2021年度蜜蜂病毒学研究进展(二)
2022-11-23魏瑞珂郑火青
魏瑞珂,刘 瑶,贾 烁,郑火青
(浙江大学动物科学学院,浙江 杭州 310058)
(接上期)
5 病毒与其他因子的协同作用
近年来,全球各地蜜蜂损失现象频发,国内外学者对此展开了大量研究。学界普遍认为,大部分蜂群损失是多因素共同作用的结果,可能涉及农药、蜂螨、病毒、孢子虫、磁场、气候等其中的一种或数种因素。研究病毒与其他因子的协同作用对蜜蜂保护、生态健康具有重要意义。
5.1 蜜蜂病毒与蜂螨的协同作用
蜂螨一直是蜜蜂学领域研究的热点。其中,狄斯瓦螨因分布广泛以及对蜂群的毁灭性危害而备受关注。狄斯瓦螨不仅以蜜蜂组织和淋巴液为食,还是病毒传播的重要媒介。Flores等人发现,蜜蜂抗菌肽abaecin、melittin的表达和狄斯瓦螨寄生、DWV感染显著相关,狄斯瓦螨的存在和蜂群感染DWV、IAPV有重要关联[62]。对于这种关联,邓洁等人的研究做了进一步的阐述。他们比较了45个意蜂群在越冬前的狄斯瓦螨寄生率和病毒感染情况。结果显示,繁殖越冬蜂前,蜂群的狄斯瓦螨寄生率与DWV和IAPV基因组拷贝数呈中等线性相关关系,且狄斯瓦螨寄生率低于9%的蜂群与DWV感染程度相关性更高,而寄生率高于9%的蜂群与IAPV的相关性更高。越冬期死亡蜂群在繁殖越冬蜂前的狄斯瓦螨寄生率和IAPV病毒基因组拷贝数均显著高于存活蜂群。
我们不能忽视非螨媒病毒和蜂螨间的协同作用。Weaver等人通过靶向检测和深度RNA测序发现,抗螨蜂群和易感螨蜂群在病毒载量和基因表达方面存在较大差异[63]。值得注意的是,天然携带低水平螨媒DWV的蜜蜂谱系,也携带低水平的非螨媒病毒。
5.2 蜜蜂病毒与化学药物的协同作用
田间生产中,农药的广泛使用带来了药物残留、伤害有益动物健康等问题,引起了人们的关注。在蜜蜂学领域,相关研究大多聚焦于农药对蜜蜂本身的影响,农药和蜜蜂病毒之间的协同作用还没有得到充分的阐述。为此,Al Naggar等人研究了2种新型新烟碱类杀虫剂氟吡呋喃酮(flupyradifurone,FPF)、氟啶虫胺腈(sulfoxaflor,SULF)和BQCV、DWV的协同作用[64]。结果显示,虽然氟啶虫胺腈和DWV-B联合作用蜜蜂会上调ofdicer-like基因的表达,但在实验室条件下,蜜蜂暴露于2种农药下并不会显著增加病毒的威胁。然而,田间实际生产中的农药剂量、暴露途径等多种复杂因素使我们不能就此否认在实际生产中,农药和病毒存在协同作用。此外,Castelli等人探究了亚致死剂量草甘膦对蜜蜂DWV感染的影响[65]。他们发现,草甘膦会增加某些免疫基因的表达,但伴有促进DWV复制的效应。
除了农药,生产中也会使用其他一些化学药物,研究它们对蜜蜂的影响也具有重要意义。Parekh等人用含有百里香油、烟青素、噻虫胺的糖水分别喂食蜜蜂[66]。结果显示,喂食百里香油的蜜蜂的病毒丰度更低,且RNAi关键基因(Argonaute-2和Dicer-like)、抗菌肽基因(abaecin和hymenoptaecin)以及卵黄蛋白原基因表达上调。而喂食烟青素和噻虫胺(1×10-9)时,蜜蜂则出现与上述相反的效应。值得注意的是,噻虫胺还存在剂量效应,喂食浓度为10×10-9噻虫胺的蜜蜂的病毒丰度水平也较低,这可能是因为食用了接近致死剂量的杀虫剂会使蜜蜂处于不利于病毒复制的状态。
