有助于提高机体维生素 A的储存水平,增强机体抗氧化能力。幼虫虫体蛋白质含量差异不显著,说明维生素 A对工蜂幼虫体内蛋白质的沉积影响不大。这与经历蛹期到刚羽化的幼蜂体蛋白质含量不同。

超氧化物歧化酶(SOD)是机体内广泛存在的一种重要的催化过氧化氢(H2O2)分解的酶[11],以氧自由基连锁反应前体物超氧阴离子自由基(O2-◦)为唯一底物,对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用,其活性反映了机体清除氧自由基的能力。锌作为 SOD的辅酶,能够催化◦发生歧化反应。维生素 A与锌之间存在相互作用。维生素 A的缺乏能导致锌结合蛋白量下降,从而影响锌的吸收[12]。对维生素 A和锌联合缺乏的大鼠联合补充后显著增加了大鼠心肌线粒体 T-SOD活性[13]。因此,添加维生素 A可以显著提高工蜂幼虫体内 SOD活性,其原因可能是维生素 A可以促进锌的吸收,从而间接地提高 SOD活性。

MDA是脂质过氧化链式终止阶段产生的小分子产物,它能通过生物膜多不饱和脂肪酸的过氧化和脂质过氧化物的分解产物引起细胞损伤[14]。添加维生素 A可以降低工蜂幼虫体内的MDA含量,原因之一是维生素 A本身的不饱和结构使自身极易被氧化,避免了体内的许多脂质过氧化反应,导致其产物 MDA减少;二是维生素 A的添加使得脂质过氧化反应中产生的单线态氧、氢自由基等可以有效地被捕捉和淬灭,从而使得MDA含量的降低。

T-AOC代表了机体防御体系中抗氧化能力的强弱,是体内各种抗氧化酶共同作用的结果。张军民[15]报道,在机体的抗氧化系统内可能存在着某种动态平衡机制,即作为抗氧化系统的 SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)某种状况下并非同时增加,而是一种机制激活时,另一种可能处于被抑制状态。在本试验中,GSH-Px的活性的测定需要很高的样品浓度(稀释倍数较低),而幼虫样品却无法满足此要求,最终导致此指标无法测定。添加维生素 A能显著提高机体 SOD活性,而T-AOC却无显著变化,原因可能是机体抗氧化系统内的动态平衡机制。

4 结 论

①维生素 A为蜜蜂所必需的营养素。饲粮中添加维生素 A能显著提高蜂群取食量、封盖子量和成年工蜂蜂体粗蛋白质含量,能显著提高幼虫虫体 T-SOD活性,降低幼虫虫体 MDA含量。

②蜂群的取食量、封盖子量以及蜂体抗氧化酶活性等可作为测定指标应用于蜜蜂营养需求的研究中。

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