日粮添加维生素a对意大利蜜蜂春繁阶段群势和幼虫抗氧化活性的影响

日粮添加维生素a对意大利蜜蜂春繁阶段群势和幼虫抗氧化活性的影响

0蜜蜂维生素a营养消耗量的研究[研究意义]花粉和花蜜含有丰富的维生素，是自然状态下蜜蜂的主要饲料来源。春繁时期外界蜜粉源缺乏,蜂群的饲粮供给受限、生长发育受阻,人工代用花粉的应用是解决季节性饲料短缺问题的主要途径。了解蜜蜂的营养需要是进行人工代用花粉合理配制的基础。人工代用花粉中的营养物质要包括蜜蜂生长发育所需要的各种营养成分,主要为氨基酸、糖类(碳水化合物)、脂肪、维生素和无机盐等。维生素A作为动物必需的脂溶性维生素,除了影响动物的视觉、生长、上皮细胞分化及繁殖能力外,还是动物体中最有效的抗氧化剂之一。【前人研究进展】到目前为止,国内外对维生素A在昆虫上的营养作用研究甚少,对于蜜蜂维生素A营养需要量的研究更未见报道。仅有研究表明,饲粮中添加维生素A,能显著提高哺育蜂的哺育能力,增加封盖子量,提高幼虫抗氧化酶活性。【本研究切入点】本试验选取在目前蜜蜂生产上占主要地位的意大利蜜蜂(ApismelliferaligusticaSpinola)为研究对象,以蜜蜂的抗氧化性能为主要评定手段。【拟解决的关键问题】通过在基础日粮中添加不同水平的维生素A来研究其对意大利蜜蜂春繁阶段群势及幼虫抗氧化性能的影响,探索意大利蜜蜂春繁阶段适宜的维生素A供给水平,为养蜂生产中代花粉的配制提供参考;寻求蜜蜂维生素需要量的评定方法,为蜜蜂营养需求的研究提供依据。1材料和方法1.1试验时间、地点和蜜蜂组试验于2011年2—4月在山东农业大学桃花峪试验蜂场进行。试验蜂群选用山东泰安地区本地意大利蜜蜂。1.2维生素a添加水平在山东泰安地区蜜蜂春繁开始前,选取群势相当、品种统一的本地意大利蜜蜂25群(群内无花粉贮备),随机分为5组。其中4个组为饲料中添加不同水平维生素A的试验组,1个组为饲料中不添加维生素A的对照组,各组维生素A添加水平见表1。试验开始前将各群蜂量及巢脾数调整一致。试验采用多脾开繁。蜂场设在干燥、向阳、避风处;紧脾缩巢,密集群势使蜂略多于脾;蜂箱之间夹稻草等保温物,晴暖中午翻晒箱内保温物;夜晚加盖保蜂罩。试验开始后将饲料做成粉饼放于框梁上供蜜蜂取食(按基础日粮配方混合好的干粉料加入适量白砂糖、荆条蜜、水调至适宜湿度)。试验过程中蜜糖饲料均保证充足,数量基本一致,定期检查蜂群,根据蜂群发展情况适时加脾扩群。试验后期有蜜粉源时用孔径较小的脱粉器片控制蜂群进粉。1.3试验基础日粮以油菜花粉中营养成分的种类及含量为参考设计基础日粮配方,如表2所示。1.4测量指标1.4.1群势、封机构试验开始前将各群蜂量及巢脾数调整一致,记录初始群势。待蜂群稳定、试验开始后每隔12d记录群势、封盖子量。共记录3次,绘制群势随时间变化曲线。蜂群群势用“足框蜂”来衡量。封盖子量用每张脾上封盖子的面积记录,每群蜂的封盖子量为该群中各脾封盖子量的总和。本试验采用10cm×14cm的透明方格纸计量封盖子脾面积。1.4.2总摄食量的计算记录每次喂料时间、料重,统计各箱蜂整个试验期的总取食量。各蜂群中每足框蜂的取食量为各箱蜂总取食量与其相应群势的比值。绘制每足框蜂取食量随时间的变化曲线。1.4.3抗氧化酶活性测定在蜂箱中插入一张空巢脾(皆为新脾),隔一段时间后开箱检查产卵与否,若已产下整片卵,记录为第1天,到第8天所取幼虫为5日龄。各群取5日龄的工蜂幼虫15只,用于幼虫体抗氧化酶活性测定。将样品在10mL离心管内混匀,准确称取待测样品0.3g左右,匀浆后按重量体积比加生理盐水制备成10%的组织匀浆,3000r/min离心10min,取上清制成1%的组织匀浆。分别对总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性进行测定。用UV-2000可见光分光光度计(spectrophotmeter)测定光密度,根据光密度值计算酶活性。酶活性的单位均以每毫克组织蛋白(/mgport)表示。使用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒进行检测。1.4.4蜜蜂出生体重蜂箱中所加空巢脾5日龄工蜂幼虫取样完毕后第16天各群取刚羽化出房的工蜂20只用电子天平称重并记录初生重。1.5方差分析方法采用SAS9.1软件进行统计学处理。