杜 夏,曾志將,吳 杰*
(1.中國農業(yè)科學院蜜蜂研究所,北京 100093;2.江西農業(yè)大學蜜蜂研究所,江西南昌 330045)
1.1 2020 年蜂產業(yè)特點
1.1.1 養(yǎng)蜂業(yè)生產總體平穩(wěn),主要蜜源植物蜂蜜產量和蜂產品收購價格基本穩(wěn)定 油菜蜜生產期間,主產區(qū)(湖北、四川、江蘇)花期較2019 年提前10 d 左右,全國春季油菜蜜比正常年份減產三成左右。由于減產,企業(yè)收蜜積極,收購價格較2019 年上漲500~1 000 元/t。湖北省油菜泌蜜量和單群產量有所提高,定地蜂場受疫情影響飼料儲備不足的情況有所緩解;四川省和江蘇省受天氣和疫情影響,油菜蜜產量同比有所下降。洋槐蜜生產期間,收購價與上年持平,主產四?。ㄉ轿?、甘肅、陜西、河南)中,山西省、陜西省和甘肅省均因氣候原因導致洋槐泌蜜不佳,洋槐蜜欠收;河南部分地區(qū)洋槐蜜豐收,為近年來最好。荊條蜜生產期間,山東省、河北省等地泌蜜不佳,產量較往年有所下降。椴樹蜜生產期間,吉林省、遼寧省椴樹蜜生產狀況優(yōu)于黑龍江省,大部分地區(qū)收獲豐收,單群產量在40~50 kg,市場出現(xiàn)供大于求的局面,收購價格未達到蜂農的預期。
1.1.2 疫情刺激海外需求,蜂產品出口逆勢增長 2020年受新冠肺炎疫情影響,國際保健食品需求急增,全球市場對蜂蜜、蜂王漿等蜂產品的需求明顯提升,中國、巴西等主產國的蜂產品出口大幅增加,但國內蜂產品收購價格依然低迷,蜂農沒有獲得出口增長帶來的收購價格增長。
1.1.3 蜂群交易價格較往年有所下降 2020 年蜂群交易價格相比2019 年下降20%~30%,這與前幾年各地養(yǎng)蜂的熱情降溫加之上半年疫情影響對預期不看好有關,蜂群交易價格回落到2015 年同期水平。
1.2 生產方面 近年來,全球蜂群數(shù)量緩速增長。據(jù)統(tǒng)計,2019 年全球蜂群數(shù)量為9 314.5 萬群,較2018 年同比增長1.4%。從全球蜜蜂養(yǎng)殖區(qū)域分布來看,蜜蜂養(yǎng)殖最多的區(qū)域是亞洲地區(qū),占全球比重的46.66%,歐洲占比20.55%,非洲占比18.74%,美洲占比12.66%,其他地區(qū)占比1.39%。全球主要的蜂蜜生產國主要為中國、土耳其、阿根廷、烏克蘭、印度、美國、墨西哥、德國和加拿大,這9 國的生產量占全球生產總量的60%(根據(jù)2019 年FAO 數(shù)據(jù)計算)。2019 年全球主要蜂蜜出口額前7 名的國家是中國、新西蘭、阿根廷、德國、印度、西班牙和匈牙利,這7 國出口額占全球出口總額的63.6%左右(UNcomtrade 數(shù)據(jù))。
1.3 貿易方面
1.3.1 蜂蜜 據(jù)海關統(tǒng)計,2020 年1—12 月,我國共出口蜂蜜132 469.35 t,同比增長9.62%,出口金額25 404.496萬美元,同比增長8.10%,平均單價191 776 美元/t,同比增長1%。受疫情影響,2020 年2 月蜂蜜出口量出現(xiàn)斷崖式下跌,為4 812.6 t,環(huán)比下降61.7%,隨著疫情得到有效控制,3—4 月蜂蜜出口量穩(wěn)步回升,回到歷史同期水平。
