蜂王浆对工蜂学习记忆能力的影响

王　超　龚志文　李新宇　和绍禹　谭　垦

（云南农业大学东方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜂王浆对工蜂学习记忆能力的影响

王超龚志文李新宇和绍禹谭垦

（云南农业大学东方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜜蜂由于其较强的学习能力，很早以前就开始被用于学习记忆方面的研究。然而饲喂蜂王浆方面的研究却很少，本实验利用饲喂蜂王浆来探究蜂王浆对学习记忆能力的影响。实验通过给工蜂饲喂蜂王浆，到一定日龄后与喂食糖水的工蜂做学习记忆能力的比较，发现饲喂蜂王浆的组学习记忆能力远远高于饲喂糖水的组。结果表明蜂王浆能在很大程度上提高工蜂的学习记忆能力。

蜂王浆；糖水；学习记忆；日龄

1　引言

蜂王浆是5～15日龄青年工蜂咽下腺和上颚腺分泌的一种乳白色或淡黄色、味辛辣酸涩略甜的浆状物质，是工蜂用来饲喂蜂王和蜜蜂幼虫的一种高营养物质［1,2］，它含多种有机成分及多种无机元素，几乎所有的对人体和动物机体具有营养价值的成分［3］。蜂王产下受精卵，受精卵经过3 d孵化为幼虫，由于幼虫采食蜂王浆天数的不同，将发育成雌性生殖器官发育完全的蜂王和发育不完全的工蜂［4］。但蜂王浆对蜜蜂神经系统发育的影响目前所知较少。

蜜蜂的学习和记忆能力对蜜蜂个体和蜂群的发展具有极其重要的影响。蜜蜂在外进行采集活动时，花的气味能吸引蜜蜂访花采集，蜜蜂通过对花的气味和位置建立起联想记忆，使其能够记住该蜜粉源位置，这样蜜蜂便能多次往返于蜜粉源和蜂巢进行花蜜采集［5］。

早在1983年，Bitterman等人结合巴甫洛夫条件反射原理创建了经典的用于测试蜜蜂学习记忆模型实验的伸吻学习模型（proboscis extension response,PER）。并证明在对蜜蜂进行气味配对糖水奖励学习3～6次即能达到高且稳定的学习效率。本实验利用东方蜜蜂为研究对象探究蜂王浆对工蜂学习记忆能力的影响。

2　材料与方法

2.1实验材料、装置及样本采集

蜜蜂、自制蜜蜂采集瓶、标记笔、自制蜜蜂固定管、注射器、气泵、抽气风扇、橡胶管、秒表、糖水或蜂蜜、正己醛，冰箱等。

实验装置由两个平行的20 ml注射器、气泵、抽气风扇以及橡胶管组成，两个注射器内都放有事先剪好的干燥滤纸片，其中一个注射器内提供连续气流；另外一个注射器内在滤纸上滴有2 μl纯净正己醛原液，注射器尖端距离蜜蜂头部1.5 cm，另一端连接阀门、Y型管和气泵。在蜜蜂背后12 cm左右位置安装直径10 cm排气装置（见图1）。

图1　实验装置示意图

蜜蜂样本采自云南农大东方蜜蜂研究所蜂场内。从中选取一强群提取子脾用蜜蜂标记笔标记刚出房的幼蜂，放回蜂箱让其在自然条件下正常生活，待到一定日龄（5、10日龄）时用采集瓶采集标记蜜蜂待用。

2.2实验操作

将采集回的蜜蜂转移至实验室中冰冻麻醉，在蜜蜂苏醒之前将其固定在0.5 ml EP管中，待蜜蜂苏醒，轻轻的用剪好的吸管套住蜜蜂腹部，使吸管正好卡在蜜蜂的翅膀和胸部中间。将吸管向前推至切好的离心管管头，使蜜蜂刚好露出头部，且头部能自由活动，触角、口器完好无损，腹部能自由呼吸，然后扣上离心管管帽后整齐摆放。然后将固定好的蜜蜂在自然条件下饥饿2 h后进行学习记忆的测定。

训练前需进行伸吻反应测定及淘汰：先给蜜蜂一次非条件刺激（即糖水刺激，unconditional stimuli，CS，3 s），若无伸吻反应则淘汰；再给淘汰后剩余的蜜蜂一次条件刺激（即正己醛气味刺激，conditional stimuli，CS，5 s），若有伸吻反应也淘汰，两次淘汰后留下的蜜蜂即可用于后续实验。

