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囊状幼虫病的流行与发展

2021-03-28张南陈恒赵滦蔺哲广吉挺

中国蜂业 2021年9期
关键词:工蜂蜂群幼虫

张南 陈恒 赵滦 蔺哲广 吉挺

(扬州大学动物科学与技术学院,扬州 225009)

1 前言

病毒严重危害蜜蜂健康。自1913年首次在蜜蜂中分离出第一个病毒后,至今已经发现超过20 种蜜蜂病毒[1],其中常见的七种病毒分别为:蜜蜂残翅病毒(DWV)、以色列急性麻痹病毒(IAPV)、急性蜜蜂麻痹病毒(ABPV)、慢性蜜蜂麻痹病毒(CBPV)、黑蜂王台病毒(BQCV)、蜜蜂囊状幼虫病病毒(SBV)、克什米尔病毒(KBV)。囊状幼虫病毒的传播范围较广[2],目前英国、澳大利亚、印度、丹麦、南非、尼泊尔及中国等国家均有报道[3]。1972年在我国广东省首次发现东方蜜蜂幼虫感染囊状幼虫病毒[4],随后SBV 便向中国大部分地区蔓延,引起成片的幼虫死亡,导致中华蜜蜂蜂群数量急剧下降。由于蜜蜂生存环境的温度较高且比较拥挤,一旦出现病毒携带者,会造成病毒的快速传播,感染病毒的蜜蜂将会出现细胞凋亡、组织损伤以及靶基因功能紊乱[5]。我们对近年来有关囊状幼虫病的研究报道进行综述,旨在为囊状幼虫病的防治提供新的见解。

2 SBV简述

2.1 SBV的结构

SBV 属于传染性软腐病病毒科(Iflaviridae),具有大约9000~11000 碱基的单股正链RNA 基因组。最常见的感染途径是摄入被病毒污染的食物,感染过程很快,一旦进入宿主细胞,几小时内就能产生子代病毒[6]。SBV 编码一个大的开放阅读框,结构蛋白位于5’端,VP1、VP2 和VP3 形成其衣壳,其中VP1 氨基酸序列为高变区,序列的差异可能揭示了不同病毒之间不同的病毒活性;RdRp、3C 非结构蛋白位于3’端,RdRp 具有高度保守型[7]。SBV 一般指从西方蜜蜂病群内分离出的,而从东方蜜蜂群内分离出的SBV 变异菌株称中华蜜蜂囊状幼虫病毒(CSBV),与SBV 具有不同的抗原性[8]。史红霞等[9]研究证明RdRp 可作为CSBV 的RNA 干扰治疗的靶基因。

随着不断的研究,发现SBV 病毒多样性的增加。由于SBV 为正链RNA 病毒,其复制时没有校对机制,导致SBV 在宿主体内很容易发生变异,发展成具有不同侵染力及不同毒性的菌株。有学者认为SBV 和CSBV 为不同的血清型[10]且两种血清型都能分别对东方蜜蜂蜂群和西方蜜蜂蜂群感染,特别的是,两种血清型各有9 个特异性保守氨基酸序列。在自然选择和免疫压力下,SBV 和CSBV 可能在宿主之间进行交换,表明这些病毒是独立进化的[11]。CSBV 可以导致西方蜜蜂的死亡[12],同时从西方蜜蜂中分离出的SBV 也能跨越物种屏障感染东方蜜蜂[13]。下文所述及SBV 除明确指出外,均包括感染西方蜜蜂的SBV 和感染东方蜜蜂的CSBV。

2.2 SBV的流行规律

SBV 主要感染蜜蜂幼虫阶段,并表现出较高的流行率,患病初期,工蜂辨别出幼虫在封盖子脾中死亡后,随即将房盖咬开,清理因病死亡的幼虫,蜂王继续在幼虫脾中产卵,形成卵、虫、蛹、空房相间的“花子”现象[14]。随着患病的幼虫增多,工蜂来不及清除,未能清除的患病幼虫躯体变软,颜色由白色晶亮逐渐变黄、黄褐色,直至变成黑褐色龙舟状鳞片。死亡的幼虫头尖上翘,呈尖头状,虫体呈下粗上细,含有SBV的液体在未脱落的外表皮与虫体间积累,感染的幼虫从巢房中取出呈囊袋状,尸液无臭味,死亡幼虫在脾上成片分布[15]。1~2日龄幼虫易染病,5~6日龄预蛹期死亡率较高。病情严重时,染病蜂场会出现几箱蜂甚至十几箱蜂群一起离开巢箱挂在树上的现象[16]。由于高温下病毒的蛋白质易失活,低温下病毒保持稳定。所以SBV 多发生于春季(3~5月)及晚秋至初冬(10~11月),寒潮频繁、气温变化剧烈的时期,夏季高温时病情消失。

