长白山地区中华蜜蜂形态特征的地理变异研究

张　睿　陈庆英　陈庆红　周佳玉　隋佳诺　李秀林

长白山地区中华蜜蜂形态特征的地理变异研究

张睿1陈庆英2陈庆红1周佳玉3隋佳诺4李秀林1

（1.长白山科学研究院吉林延边133613；2.长白山保护开发区管理委员会人力资源与社会保障局吉林延边133613；3.长白山保护开发区管理委员会综合执法支队吉林延边133613；4.长白山保护开发区中心医院吉林延边133613）

长白山中华蜜蜂是栖息在长白山地区的珍稀特有蜜蜂种群，具有优良的生物学特性和产蜜能力。目前，长白山中华蜜蜂已濒临灭绝，迫切需要加大对长白山中华蜜蜂的保护力度。文章介绍了我国长白山中华蜜蜂种群的生存状态，针对长白山地区中华蜜蜂的形态特征和地理变异进行研究，以期为我国长白山地区中华蜜蜂种群保护研究提供有效参考。

长白山；中华蜜蜂；形态特征；地理变异

长白山地区良好的自然生态环境孕育了极其丰富的动植物资源，是联合国“人与生物圈”自然保护区、国际A级保护区，是为数不多的“全球物种基因库”之一。但随着人类活动的持续影响，长白山地区的生态环境遭到破坏，导致该地区很多物种处于濒危状态，中华蜜蜂就是其中之一[1]。由此可见，中华蜜蜂种群保护已经成为长白山生态环境保护的重要内容。为了拯救和保护这一濒危物种，必须有效保护其物种遗传资源，在充分了解当前种群状况的情况下，深入研究其形态特征的地理变异规律，在此基础上进行种群遗传多样性保护，从而为长白山地区中华蜜蜂辅助育种和遗传改良提供有价值的数据参考。本文以长白地区8个采样点的24群中华蜜蜂为研究对象，结合形态特征指标测定其形态，通过形态特征变异分析、聚类分析了解长白山中华蜜蜂种群形态特征及其地理变异情况[2]。

1 研究样本与设备

本研究从分布在长白山地区的8个采样点收集24组中华蜜蜂群，取江西宜丰县中华蜜蜂亚种作为参照对象进行对比分析。研究使用的仪器设备、工具和试剂主要包括养蜂设备、普通冰箱（美菱BCD-568WPBD）、光学显微镜（普瑞赛司AxioObserver）、生物显微镜（奥林巴斯CX23）、LeicaQ500MC显微图像分析系统、CO2钢瓶、酒精、凡士林、昆虫解剖针、解剖剪刀、镊子等[3]。

2 研究方法

2.1 形态测量

2.1.1 测量指标

本研究采用小样本测量，选取来自8个采样点共60只工蜂作为形态测量对象，选择与经济性状关联较大的测量指标，包括吻长度、蜡镜长度、蜡镜宽度、跗节长度、跗节宽度、左前翅长度、左前翅宽度、肘脉、后翅翅钩数量、小突起长度、第三背板长度、第四背板长度等[4]。

2.1.2 测量方法

解剖样本组织器官，将解剖部位置于载玻片上，用酒精涂抹翅膀，使翅膀黏附于载玻片上，方便观察翅膀的形状，通过光学读数显微镜测量肘脉。其他形态指标均采用显微图像分析系统进行测量[5]。

2.2 数据分析

2.2.1 形态特征变异分析

统计各个采样点的中华蜜蜂形态特征测量数据，用Excel软件计算出各类形态特征数据的最大值、最小值、均值、标准差和变异系数，用于长白山地区中华蜜蜂种群的形态特征变异分析。

2.2.2 聚类分析

通过多层次聚类分析中的Q型聚类和组间连接方法计算各个类别之间的欧式遗传距离，通过树形图呈现聚类分析过程，最终得到长白山地区中华蜜蜂种群地理聚类分布情况[6]。

3 结果与分析

3.1 形态多样性分析

本研究的样本来源区域覆盖经纬度范围为E125°50'～131°24'，N41°41'～44°34，海拔86 m～920 m。形态特征测量数据通过Excel软件求得均值、标准差、最小值、最大值、变异系数，具体数据如表1所示。

根据表1中的数据可以看出，长白山地区的中华蜜蜂种群均发生了不同程度的形态特征变异，但大部分形态测量指标变异系数在5%以内，只有肘脉b、小突起的变异系数较大。由此可见，长白山地区的中华蜜蜂种群形态特征虽有变异，但变异幅度不大。肘脉b的变异系数较高可能是其总长短，测量误差较大导致的。小突起是长白山地区中华蜜蜂的特殊形态特征，样本中50.12%的中华蜜蜂有小突起，其中小突起最大值为0.31 mm，而其他没有小突起的样本则被认为是0，而且小突起平均值为0.05 mm，低于标准差，这可能是小突起的变异系数非常高的主要原因。

表1长白山地区中华蜜蜂形态特征分析

形态特征指标极值平均值±标准差变异系数/％ 吻长度/mm4.48～5.324.83±0.163.12 翅钩数量/个16～2418.93±1.497.83 前翅长度/mm8.08～9.368.73±0.192.07 前翅宽度/mm2.78～3.33.03±0.092.66 肘脉a/mm0.51～0.690.59±0.045.18 肘脉b/mm0.08～0.180.12±0.0318.19 小突起/mm0～0.310.05±0.06125.1 跗节长度/mm1.82～2.442.03±0.083.46 跗节宽度/mm1.02～1.361.14±0.053.52 蜡镜长度/mm1.89～2.592.27±0.093.99 蜡镜宽度/mm1.09～1.471.29±0.074.66 突间距/mm4.23～5.144.67±0.173.44 第三背板长度/mm1.93～2.532.25±0.094.03 第四背板长度/mm1.78～2.222.04±0.083.46

