基于蜂蜜孢粉学鉴定秦岭中华蜜蜂的蜜源木本植物

桑丽琴，许升全

(陕西师范大学生命科学学院，西安 710119)

中华蜜蜂Apisceranacerana简称中蜂，是我国特有的本土蜜蜂(祁文忠等，2016)。它非常适应我国大部分地区的季风型气候，耐热、抗寒、抗病能力均较强，并且能利用零星蜜源，采集力强，能为多种植物传粉(段成鼎，2003；秦明等，2017)。19世纪以来，随着产蜜量大、蜂群数量大的西方蜜蜂引进我国，中华蜜蜂的蜜源受争夺、蜂群受到攻击，加之饲养数量下降等原因，导致中华蜜蜂种群数量迅速减少、分布范围越来越小。中华蜜蜂的保护已经成为目前我国生物资源保护的重要任务之一(刘宇佳等，2013)。

花粉和花蜜是蜜蜂的主要食物来源，也是蜂蜜的主要成分(Hepburn and Radloff，2011；Bonoan，2018；Dolezal and Toth，2018；Shelley and Lynae，2018)。蜜蜂采集蜜源植物的花粉和花蜜后，混入自身分泌的酶类物质，在归巢后经过扇风、排出水分等过程最终封存在蜂巢中(Semkiw, 2008)。不同植物的花粉和花蜜不仅影响蜜蜂的访花行为，也与蜂蜜的质量和营养密切相关(Donkersleyetal.，2017；Gemedaetal.，2017；Masetal.，2018)。蜂蜜中花粉的种类是判断蜂蜜的产地、来源和质量的重要依据(Brunietal.，2015；Hawkinsetal.，2015；Soaresetal.，2015；Pornonetal.，2016)。蜂蜜孢粉学是研究蜂蜜中花粉信息的传统方法，主要通过提取蜂蜜中的花粉粒并在扫描电镜下观察花粉的外部形态进而结合蜜源植物的花粉形态研究结果来鉴定蜂蜜的来源植物，常用于分析蜜蜂的营养生态位和传粉植物(刘宇佳等，2013；陈顺安等，2015)。秦岭是我国南北方气候的自然分界线，其生态系统中生物多样性丰富，分布有大熊猫等许多特有的动物种类，是我国生态环境保护的重点区域(刘诗峰等，2003；梁宗锁，2013；刘文哲，2015；王建林等，2016)。本文应用蜂蜜孢粉学方法对秦岭地区中华蜜蜂的蜜源和传粉植物进行分析，为保护秦岭地区的中华蜜蜂及其在生态系统中的作用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 样品信息

本研究的蜂蜜样本采自秦岭地区的汉中市佛坪县三官庙和宝鸡市太白县黄柏塬。两个地区的中华蜜蜂进行传统方法养殖，均使用原始蜂箱——横卧式树槽箱(祁文忠等，2016)，即圆形树桶。中华蜜蜂林间自主采蜜，每年取一次蜂蜜。样品信息见表1。

表1 蜂蜜样品的采集信息Table 1 Information of the honey samples

1.2 蜂蜜孢粉学分析

1.2.1蜂蜜中花粉提取

参考Soares等(2017)的方法：将50 g蜂蜜样品分到4个50 mL的无菌离心管(每管12.5 g蜂蜜)，然后每管加入40 mL蒸馏水，搅拌，在恒温水浴箱65℃热水浴30 min，每隔5 min搅拌一次。将样本置于离心机，5 000 g离心20 min，倒掉上清液。沉淀中加入40 mL蒸馏水，搅拌，重复上述步骤。4个离心管中所得沉淀各加入蒸馏水5 mL，一起转移至同一无菌50 mL离心管中，加入蒸馏水至体积约45 mL，5 000 g离心20 min，弃去上清液，将沉淀取出，置于硫酸纸上，摊放于防尘处，自然干燥后放于5 mL离心管中，并放入少量硅胶保持干燥。

1.2.2花粉的观察和测量

将少许干燥的花粉均匀地粘在黏有导电胶的样品台上，在离子溅射仪中喷金、镀膜60 s后，将处理好的样品移到日立台式TM3030Plus型扫描电子显微镜下观察。寻找有代表性的视野，选取完整饱满、外形和大小有代表性的花粉粒拍照，在3 000～6 000倍下观察花粉粒的极面观和赤面观，在7 000～12 000倍下观察花粉粒表面的纹饰和萌发孔，并分别拍摄照片、记录每种花粉的赤道轴和极轴大小。