5.3 蜜蜂病毒与肠道菌群的协同作用
肠道菌群参与蜜蜂免疫反应,因此可合理推测肠道菌群维持稳态对蜜蜂抗病毒有重要作用。Dosch等人研究了肠道微生物如何调节DWV的毒性。通过经口摄入病毒处理,他们发现具有正常肠道菌群的蜜蜂的存活率显著高于肠道菌群紊乱的蜜蜂[67]。但有趣的是,2种蜜蜂的病毒滴度相似。这说明肠道菌群正常的蜜蜂具有更高的病毒耐受能力,肠道菌群维持稳态增加了蜜蜂对病毒感染的适应性。
5.4 蜜蜂病毒与微塑料的协同作用
2021年发表的有关蜜蜂病毒的研究中,有1篇论文将蜜蜂病毒的协同因子指向了微塑料,为将蜜蜂作为一种动物模型研究环境污染问题提供了一定参考价值,作者对中国6个省份的东方蜜蜂和西方蜜蜂样本进行了拉曼光谱分析,在蜜蜂中鉴定出包括聚苯乙烯(PS)在内的4种微塑料的残留。他们在实验室条件下,用含有不同浓度和不同颗粒大小的PS的糖水喂食蜜蜂,研究其和IAPV的协同作用。结果显示,大量PS在蜜蜂中肠内积累,提高了蜜蜂对病毒感染的敏感性[68]。
6 抗病毒方法的开发
食物质量下降,管理措施失误等都可能会导致蜜蜂对病原体的敏感性增高,即从养蜂生产角度来说,营养充足和适当管理是蜂农能够采取的防治措施的首要方法[69,70]。Alshukri等人证明脂肪饲料与蜜蜂免疫之间有正相关关系,随着饲料中脂肪含量的增加,DWV浓度呈降低趋势[71]。除了脂肪饲料,丁酸钠(NaB)也能够显著提高感染DWV蜜蜂的存活率,逆转DWV导致的学习/记忆行为障碍[72]。也可以使用间接方法控制DWV,例如使用草酸等杀螨剂通过控制瓦螨进而降低DWV病毒载量,需要注意的是直接接触草酸可能会对蜂群有一定负面影响,可以将草酸涂抹在蜂箱上减少季节后期的瓦螨水平[73]。除DWV外,板蓝根提取物能够抑制SBV粒子的复制,显著降低蜜蜂幼虫的死亡率[74]。Jovanovic等人发现复合B族维生素能够显著降低受感染蜜蜂ABPV、DWV和SBV的病毒载量,提高蜂群抗病毒成功率[75]。
在蜂群管理中,适当隔离受感染蜂群是种群抵抗病毒的第一道防线,它可以减少病毒的进一步传播[76,77]。其次是蜂群自身的卫生行为,但最近的研究表明,尽管卫生行为机制能够显著提高蜂群抵抗病原的能力,高度活跃的卫生行为也可能通过工蜂清除病蛹过程而扩大DWV的传播[78]。
在抗病育种方面,Locke等人收集了法国、挪威、瑞典和荷兰的4种抗螨蜂群,发现它们对DWV和ABPV均具有较好的抗性,所有抗螨蜂群的存活率都显著高于易感蜜蜂[79]。除了培育抗螨蜂群,也可以通过选择其他相关性状控制蜜蜂病毒感染。Bouuaert等人发现蜜蜂病毒抗性的增强与SOV(suppressed in ovo virus infection,抑制卵内病毒感染)性状选择有关,虽然该性状不能够完全清除子代的病毒感染,但可以显著降低感染水平[80]。
此外,Park等人通过构建含有pBTdsSBV-VP1质粒的苏云金芽孢杆菌有效的同时减少了SBV和大蜡螟对蜂群的破坏[81]。
7 蜜蜂病毒相关的专利
与蜜蜂病毒相关的中国发明专利申请共有8项,其中针对SBV的专利有3项,针对KBV、ABPV和CBPV相关专利各1项,针对多种病毒的有2项。其中7项是蜜蜂病毒检测诊断相关专利,均为引物和探针设计;另外1项是通过将含有SBV病毒的食物喂给蜜蜂幼虫培育抗病蜂种。