3.2 形态特征的变异分析

通过偏相关分析法分析各种形态特征指标与海拔、经纬度、光合有效辐射、年降雨量等地理环境因子的相关性[7]，具体数据见表2。

表2长白山地区中华蜜蜂形态特征与地理因子的相关性分析

形态特征指标经度纬度海拔/m降水量/mm≥15 ℃积温/℃光合有效辐射/MJ/m2 吻长度/mm﹣0.197 60.029 10.191 1﹣0.108 3﹣0.039 1﹣0.149 1 翅钩数量/个0.731 7**﹣0.034 70.159 80.496 10.104 7﹣0.113 5 前翅长度/mm0.532 90.222 2﹣0.098 7﹣0.436 80.491 80.322 2 前翅宽度/mm0.534 7*0.197 6﹣0.201 70.342 30.557 9*0.423 1 肘脉a/mm﹣0.009 4﹣0.107 00.051 4﹣0.285 1﹣0.141 70.039 8 肘脉b/mm0.527 50.461 6﹣0.112 10.212 20.339 80.428 6 小突起/mm0.209 3﹣0.029 50.176 8﹣0.373 80.178 80.164 9 跗节长度/mm0.362 50.115 8﹣0.344 6﹣0.118 20.579 9*0.368 3 跗节宽度/mm0.613 1*0.311 60.436 4﹣0.298 80.684 3**0.486 3 蜡镜长度/mm0.572 3*0.353 6﹣0.505 20.184 60.752 7**0.506 4 蜡镜宽度/mm0.836 5**0.463 3﹣0.631 2*﹣0.001 50.916 2**0.672 3** 突间距/mm0.453 30.254 10.319 10.038 40.603 1*0.350 6 第三背板长度/mm0.640 2*0.382 70.071 1﹣0.085 50.511 10.232 2 第四背板长度/mm0.666 5**0.226 1﹣0.079 7﹣0.334 50.600 1*0.359 2

注：*表示在5%水平显著相关（＜0.05）；**表示在1%水平极显著相关（＜0.01）。

从表2中的数据可知，各形态特征测量指标与经度、≥15 ℃积温两个地理因素密切相关，且大多呈正相关，如翅钩数、前翅宽度、跗节宽度、蜡镜长度、蜡镜宽度、第三背板长度、第四背板长度这几个形态特征指标与经度呈显著正相关，而蜡镜宽度与经度正相关性最强（＜0.01），相关系数为0.836 5。突间距、前翅宽度、跗节长度、跗节宽度、蜡镜长度、蜡镜宽度、第四背板长度均与≥15 ℃积温正相关，其中蜡镜宽度与≥15 ℃积温的正相关性最强，相关系数为0.916 2（＜0.01）。15 ℃是大部分蜜源植物生长发育的起始温度，也是中华蜜蜂出巢采蜜的最低温度，称为巢温。因此，长白山地区的中华蜜蜂种群的生存和散布受到≥15 ℃积温的直接和间接影响，两者关系非常密切，中华蜜蜂种群对温度的依赖程度最高。此外，长白山地区的中华蜜蜂的形态特征与纬度、海拔、年降雨量和光合有效辐射等地理因素的相关性不显著，但大部分形态特征指标与纬度、光合有效辐射存在弱相关性，而蜡镜宽度与光合有效辐射呈显著的正相关（<0.01），相关系数为0.672 3。此外，大部分形态特征指标与海拔和年降水量呈弱负相关，其中蜡镜宽度和海拔呈显著负相关（<0.05），相关系数为﹣0.631 2。在所有形态特征中，发现蜡镜宽度与环境因素的关系最为密切。在各因素中，蜡镜宽度与经度、≥15 ℃积温、光合有效辐射呈非常显著正相关（<0.01），且与海拔呈显著负相关（<0.05），与纬度和降水两个因素相关性不强。蜡镜作为衡量蜜蜂分泌蜡能力的重要指标，与蜂群的繁殖和生存能力密切相关。

3.3 聚类分析

在多层次聚类分析中采用Q型聚类，通过组间连接法计算类别间的欧式遗传距离，从而得到长白山地区中华蜜蜂的形态特征遗传树结构，如图1所示。

图1　长白山地区中华蜜蜂的形态特征遗传树结构

根据图1可知，长白山中华蜜蜂种群带状分布于长白山周边低地。1种分布于长白山西坡、西南坡，其他种类主要分布在长白山北坡。

4 结论

综上所述，本研究采用小样本测量，选取来自8个采样点共60只工蜂作为形态测量对象。经过形态多样性分析，形态特征的变异分析、聚类分析可以得出以下结论：

（1）长白山地区的中华蜜蜂形态特征虽有一定变异，但总体上变异不明显。肘脉b变异最明显，原因可能与肘脉b总长很短，测量误差较大有关。小突起是长白山地区中华蜜蜂的独特形态特征，超过50%的中华蜜蜂无小突起，且小突起的平均值也只有0.05 mm，小于标准差，原因可能是小突起变异系数非常高。

（2）长白山中华蜜蜂与积温因素密切相关，积温会直接或间接影响中华蜜蜂的生存和繁殖。在各类地理环境因素中，长白山中华蜜蜂受积温影响最大，其次是海拔、经度以及光合有效辐射。

（3）长白山中华蜜蜂种群带状分布于长白山西坡、西南坡以及北坡。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2022.02.04

S891.5

A

2095-1205(2022)02-13-03

张睿（1979- ），女，汉族，吉林集安人，本科，高级工程师，研究方向为森林生态及野生动植物保护。