2.3 SBV的传播途径

病毒的传播通常分为水平传播和垂直传播两种途径。垂直传播又称为纵向传播,指病毒从成年个体传播给其后代。据研究发现[17],在感染病毒的蜂群中,尽管蜂王未表现出病毒感染的病理症状,但在其粪便或任何解剖组织中仍可检测出SBV,感染病毒蜂王所产的卵检测出了病毒,证明SBV 可以通过亲代垂直传播给子代。

蜂群中的水平传播是SBV 的一种主要传播方式。水平传播又称为横向传播是指病毒在同代个体之间传播,包括食源、交尾及媒介三种传播方式。成年工蜂是造成病毒通过食源传播的主要传播者,隐性感染的成蜂饲喂健康幼虫时将病毒传染给健康的幼虫及采蜜采粉或迷巢将病毒传播给其他蜂群;雄蜂感染SBV 后与蜂王交尾,使蜂王感染SBV[18];体外寄生的螨可能在SBV 传播中起着重要作用[19]。

SBV 可以感染各个阶段的蜜蜂且在宿主中可存活4 周[20]。由于成年工蜂的卫生学行为,清理染病幼虫时可能感染SBV,从而成为病毒携带者。SBV 对成年工蜂造成的危害主要体现在两方面,一方面SBV 可能缩短成年工蜂的寿命[21];另一方面可能会造成蜜蜂种群在经济上的重大损失。新西兰的研究表明,感染了SBV 的成年工蜂,在采集花蜜时可能会对农作物授粉产生不利的影响,特别是在初夏开花且只产生花粉的植物[22]。成年工蜂在蜂群中担任着哺育、卫生、采集等工作,哺育染病幼虫或清理因病死亡的幼虫后,SBV会在下颚腺积累[23]。由此可见,无症状感染的成年工蜂同样会引起SBV 在蜂群中的传播。

2.4 检测方法

在疾病爆发前准确、快速地检测出病毒,有助于将感染的蜂群与健康的蜂群隔离。虽然可根据出现的典型症状判断,然而出现特征症状时已错过了最佳时期。与传统的血清学方法相比,更多学者选择采用分子学实验方法检测病毒。

RT-PCR 技术为目前报道出来的诊断囊状幼虫病毒方法之一,Yan X 等[24]首次用RT-PCR 方法检测CSBV,Pair2 引物适用于无任何症状的感染幼虫和成年工蜂的CSBV 检测;张明华等[25]选择结构蛋白VP3 基因为靶基因,根据GenBank中序列合成1对特异性引物。RT-PCR 法具有快速、可靠、重现性好、特异、灵敏等优点,其原理为根据一段序列设计特异性的引物进行扩增,然而SBV 的多样性导致基因组不同区域检出率差异较大[26]。

酶联免疫测定法具有很高的特异性,Li Ming 等[7]建立以VP2 蛋白为靶抗原制备单克隆抗体ELISA,不能与其他蜜蜂病毒发生反应,仅能与CSBV 发生反应。此法易于标准化、批量生产、适用于大量临床样本检测。

3 SBV感染对东、西方蜜蜂的影响

蜜蜂感染SBV 后,为调整病毒侵染带来的影响,机体会及时做出营养代谢及免疫方面的反应。工蜂特有的卫生行为,能快速清除感染SBV 的病死蜂;肠道环境形成的化学屏障可抑制病原体繁殖和扩散[12]。然而这种应对机制并不足以抵消SBV 造成的幼虫死亡及成蜂寿命减短。东方蜜蜂和西方蜜蜂为目前全世界饲养的主要蜂种,在长期的进化过程中,蜜蜂进化出了独特的免疫系统和免疫机制。在东方蜜蜂和西方蜜蜂发育的不同阶段,其响应SBV 胁迫的免疫应答也不同。

4日龄东方蜜蜂幼虫感染SBV,免疫相关基因表达显著上调且可能影响幼虫的营养代谢,研究表明[27]幼虫感染CSBV,体内18 种碳水化合物和能量代谢相关蛋白下调,甚至其中8 种下降10 倍。西方蜜蜂幼虫应对SBV 侵染的方式完全不同,西方蜜蜂4日龄幼虫感染SBV,机体的营养代谢相关基因显著上调,而免疫相关基因显著下调。碳水化合物是蜜蜂幼虫快速生长的主要能量来源[28],东方蜜蜂幼虫为了提高自身免疫能力,以消耗营养储备为代价。相反,西方蜜蜂幼虫感染病毒后,为保证早期生长及化蛹变态期的营养物质需要,机体提高了营养代谢相关基因的表达。