2020 年1—12 月,我國共進口蜂蜜4 271.63 t,同比下降12.07%,進口金額8 923.06 萬美元,同比增長5.31%,平均單價20 889.11 美元/t,同比增長22.85%。值得注意的是,我國蜂蜜進口均價表現(xiàn)出快速上升態(tài)勢。2020 年進口均價是同期中國出口均價的11.02 倍,說明我國消費者對進口蜂蜜產品非常認可,進口蜂蜜目標為中國高端消費市場。
1.3.2 蜂王漿 我國蜂王漿年產量約3 000 t,產量和出口量占全球總量的90%以上。2020 年1—12 月,我國共出口鮮王漿765.99 t,同比增長13.44%,金額1 969.56萬美元,同比增長7.07%,平均單價25 712 美元/t。2020 年1—12 月,我國出口鮮王漿干粉288.10 t,金額2 409.89 萬美元,分別同比增長11.87%和7.90%。
1.3.3 蜂花粉 我國蜂花粉每年生產總量約4 000~5 000 t,是主要的出口國。2020 年1—12 月,我國共出口蜂花粉3 173.97 t,同比增長35.39%,出口金額1 474.65 萬美元,同比增長27.77%,平均單價4 646 美元/t,同比下降11.16%。
1.3.4 蜂蠟 2020 年前7 個月,中國出口蜂蠟數(shù)量5 771.17 t,同比增長4.2%,金額2 750.38 萬美元,同比下降3.12%。進口蜂蠟數(shù)量168.92 t,同比增長111.87%。我國蜂蠟出口量遠大于進口量,雖然生產量不斷上升,但出口量和出口價格卻在不斷下降。一些出口商為了爭奪國外市場互相壓價競銷,造成我國出口蜂蠟品質相對較差,難以在消費者心目中樹立良好形象,國外市場難以擴大。
2.1 遺傳育種 通過對蜂王與工蜂卵巢組織的全轉錄組分析,發(fā)現(xiàn)其中非編碼RNA 和編碼RNA 的長度、豐度在工蜂和蜂王中差異顯著,以miRNA 和circRNA 最為突出[1]。我國蜂群損失情況低于國際平均水平,且損失數(shù)量呈降低趨勢,與蜂場大小、新蜂王比例和蜂王問題相關[2]。已明確我國中華蜜蜂至少存在7 個基因組型,分別是長白山中蜂、阿壩中蜂、滇南中蜂、海南中蜂、華中中蜂、西藏中蜂和北方中蜂[3]。蜜蜂感染球囊菌后,幼蟲腸道的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽S轉移酶等3 種酶的活性顯著下降。被感染球囊菌的幼蟲腸道中有28 種代謝物顯著上調,有52 種代謝物顯著下調,其中5-oxo-ETE 含量可以用于評估蜜蜂的抗氧化能力,進而可能作為抗白堊病蜂群篩選的輔助代謝物標志[4-5]。以高原中蜂的特有分子序列為對象,開發(fā)相應的DNA 快速檢測技術及其試紙條,初步試制了阿壩中蜂基因型的快速檢測產品。
