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農業昆蟲創新團隊研究揭示凹唇壁蜂在長期低溫冷藏後保持高存活率和飛行活力的內在機制

近日,農業昆蟲創新團隊在Insect Science (領軍期刊,中科院一區Top期刊,IF=4.0)發表了題爲“Cold storage alters the fat–trehalose trade-off, decreases the flight ability, maintains the high survival rate and flight speed of Osmia excavata (Hymenoptera: Megachilidae)”的研究論文。

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壁蜂Osmia是重要的獨棲性傳粉昆蟲,全球壁蜂有360 多個物種,其中我國壁蜂有 36 種。紅壁蜂、藍壁蜂等多種壁蜂已經廣泛應用于蘋果、梨、桃、李、櫻桃等作物授粉,在自然生態系統和農田生態系統中發揮著重要的傳粉生態服務功能。壁蜂進化出較強低溫耐受能力,在壁蜂飼養與授粉應用中,壁蜂蜂繭常常被低溫冷藏以阻止其破繭,從而調節其出繭時間與不同作物的開花時間同步,但低溫冷藏是否會降低壁蜂的授粉服務功能尚不清楚。

我們研究了長期冷藏對被譽爲傳粉之王的凹唇壁蜂(Osmia excavata)的存活、飛行能力和代謝的影響。研究結果發現在0℃環境下長時間冷藏對凹唇壁蜂的成活率、失重率、飛行速度影響不大。低溫冷藏120天凹唇壁蜂的存活率仍然超過90%,冷藏170天的體重損失率小于15%,這顯示出凹唇壁蜂對長期低溫具有極強的耐受能力。進一步研究發現,冷藏130天後,凹唇壁蜂體內抗寒及儲能物質(如脂肪)含量才開始呈降低趨勢,推測維持低溫下儲能物質的穩定是其能夠長期抵抗低溫環境並保持飛行活力及授粉價值的重要原因。雖然長期低溫冷藏對凹唇壁蜂的飛行速度影響不大,但是顯著降低了其飛行時間和飛行距離,且這種兩者的降低幅度均與體內顯著降低的海藻糖含量呈正相關。

本研究提示了長期冷藏的凹唇壁蜂仍具有高存活率和飛行活性及授粉價值,這一發現可爲延長冷藏壁蜂時間從而使其爲更多不同時間開花的作物授粉提供了重要依據。同時,也發現了長期冷藏會降低壁蜂的飛行距離,且與體內海藻糖含量密切相關,這爲未來通過調節體內能量物質提高冷藏壁蜂的飛行能力和授粉生態服務功能提供了研究方向。

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山东省农业科学院植保所为論文完成单位,农业昆虫创新团队宋莹莹助理研究員为論文第一作者,门兴元研究員为論文通讯作者,该研究得到山东省蜂产业创新团队、国家自然科学基金(32202316)、山東省農業科學院農業科技創新工程(CXGC2023D01、CXGC2023F04)等项目资助。(撰写:门兴元   核稿:房鋒)

 

文章鏈接:https://doi.org/10.1111/1744-7917.13276