方差分析使用One-wayANOVA,多重比较采用邓肯氏(Duncan)法,显著性水平P<0.05。2结果2.1蜂群群势及维生素a、c、24d的群势特征图为蜂群群势随时间的变化曲线,表3为不同水平维生素A对意大利蜜蜂封盖子量的影响。试验期间,蜂群群势总体表现为先下降,后上升的规律,试验后期(36d)群势以10000IU·kg-1组增长最快,5000、15000IU·kg-1组与对照组相当,20000IU·kg-1组增长最慢。因此,日粮中添加适宜水平的维生素A有利于试验后期群势的增长。从试验前期、中期和后期的蜂群群势详细来看,在各组初始群势调整一致的前提下,试验前、中期(12、24d)群势各组间均无显著性差异(P>0.05)。试验后期群势,维生素A水平为10000IU·kg-1组显著高于对照组及其它试验组(P<0.05),20000IU·kg-1组显著低于对照组及其它试验组(P<0.05)。维生素A水平为5000、15000IU·kg-1组与对照组群势相当(P>0.05)(图)。由表3可以看出,维生素A水平为10000IU·kg-1组在正式试验开始后第12天(12d)封盖子量显著高于对照组及其它试验组(P<0.05),其余各组间差异不显著(P>0.05)。维生素A水平为20000IU·kg-1组第24天(24d)封盖子量较其它各组显著降低(P<0.05),而其它各组间均无显著差异(P>0.05)。第36天(36d)封盖子量随维生素A水平的升高呈先升高后降低的趋势,维生素A水平为5000和10000IU·kg-1的两组间封盖子量差异不显著(P>0.05),但均显著高于对照组及其它试验组(P<0.05)。维生素A水平为20000IU·kg-1组第24、36天封盖子量均显著低于对照组及其它试验组(P<0.05)。2.2蜂群咀嚼量每足框蜂蜂群取食量(每箱)在试验前、中期以维生素A水平为5000和10000IU·kg-1组最高(P<0.05),试验后期以10000IU·kg-1组最高(P<0.05)。同样,蜂群取食量(每足框蜂)在试验前、中期以维生素A水平为5000和10000IU·kg-1组最高。而在试验后期,蜂群取食量(每足框蜂)以维生素A水平为10000IU·kg-1组最低,与对照组及其它试验组差异显著(P<0.05)。由此可知,适宜的维生素A添加水平有利于降低每培育一足框蜂所需的饲料量(表4)。2.3维生素a和t-sod活性的变化随维生素A水平的升高,幼虫虫体T-AOC呈先升高后降低的趋势,添加了维生素A的试验组T-AOC均显著高于对照组(P<0.05)。由此可见,维生素A的添加有利于提高机体抗氧化能力。在15000IU·kg-1添加范围内,T-AOC以维生素A水平为15000IU·kg-1组最高;幼虫虫体T-SOD活性随维生素A水平的变化趋势与T-AOC相同;试验组T-SOD活性均显著高于对照组(P<0.05),且维生素A水平为15000IU·kg-1组T-SOD活性显著高于其它各组(P<0.05);随维生素A水平的升高,幼虫虫体MDA含量呈先降低后升高的趋势,试验组虫体MDA含量显著低于对照组(P<0.05),维生素A水平为10000IU·kg-1组MDA含量显著低于其它各组(P<0.05);幼虫虫体CAT活性随维生素A水平的升高呈先升高后降低的趋势,维生素A添加组均显著高于对照组(P<0.05),且维生素A水平为10000和15000IU·kg-1的两组CAT活性差异不显著(P>0.05),但均显著高于对照组和其它试验组(P<0.05)。除T-AOC外,维生素A水平为20000IU·kg-1组与对照组在其余3个指标上均无显著性差异。可见,维生素A添加水平为20000IU·kg-1时对机体抗氧化能力的提高无积极作用。过高剂量的维生素A添加水平对机体的生长发育有阻碍作用(表5)。2.4组患儿各时间点采用0ue规制的方法,显著区别对照组及其它试验组p>0.05维生素A水平为10000IU·kg-1组工蜂初生重与15000IU·kg-1组相当(P>0.05),显著高于对照组及其它试验组(P<0.05)。对照组、5000IU·kg-1组及20000IU·kg-1组工蜂初生重均无显著性差异(P>0.05)(表6)。