2.2 蜜蜂生物學及飼養(yǎng) 江西農業(yè)大學曾志將教授團隊發(fā)現(xiàn),人工育王過程中,隨著移蟲日齡增加,差異表達(Differentially expressed genes,DEGs)基因數(shù)量和差異甲基化(Differentially Methylated Genes,DMGs)基因數(shù)量都逐步增多,這些差異基因涉及蜂王的級型分化通路、壽命、免疫、身體發(fā)育或代謝等重要途徑[6-7]。同時發(fā)現(xiàn)人工育王過程中,DNA 甲基化具有累代效應,蜂王的質量下降[8]。中國農業(yè)大學鄭浩團隊在PNAS 發(fā)表論文揭示了蜜蜂腸道內雙歧桿菌和γ-變形菌(Gilliamella)是分解消化花粉中半纖維素和果膠的主要菌種[9]。研究發(fā)現(xiàn),微塑料暴露是危害蜜蜂健康的重要風險因子,并闡明其危害蜜蜂腸道健康的毒性機制[10]。相較于意大利蜜蜂,中華蜜蜂能以更小的適應成本來抵御草甘膦脅迫[11]?;谖覈x育的蜂王漿高產蜜蜂,利用蛋白質組學、甲基化組學和修飾蛋白質組學等生物組學技術手段,對蜂王漿產量和質量形成的機理進行解析,獲得調控蜂王漿分泌的關鍵蛋白和基因[12]。蜜蜂的級型分化是一個非常復雜的發(fā)育過程,研究表明RNA m6A 在此過程中發(fā)揮了重要作用[13]。綜合應用圖像識別、機器學習、物聯(lián)網(wǎng)等人工智能和信息技術,開發(fā)了智慧蜂業(yè)平臺面。
2.3 蜜蜂疾病防控 繼續(xù)以蜜蜂主要真菌病蜜蜂白堊病和蜜蜂微孢子蟲病為研究重點,在前期研究基礎上,圍繞蜜蜂宿主與病原的相互作用機制開展了一系列相關研究,深入解析中華蜜蜂幼蟲對球囊菌侵染的應答、球囊菌侵染過程的轉錄組動態(tài)及調控網(wǎng)絡,揭示了miRNA介導二者的跨界調控互作機制[14-16]。揭示了狄斯瓦螨主要通過機體代謝調節(jié)來適應宿主的細胞、分子或免疫應答[17]。采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法和液相色譜-質譜聯(lián)用技術,檢測了蜜蜂球囊菌感染蜜蜂幼蟲和對照組腸道組織中抗氧化酶的特異性活性和代謝譜的變化[18]。對工蜂無菌腸道菌群缺陷(GD)和工蜂傳統(tǒng)腸道菌群(CV)進行了比較,以揭示腸道微生物群對中華蜜蜂抗菌肽表達和免疫調節(jié)途徑的可能影響[19]。用特異性siRNA 抑制東方蜜蜂微孢子蟲來測量微孢子蟲對腸道微生物群落的影響,結果表明抑制東方蜜蜂微孢子蟲對微生物豐度有顯著的正效應[20]??Х纫蚩梢栽黾用鄯錃埑岵《荆―WV)免疫相關基因的表達,減少病毒的拷貝數(shù)[21]。
2.4 蜜蜂授粉 首次為26 種我國本土熊蜂繪制了高質量的參考基因組序列,并對其進行比較基因組學研究,揭示熊蜂基因組進化的分子機制,鑒定出與熊蜂生態(tài)適應性及行為特征相關的基因[22]。采用高通量的染色質開放性檢測技術(ATAC-seq)注釋出熊蜂基因組中所有潛在的調控序列[23]。進一步挖掘出2 種可人工飼養(yǎng)的本土熊蜂,分別為弗里熊蜂和短頭熊蜂[24]。在高海拔地區(qū)熊蜂生態(tài)適應性研究取得突破,該研究揭示了青藏高原熊蜂耐寒和耐低氧適應性的調控機制[25]。通過對熊蜂15 個亞屬的17 個物種的基因組進行研究,探索了全基因組范圍的遺傳和演化關系,發(fā)現(xiàn)不完整的譜系排序可能導致高水平的基因替代[26]。