在蛹期发育阶段,东方蜜蜂感染SBV 后抗病毒基因及凋亡相关基因会显著上调,同时体内的4 种角质层蛋白下调近10 倍[27]。西方蜜蜂蛹期检测到免疫基因及凋亡基因均显著性下调。蜜蜂在蛹期要经历大部分器官和组织重塑,与发育相关的蛋白质在此过程中起着至关重要的作用[29]。蛹期的虫体表皮已形成并被包裹在角质层中,病毒侵染会导致凋亡基因的过度表达及角质蛋白显著下降,这可能是造成幼虫化蛹失败甚至死亡的原因。西方蜜蜂在蛹期得以生存甚至成功化蛹的原因可能是增强了自身的免疫机能。

20日龄东方蜜蜂采集蜂感染SBV,一般的免疫基因没有显著变化,仅hex110、vg、toll营养代谢基因显著下调,且体内与病毒降解相关基因的表达水平显著上调。西方蜜蜂20日龄蜜蜂体内与RNAi 抗病毒机制相关的ago基因显著降低。成年蜜蜂感染SBV 对其营养代谢和免疫调节方面造成一定影响,引起成年采集蜂的寿命减短[30]。

感染SBV 会引起细胞凋亡、组织损伤甚至机体的功能紊乱,这些变化都在蛋白质组的改变上进一步体现。健康蜜蜂幼虫需要大量蛋白质以满足正常发育和代谢[20],蛋白质磷酸化作为最常见的翻译后修饰之一,几乎参与了细胞代谢的所有方面[31]。Han B 等研究数据[27]表明,SBV 感染促发了幼虫必需蛋白质组和磷酸化蛋白质组的变化,通过破坏能量供应、蛋白质的生物合成、激素调节、抗氧化防御等途径,造成幼虫死亡。因此,蛋白质组及磷酸化蛋白质组的改变可能影响蜜蜂健康。

4 防治措施

4.1 预防

目前暂无囊状幼虫病的特异性治疗药物,因此在生产中提倡以预防为主、治疗为辅的原则。囊状幼虫病的发病季节与气候、蜜源及蜜蜂品种都有关[32],所以在做预防工作时要针对这些诱病因素进行综合考虑。在气温变化剧烈时期需注重蜂群的饲养管理,科学的饲养水平可以有效预防囊状幼虫病的发生,其实质就是提高蜂群的抗病力。保持蜂多于脾,将蜂群放置在环境干燥、通风、向阳的偏僻静处饲养,减少惊扰可有效减少蜂群得病率。保证蜂群充足、优质的饲料,蜜蜂的营养充足,生长发育好,则抗病力强。

蜂群的抗病性与发病率有很大关系,一些群势较强的蜂群因抗病性弱也会发病,在生产过程中需坚持长期选择抗病力、繁殖力、生产力好的蜂群作为父母群选育,获得抗囊状幼虫病的蜂群。任勤等[33]基于蜜蜂的卫生行为,通过液氮冷冻法选育出具有卫生行为的中华蜜蜂蜂群,结果表明实验组的发病率及发病程度明显低于对照组,选育的工蜂能及时将感染的幼虫清除,更好地执行了卫生行为。

4.2 治疗

蜂群感染SBV 时,可根据典型的病症结合实验室检测诊断。初步诊断时要注意囊状幼虫病与欧洲幼虫腐臭病的区别,避免误诊造成用错药。欧洲幼虫腐臭病多发生于较弱的蜂群,感染的幼虫死亡发生在封盖前,工蜂无需打开房盖,一般在封盖子脾上没有细小的穿孔。死亡的幼虫在巢房内呈C 字形,躯体呈乳白、灰白、黄白色,呈不规律的散点状分布,严重时也有成片的[34]。

一旦发现囊状幼虫病,不论病情轻重,需立即搬迁隔离,将染病蜂群与健康蜂群隔离,避免病毒的持续蔓延。对隔离的染病蜂群采取缩脾紧脾、扣王断子清剿等措施,再从健康群或抗病群中移虫,人工育王或用它们产生的自然王台给病群换王。

目前药物治疗分为西药和中药两种渠道,西药治疗方法为使用适量的抗病毒一号[35],但使用抗病毒药物后蜂产品中可能会有残留。中药的优点为有效成分不易散失及副作用小,目前中药治疗SBV 的研究正在成为新热点。蜂农康中山[36]使用本地尖刀草阴干后放于蜂箱上治疗SBV 有一定的治疗效果;贯众、板蓝根、金银花等中草药具有抗菌、消炎、抗病毒等作用,目前作用于SBV 治疗上研究相对较多[2,37]。鉴于囊状幼虫病毒可以跨越物种屏障感染且对蜂群具有较严重的危害,在生产实践中,蜂农应该学会及早识别蜜蜂疾病,做到早发现,早防治。

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