1.2.3花粉种类识别

将所拍花粉的电镜图片与植物花粉图片进行对照，根据花粉大小、赤道面观、极面观、表面纹饰对蜂蜜中的花粉种类进行鉴别(徐万林，1992；孙桂英，1993；中国养蜂协会，1993；王伏雄，1997；李天庆，2011；乔秉善，2014)。

2 结果与分析

两地的蜂蜜样品均为深琥珀色，具有芳香气味。蜂蜜孢粉学分析结果(图1、表2)表明：佛坪县三官庙和太白县黄柏塬两地中华蜜蜂能利用的蜜源木本植物较广泛，覆盖了13科，19属，20种。其中木本植物分属的13科中，以壳斗科、忍冬科最多，卫矛科、桦木科、蔷薇科次之，其余科仅检测到1种木本植物。两个地区中华蜜蜂的共同蜜源木本植物主要有山茱萸科、壳斗科、忍冬科、漆树科、桦木科、蔷薇科、卫矛科、石榴科、山矾科，共9科。这些植物花期基本在4-7月，正是春夏开花植物繁茂盛开之际，蜜源植物种类丰富，中华蜜蜂能充分利用。

表2 中华蜜蜂蜂蜜中的木本花粉种类

续表2 Continued table 2

佛坪县三官庙中华蜜蜂采集的木本花粉种类更多，共19种。样品H1和H2共有蜜源有：梾木、猫儿刺、板栗、荚蒾、漆树、石榴，共6种。H1和H2蜜样品中木本花粉种类差距较大。H2样品中木本花粉种类最多，共有15种，其中含有的壳斗科的锐齿槲栎、五加科的五加、桦木科的榛、蝶形花科的绿叶胡枝子、猕猴桃科的软枣猕猴桃，共5种，为H2特有。H1蜂蜜中木本植物种类较少，只有10种，但其含有其他蜂蜜中没有的忍冬科的接骨木。H1和H2中均含有冬青科的猫儿刺，但在H3和H4中均未发现。

太白县黄柏塬地区采集的蜂蜜中花粉种类较少，共12种。H3和H4蜂蜜样品中木本花粉种类基本一致。H3和H4中共有蜜源有：梾木、板栗、荚蒾、漆树、石灰花楸、南蛇藤、石榴、山矾属一个物种、忍冬属一个物种，共9种。H4蜂蜜中含有的蔷薇科的中华绣线菊，在H1、H2、H3中并未检测出。

图1 蜂蜜样品H1-H4花粉形态电镜Fig.1 SEM observation of pollen morphology of honey sample H1-H4注：H1 a～j为蜂蜜H1中花粉类型。a，梾木；b，猫儿刺；c，板栗；d，栓皮栎；e，荚蒾；f，接骨木；g，漆树；h，白桦；i，南蛇藤；j，石榴。H2 a～o为蜂蜜H2中花粉类型。a，梾木；b，猫儿刺；c，板栗；d，锐齿槲栎；e，荚蒾；f，漆树；g，五加；h，榛；i，绿叶胡枝子；j，石灰花楸；k，软枣猕猴桃；l，短梗南蛇藤；m，石榴；n，山矾属物种；o，忍冬属物种。H3 a～k为蜂蜜H3中花粉类型。a，梾木；b，板栗；c，栓皮栎；d，荚蒾；e，漆树；f，白桦；g，石灰花楸；h，南蛇藤；i，石榴；j，山矾属物种；k，忍冬属物种。H4 a～j为蜂蜜H4中花粉类型。a，梾木；b，板栗；c，荚蒾；d，漆树；e，石灰花楸；f，中华绣线菊；g，南蛇藤；h，石榴；I，山矾属物种；j，忍冬属物种。Note: H1 a～j were the pollen types in the sample H1. a, Cornus macrophylla; b, Ilex pernyi; c, Castanea mollissima; d, Quercus variabilis; e, Viburnum dilatatum; f, Sambucus williamsii; g, Toxicodendron vernicifluum; h, Betula platyphylla; i, Celastrus orbiculatus; j, Punica granatum. H2 a～o were the pollen types in the sample H2; a, Cornus macrophylla; b, Ilex pernyi; c, Castanea mollissima; d, Quercus aliena Bl.var.acuteserrata; e, Viburnum dilatatum; f, Toxicodendron vernicifluum; g, Acanthopanax gracilistylus; h, Corylus heterophylla; i, Lespedeza buergeri; j, Sorbus folgneri; k, Actinidia arguta; l, Celastrus rosthornianus; m, Punica granatum; n, Symplocos sp.; o, Lonicera sp. H3 a～k were the pollen types in the sample H3; a, Cornus macrophylla; b, Castanea mollissima; c, Quercus variabilis; d, Viburnum dilatatum; e, Toxicodendron vernicifluum; f, Betula platyphylla; g, Sorbus folgneri; h, Celastrus orbiculatus; i, Punica granatum; j, Symplocos sp.; k, Lonicera sp. H4 a～j were the pollen types in the sample H4; a, Cornus macrophylla; b, Castanea mollissima; c, Viburnum dilatatum; d, Toxicodendron vernicifluum; e, Sorbus folgneri; f, Spiraea chinensis; g, Celastrus orbiculatus; h, Punica granatum; i, Symplocos sp.; j, Lonicera sp.