通過對低海拔的華北平原和高海拔的西藏高原地熊蜂的轉錄組進行比較分析,發(fā)現(xiàn)低氧和低溫可能會誘導熊蜂免疫基因上調[27]。比較了3 種不同授粉方式,即開放授粉(所有授粉者均能自由訪花)、套袋授粉(防止昆蟲訪花)、人工利用授粉刷授粉,對蘋果坐果率和果品品質的影響,結果表明授粉過程對蘋果的產量和質量具有顯著的積極影響[28]。揭示了蘭州熊蜂肽聚糖識別蛋白的結構與功能,該研究豐富了傳粉蜂類先天免疫系統(tǒng)中模式識別受體的認知[29]。完善意大利蜜蜂和中華蜜蜂在向日葵花期采集花粉的偏好性,與中華蜜蜂相比,意大利蜜蜂采集向日葵花粉的專一性更高,蜜蜂對花粉的選擇與蜂群的營養(yǎng)需求密切相關[30]。
2.5 蜂產品及檢測方法
2.5.1 蜂蜜 成熟蜜具有更豐富的多酚類化合物和更好的生物學活性,基于熱敏組分以及蜂蜜自然成熟過程中相關代謝物的變化形成了以α-二羰基化合物和5-羥甲基糠醛、甘油和脯氨酸等為指標的成熟蜂蜜鑒別指標,構建了以細胞模型為主的成熟蜂蜜抗菌和功能活性指數(shù)的評價體系;建立了基于強群周年管理的成熟蜂蜜高產技術,經在北京、河南和內蒙古試驗,產量并不低于生產未成熟蜂蜜[31]。建立了中蜂蜂蜜與意蜂蜂蜜來源真實性鑒別的膠體金免疫層析分析方法,采用該方法開發(fā)出了能夠簡便、快速、完全檢測區(qū)分中蜂蜂蜜與意蜂蜂蜜鑒別的膠體金試紙條。利用化學計量學方法,對蜂蜜、人造糖漿和摻假蜂蜜進行系統(tǒng)地礦物譜分析,并基于化學計量學分析建模結果對蜂蜜中的糖漿摻假情況進行了研究與預測[32]。通過液質聯(lián)用、氣質聯(lián)用和核磁共振等技術發(fā)現(xiàn)丁香酸甲酯、紅花菜豆酸和椴樹素可以分別作為油菜蜜、洋槐蜜和椴樹蜜的標志性成分[33]。
2.5.2 蜂王漿 在BV-2 小膠質細胞模型中探究了10-羥基癸酸(10-HDAA)的抗神經炎癥作用,結果顯示,10-HDAA 通過靶向小膠質細胞中的p53 抑制脂多糖誘導的炎癥[34]。王漿酸(10-HDA)是蜂王漿中特有的脂肪酸,其對免疫抑制小鼠的體重、胸腺重量、脾臟重量的作用均顯示其在免疫器官保護中的潛在作用,該研究為將天然產物應用于免疫低下治療提供了一個新的依據(jù)[35],10-HDA 通過調節(jié)FOXO1 介導的自噬來減輕神經炎癥。細胞色素P450 單加氧酶CYP6AS8 在工蜂上顎腺合成10-HDA 過程中起著重要作用[36]。蜂王漿通過下調卵巢去除大鼠肝臟中的PER1和PER2晝夜節(jié)律基因的表達,發(fā)現(xiàn)蜂王漿可能是治療更年期過程中非酒精性脂肪肝的一種很有前途的藥物[37]。
2.5.3 蜂膠 采集63 個來自不同溫帶地區(qū)的中國蜂膠樣品進行代謝組學分析,發(fā)現(xiàn)對植物來源及不同氣候的長期適應引起了成分的區(qū)別及生物活性的差異[38]。利用高效液相色譜分析來自中國不同地區(qū)的蜂膠樣品,并測定總黃酮、總酚酸含量及抗氧化活性,結果發(fā)現(xiàn)中國蜂膠的分組和光譜效應關系與其化學成分有關[39]。建立蜂膠抗氧化譜效評價模型,明確了蜂膠的抗氧化作用機理[40],蜂膠活性因子松屬素能誘導黑素瘤細胞發(fā)生凋亡,活性因子柯因具有抑制黑素瘤轉移效果[41],中國蜂膠能顯著調節(jié)高脂誘導小鼠的腸道菌群結構,且對雄性小鼠腸道菌群調節(jié)作用更為明顯。因此,作為膳食補充劑,中國蜂膠有助于控制體重,在調節(jié)高脂飲食誘導的代謝綜合征方面有著非常有益的作用[42]。