3讨论3.1维生素a、c、e的添加量对意大利蜂群饲料消耗的影响对蜂群群势的测定可用于估计蜜蜂的营养需要。本试验中,由蜂群群势随时间变化曲线可知,春繁阶段蜂群群势总体表现为先下降后上升的规律。北方早春蜂群出窖排泄之后开始培育蜂儿,蜂群群势开始呈一定下降趋势,待外界蜜粉源转好、蜂群不断哺育出新蜂后,群势逐渐上升。这与本试验结果相近,不同的是本试验前期蜂群群势下降缓慢,后期群势上升迅速。说明适宜水平维生素A的添加有利于春繁阶段蜂群群势快速恢复。蜜蜂(意大利蜜蜂)代花粉日粮的商业利用价值由消耗量和蜂群的增长(包括子量和成蜂数量)来衡量。维生素A是动物体内多种酶的辅酶,对代谢起调控作用,且能保护呼吸道粘膜上皮完整,从而影响动物对饲料的利用效率。不同水平的维生素A对意大利蜜蜂的取食量有显著的影响。在试验前期和中期,蜂群取食量随维生素A水平的增加先上升后下降,可见适宜的维生素A水平(10000IU·kg-1)对蜜蜂的取食有促进作用。而试验后期,取食量(每足框蜂)随维生素A水平的增加先下降后上升,以10000IU·kg-1组最低。原因可能在于蜂群的增长变化。蜂群的饲料消耗量与其子脾面积、成年蜂数量的变化存在明显的联系。饲料的消耗用于蜂群的增长(包括幼虫、封盖子及成蜂数量的增长),而蜂群群势仅反映蜂群中成蜂数量的变化。本试验中取食量(每足框蜂)为取食量(每箱)与其相应群势的比值。试验前期和中期各处理间群势基本一致,10000IU·kg-1组取食量(每足框蜂)显著升高,饲料消耗用于培育更多的子脾,导致试验后期群势的迅速增长、取食量(每足框蜂)相对降低。另外,蜂群的增长除了与饲料消耗量有关,还与工蜂哺育能力有关。适宜的维生素A水平有利于提高工蜂哺育能力,等量的饲料能够培育更多的新蜂,从而导致群势增长速度大于饲料消耗量增长速度。封盖子量与蜂王产卵力和工蜂的哺育力有关。蜂王浆中不含脂溶性的维生素A、D、E、K,因此在本试验中封盖子量的变化仅与工蜂的哺育力有关,而工蜂的哺育力又主要体现在其咽下腺的发育上。有资料指出,泛酸、硫胺素、核黄素、吡哆醇这4种B族维生素再加上维生素A、K与王浆腺发育和幼虫的哺育有关。添加了适宜水平维生素A的饲粮较符合蜜蜂的营养需求,工蜂哺育能力提高,从而封盖子量增加,Herbert等研究表明,饲粮中添加脂溶性维生素,尤其是维生素A,与对照组相比,能显著提高哺育蜂的哺育能力,增加封盖子量。3.2抗氧化酶系统t-aoc和mda的协同作用维生素A是动物体内重要的抗氧化剂,能清除自由基和过氧化物。在畜禽上有大量研究表明,适宜水平的维生素A有助于提高机体的抗氧化能力,而维生素A供应过量时不但降低动物的生产性能,对抗氧化能力也会产生不利影响。对昆虫维生素A的研究仅限于其对昆虫机体的作用,包括视觉、着色、抗氧化系统等。国内外对不同维生素A水平在昆虫上的营养作用研究甚少,对于蜜蜂维生素A营养需要的研究更未见报道。昆虫体内具有一整套抗氧化酶和抗氧化剂系统,在昆虫的抗氧化酶系中研究最深入的一种酶就是超氧化物歧化酶(SOD),各种抗氧化酶相互协同并相互保护控制机体的脂质过氧化。以SOD和CAT为例,CAT可被超氧阴离子自由基()灭活,SOD可催化为过氧化氢(H2O2)从而保护了CAT的活性;SOD遇H2O2而失活,CAT可催化H2O2为水和氧气从而保护了SOD的活性。T-AOC值是体内各种抗氧化酶共同作用的结果,是衡量机体总抗氧化能力的指标,其高低代表机体的总抗氧化能力。MDA是脂质过氧化链式终止阶段产生的小分子产物,它能通过生物膜多不饱和脂肪酸的过氧化和脂质过氧化物的分解产物引起细胞损伤,其含量可以间接反映自由基的产生情况和集体组织细胞的脂质过氧化程度。综合T-AOC和MDA的变化可以从整体上分析机体总抗氧化能力以及脂质过氧化的程度。蜜蜂在幼虫期细胞分裂旺盛,脂代谢频繁,维生素A的还原性避免了体内的许多脂质过氧化反应,导致其产物MDA减少。本试验在春繁前期进行,气温较低,而蜜蜂幼虫在封盖之前对温度变化很敏感,逆境胁迫诱发产生大量的活性氧及脂质过氧化产物,这就需要通过SOD、CAT来协同清除。适宜添加量的维生素A有助于降低SOD、CAT的消耗,提高酶活性。在本试验中,4个指标所反映的蜜蜂幼虫机体抗氧化能力随维生素A水平变化的规律是一致的,都是适宜水平的维生素A(10000—15000IU·kg-1)有利于提高机体抗氧化能力,过量的维生素A(20000IU