3 结论与讨论

3.1 秦岭地区中华蜜蜂可以为多种植物传粉，其蜂蜜来源于多种植物

本研究发现了秦岭地区中蜂蜂蜜的木本蜜源植物有20种，反映出秦岭地区中华蜜蜂对蜜源利用的多样性。这一特点明显区别于意大利蜜蜂趋向于利用单一蜜源植物的特点(段成鼎，2003；祁文忠等，2016；秦明等，2017)。因此推测其原因除了中蜂自身的生物学特性外，最主要的因素应该是秦岭地区气候温暖湿润，生物多样性极为丰富(刘诗峰等，2003；梁宗锁，2013；刘文哲，2015；王建林等，2016)，在每年3-8月，木本开花植物较多，为中华蜜蜂的采集活动提供了丰富的蜜源，可满足中华蜜蜂对各种营养物质的需求(徐万林，1992；任再生，1997；刘珍珍等，2002)。中华蜜蜂作为传统的传粉者，且其授粉植物的宽度和广度都超过其他蜂类，应该加强对中华蜜蜂的保护(刘宇佳等，2013；祁文忠等，2016)。保护秦岭地区中华蜜蜂对维持整个秦岭生态系统的平衡具有重要意义。

3.2 秦岭的中华蜜蜂对药用植物有偏好性，其蜂蜜应该具有特殊的药用价值

根据研究结果，中华蜜蜂蜂蜜中的花粉种类丰富，覆盖了13科，19属，20种，蜂蜜中花粉种类包括板栗、栓皮栎、绿叶胡枝子、漆树、猫儿刺、南蛇藤、软枣猕猴桃、石榴、五加、梾木、接骨木、荚蒾等，这些植物不仅为优良的蜜源植物，且有13种为药用植物，其根、叶、花或者果皮均可入药(梁宗锁，2013；刘文哲，2015)。推测在蜜源植物丰富的情况下，中华蜜蜂对药用蜜源木本植物有一定的偏好性，善于采集并利用这些药用木本植物。这可能是由于这些药用木本植物的花粉和花蜜中含有中华蜜蜂生存和繁衍所需的蛋白质、脂质和碳水化合物以及可能影响免疫反应的各种化学物质和微量营养素(Dolezaletal.，2018)。推测含有这些药用植物花粉的蜂蜜，可能具有一定的药用价值，但其实际价值还需进一步研究。

3.3 本研究的局限性

本研究从佛坪县三官庙和太白县黄柏塬两个地点4个中华蜜蜂蜂蜜样品中分离鉴定出了蜜源木本植物20种。有大量草本植物花粉因为没有花粉资料而无法鉴定。在自然生态系统中草本植物的数量和种类远远大于木本植物，其对昆虫传粉的需要也远远大于木本植物。期待收集草本植物的花粉结果后，进一步完善秦岭地区中华蜜蜂蜜源植物的研究。本研究所确定的20种蜜源木本植物种类远远小于秦岭的木本植物种类，推测可能的原因是：本研究选取的蜂蜜样本只有4个样品，每个样品的中华蜜蜂只能利用蜂巢附近的蜜源植物，特别是由于中华蜜蜂个体小，飞行距离短，无法采集较远距离的蜜源植物。

综上所述，本研究认为在蜜源植物丰富的秦岭地区，中华蜜蜂的采集活动对药用蜜源木本植物有一定偏好性。秦岭地区适于中华蜜蜂种群的生存和发展，可为其提供丰富的蜜源和适宜的生存环境。中华蜜蜂耐热、抗寒、抗病能力均较强，并且能利用零星蜜源的特征为更大范围的植物授粉，作为重要的本地传粉昆虫，对维护秦岭地区的生态系统稳定性起至关重要的作用。