2.5.4 檢測方法 基于液相串聯(lián)高分辨質譜(LC-HRMS)和數(shù)據(jù)后處理技術,首次提出了一種新型的數(shù)據(jù)采集方法——數(shù)據(jù)依賴性聯(lián)合非依賴性采集方法(DDIA),適用于農產品中獸藥、農藥、霉菌毒素等混合污染物的高通量篩查,可顯著提升液相串聯(lián)高分辨質譜技術在高通量篩查方面的準確性和實用性[43]。
3.1 蜂業(yè)整體生產水平亟待提升 我國養(yǎng)蜂生產基本以人力勞動為主,從業(yè)人員文化程度低,老齡化程度高,接受新知識能力差,造成飼養(yǎng)技術落后,生產效率低下。在養(yǎng)蜂生產中缺少互聯(lián)網(wǎng)、自動化控制等新技術的使用,機械化程度低是制約我國養(yǎng)蜂生產的瓶頸。
3.2 種蜂育繁能力不足 我國種蜂育繁推廣體系尚不健全。中華蜜蜂野生種群減少甚至消失,蜜蜂育種滯后,蜜蜂優(yōu)良品種主要依賴進口,本土化較少。尤其是我國具有優(yōu)異耐低溫和抗螨等特性的本土蜂種并未被很好地挖掘和選育。
3.3 蜜蜂授粉未受到應有重視 蜜蜂授粉是為農作物增產提質的重要途徑,然而長期以來,我國養(yǎng)蜂業(yè)的發(fā)展是以生產蜂產品為主要目標,這與歐美發(fā)達農業(yè)國家完全相反。蜜蜂授粉是多學科合作的領域。目前現(xiàn)狀是蜂業(yè)研究者在進行授粉的優(yōu)點報告和講座時,作物學科的人參與較少,培訓工作也主要針對蜂農,導致技術推廣力度有限。應用蜜蜂授粉技術的果蔬市場認可度不高,蜜蜂授粉產品的價格優(yōu)勢沒有得到充分體現(xiàn),甚至有的種植業(yè)主對蜜蜂授粉持懷疑或否定態(tài)度。
3.4 蜂產品質量安全問題依然嚴峻 蜂蜜的最大屬性是天然成熟,我國消費市場上的多數(shù)蜂蜜是將非成熟蜂蜜進行濃縮加工,致使我國蜂蜜在國際上倍受爭議。同時,蜂蜜生產不夠規(guī)范,污染途徑較多,質量安全問題較為突出,對產前、產中和產后各環(huán)節(jié)主要危害物的調控技術有待于提高。另外,全程質量控制技術較為薄弱,蜂產品質量標準化、檢測技術及標準相對滯后。假蜜和農殘等問題挫傷了國內外消費者對我國蜂產品質量安全的信心,同時也造成出口受阻,大宗蜂產品價格下滑。因此,提高蜂產品質量,規(guī)范蜂產品市場,倡導天然優(yōu)質成熟蜜是推動我國蜂業(yè)生產健康發(fā)展的必經之路。
3.5 蜂業(yè)科技支撐力度不足“十三五”期間我國的蜂業(yè)科技創(chuàng)新能力不斷提高,但由于原始積累較少,面對產業(yè)一些重大需求的支撐力度還不夠。我國蜂產品加工企業(yè)科技創(chuàng)新能力及意識較差,大多是拿來主義,創(chuàng)新研發(fā)投入極少,蜂產品同質化嚴重,產品附加值低。同時,蜂業(yè)科技推廣體系不夠健全,很多地方缺乏專業(yè)的管理部門或人員,很難實現(xiàn)科技結合實踐走完最后一公里。