实验采用Bitterman等创建的经典蜜蜂伸吻学习模型，即PER（proboscis extension response）模型。具体操作方法：将蜜蜂放置于试验台上出气口前静置15 s，待其稳定后给予6 s的正己醛气味刺激，同时在正己醛气味刺激的第3 s开始给予3 s的糖水奖励，使得正己醛气味刺激与糖水奖励同时结束，并记录蜜蜂的伸吻情况。当蜜蜂在只给予正己醛气味刺激的3 s内蜜蜂伸吻，则表明蜜蜂学习到了该种气味，记为1，没有则记为0。每次测试间隔10 min，每只蜜蜂都按上述操作重复训练6次。训练结束1 h、5 h、17 h后分别进行三次学习检测，测试蜜蜂对正己醛气味的记忆情况：给予蜜蜂5 s的气味刺激，记录蜜蜂的伸吻情况。如果蜜蜂伸吻，则证明蜜蜂对该气味产生记忆。

2.3统计

在6次训练中，用对正己醛气味伸吻的比例绘制学习曲线。采用数据处理软件SPSS19.0做数据处理，采用重复测量方差分析法来确定两种处理和两个日龄蜜蜂之间的差异性。作图软件采用Graphpad Prism 6。

3　结果与分析

实验结果如图2，由图可知：四组蜜蜂的学习能力都随着训练次数的增加而有明显的增长，且蜜蜂在第二次和第三次训练时伸吻率上升的最快，并且在以后基本保持稳定，上升幅度很小。记忆能力情况表现不稳定，且总体水平上实验组伸吻率要优于对照组，10日龄组要优于5日龄组。

图2　蜜蜂伸吻情况

根据重复测量方差分析得：可知t1、t4、t5、t6组P＞0.05,差异不显著,t2、t3组P＜0.05差异显著；记忆阶段1 h P=0.14＞0.05，差异不显著，5 h P=0＜0.05，差异显著，17 h P=0.23＞0.05,差异不显著。

4　讨论

本次实验结果表明：实验组饲喂蜂王浆的工蜂学习记忆能力都高于了对照组饲喂糖水的工蜂，训练时，在伸吻率极度增加的t2和t3组之间饲喂蜂王浆的和饲喂糖水的两组蜜蜂间差异显著，可以认为营养物质对工蜂的学习记忆能力有着较大的影响，营养物质丰富的蜂王浆相比于普通的蜂粮能在一定程度上提升工蜂学习记忆的能力。而在之后的三次训练中差异不显著，推测这是因为蜜蜂的学习记忆能力已经达到了一个稳定的水平而导致。

实验结果表明，蜂王浆不仅影响蜜蜂的生殖发育，同时也对蜜蜂神经系统的发育产生影响，最后影响蜜蜂的学习记忆能力。而蜂王浆对工蜂的影响绝不仅仅只体现在学习记忆方面。

［1］曾志江.养蜂学［M］.2009，中国农业出版社.

［2］刘仰文编著:蜂王浆［M］，1983，北京，农业出版社.

［3］杨义方:中草药［M］.1988,19（11）：33.

［4］曾志将.蜜蜂生物学［M］.北京:中国农业出版社,2007.

［5］Reinhard J,Srinivasan M V,Zhang S.Olfaction:scent-triggered navigation in honeybees［J］.Nature,2004,427（6973）:411-411.

Effect of royal jelly to worker bees olfactory learning

Wang Chao，Gong Zhiwen，Li Xinyu，He Shaoyu，Tan Ken
（Eastern Bee Research Institute of Yunnan Agricultural university,kunming 650201）

Because of its good learning ability,the honey bee has been used in varieties of research about learning and memory.But there are few research about feeding royal jelly,In this paper.we investigate whether the royal jelly will contribution to the olfactory learning.The bees fed with royal jelly has better learning and memory than those bees fed with sucrose solution,and the difference is significant.

royal jelly,sucrose solution,olfactory,age

国家蜂产业技术体系专项资金CARS-45-kxj14

王超（1991-），女，在读硕士研究生，主要从事蜜蜂生物学研究

谭垦，男，教授，博导，E-mail:eastbee@sina.com