針對我國蜂產品產業(yè)存在的實際問題與技術瓶頸,蜂產品的生產過程控制與提質增效關鍵技術研究仍是“十四五”蜂產品領域需要關注和解決的重點。要加大成果示范與轉化的力度,增加成果示范點,加快成果轉化,加強蜂產品深加工方面的試驗示范工作;加強蜂產品溯源技術的研究與推廣,構建從蜂場到消費者的全產業(yè)鏈質量安全風險評估體系,建立嚴謹?shù)臉藴屎蛧栏竦谋O(jiān)管,提高蜂產品質量;以營養(yǎng)健康為目標,加強蜂產品加工與儲藏、營養(yǎng)與健康機理研究與成果轉化,提高產品科技含量和附加值。
全面推進蜜蜂遺傳改良計劃,促進中蜂與西方蜜蜂兩大蜂種統(tǒng)籌規(guī)劃與協(xié)調發(fā)展,完善國家蜜蜂核心育種場遴選標準,遴選核心育種場;制定蜜蜂良種登記技術規(guī)范,組織國家蜜蜂核心育種場開展良種登記,2025年前完成20 個國家蜜蜂核心育種場在場種蜂王的登記,逐步形成連續(xù)完整的種王系譜檔案。繼續(xù)對不同地區(qū)蜜蜂種質特性進行評估與分析,挖掘和篩選抗逆、抗螨、高產、高繁殖力等優(yōu)質種質資源并加以保護。加強蜜蜂主要病蟲害的流行、診斷、發(fā)病機理和防控技術研究,建立預警與防控體系建設,加強病蟲害綜合防治技術推廣應用。
圍繞現(xiàn)代農業(yè)生產需求,探索生態(tài)環(huán)境與蜜蜂傳粉之間的互作關系,明確蜜蜂對生態(tài)及產業(yè)經濟的貢獻率,增加對蜜蜂授粉的認同;從食物報酬、肥料施用、農藥對蜜蜂的安全期等多種角度開展蜜蜂保護策略研究,保護授粉蜂群安全;加快完善熊蜂工廠化繁育技術,探索熊蜂蜂王生殖調控的分子機制,突破本土熊蜂人工繁育的關鍵技術研究,為本土熊蜂的人工周年繁育及應用提供基礎支撐。采取“政、產、學、研、用”協(xié)同攻關模式,探索蜜蜂授粉產業(yè)化運營,推動蜜蜂授粉商業(yè)化發(fā)展。
繼續(xù)開展蜂群優(yōu)質蜂蜜生產技術的研究;探索在農業(yè)機械化發(fā)展背景下蜜蜂飼養(yǎng)管理技術模式改革;開展蜂場智能化管理和全產業(yè)鏈智能管控應用,開展蜂產品數(shù)據(jù)安全分析、趨勢分析和質量安全控制技術研究,實現(xiàn)蜂場智能管理和全產業(yè)鏈智能管控應用。
立足蜂產業(yè)科技與經濟融合,打造過硬的、叫得響的科技型蜂企,通過企業(yè)發(fā)展樹立蜂產業(yè)技術體系的形象與品牌。注重提升服務區(qū)域產業(yè)和經濟發(fā)展的能力。推進蜂業(yè)一二三產業(yè)融合發(fā)展,是拓寬農民增收渠道、構建現(xiàn)代蜂產業(yè)體系的重要舉措,是加快轉變蜂業(yè)發(fā)展方式的必然要求。加強蜂業(yè)基礎設施建設,統(tǒng)籌規(guī)劃,推進蜂業(yè)與旅游、教育、文化、健康養(yǎng)老、電子商務等產業(yè)深度融合,延長產業(yè)鏈。
致謝:本文是國家蜂產業(yè)技術體系崗位科學家和試驗站站長集體協(xié)作的成果,在此一并感謝!