韓博 張麗 代平禮

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所，北京 100093）

1 前言

大蠟螟（Galleria mellonella）俗稱巢蟲(chóng)，是養(yǎng)蜂業(yè)中普遍存在的一種蜂群害蟲(chóng)。大蠟螟作為危害養(yǎng)蜂業(yè)的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，早期的研究主要集中在對(duì)其生物學(xué)特性和防治方面，但隨著研究的不斷深入發(fā)展，發(fā)現(xiàn)其具有體內(nèi)富含蛋白質(zhì)、生命周期短、易于飼養(yǎng)且成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛用作為線蟲(chóng)學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、細(xì)菌學(xué)、農(nóng)藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)以及昆蟲(chóng)病原體毒理學(xué)等研究的模式昆蟲(chóng)，比作為蜜蜂害蟲(chóng)受到了更多的關(guān)注[1,2]。然而，隨著蜜蜂養(yǎng)殖規(guī)模的逐年不斷擴(kuò)大，大蠟螟造成的經(jīng)濟(jì)損失也愈發(fā)嚴(yán)重[3]。目前，養(yǎng)蜂生產(chǎn)中主要采取物理、化學(xué)和加強(qiáng)蜂群飼養(yǎng)管理等方法來(lái)防治大蠟螟[4]。但是，由于物理和化學(xué)防治方法具有成本、效果、安全以及殘留等一系列的問(wèn)題，而且還只能應(yīng)用于無(wú)活蜂階段，以致防治效果并不理想，尤其是化學(xué)防治方法在許多養(yǎng)蜂國(guó)家遭到了強(qiáng)烈的反對(duì)[3]。與物理和化學(xué)防治方法相比，利用蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis,Bt）的生物手段可實(shí)現(xiàn)大蠟螟的高效、安全及綠色防控，也是一種最具應(yīng)用前景的生物防治方法。因此，本文分別簡(jiǎn)單介紹大蠟螟與蘇云金芽胞桿菌、全面闡述大蠟螟的危害狀況、對(duì)現(xiàn)有的大蠟螟防治方法進(jìn)行綜合分析討論后重點(diǎn)概述了蘇云金芽胞桿菌防治大蠟螟的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景，希望能為廣大蜂農(nóng)和蜜蜂研究人員了解大蠟螟及其防治現(xiàn)狀提供內(nèi)容參考。

2 大蠟螟

2.1 大蠟螟簡(jiǎn)介

大蠟螟（Galleri mellonella）屬于鱗翅目（Lepidoptera）、螟蛾科（Pyralidae）、蠟螟屬（Galleri），最初在東方蜜蜂（Apis ceranaFabricius）蜂群中被發(fā)現(xiàn)報(bào)道，其幼蟲(chóng)喜食蜜蜂巢房，是養(yǎng)蜂業(yè)中普遍存在的一種害蟲(chóng)，主要危害中華蜜蜂蜂群（Apis cerana ceranaFabricius）以及蜂場(chǎng)儲(chǔ)藏的蜜蜂巢脾[3,4]。近年來(lái)蜜蜂種群間的國(guó)際貿(mào)易交流不斷增加，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期廣泛的傳播，到2016年大蠟螟已被證實(shí)在北美洲、澳洲、歐洲、亞洲和非洲等地區(qū)的60 多個(gè)國(guó)家的蜂群中都有發(fā)現(xiàn)，可見(jiàn)大蠟螟已經(jīng)成為全球各地養(yǎng)蜂業(yè)中無(wú)處不在的害蟲(chóng)，并且給蜜蜂養(yǎng)殖造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

2.2 大蠟螟的生物學(xué)特性

大蠟螟世代重疊，一般一年可發(fā)生2～5 代，屬于完全變態(tài)昆蟲(chóng)，整個(gè)發(fā)育周期會(huì)經(jīng)歷卵、幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)四個(gè)階段[5]。幼蟲(chóng)共7 或8 個(gè)齡期，每個(gè)齡期一般為4～7d，高齡成熟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)12～28mm，重量可達(dá)240mg，在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷7 次蛻皮，最后會(huì)聚集潛入蜂箱底部或縫隙中結(jié)繭化蛹，再羽化為成蟲(chóng)[5]。大蠟螟成蟲(chóng)口器退化，具有趨光性，羽化后1～3h 交尾，交尾后4～5h 雌蛾開(kāi)始產(chǎn)卵，平均產(chǎn)卵量約為700粒，最高可達(dá)2000 多粒[4]。在自然條件下大蠟螟發(fā)育歷期受季節(jié)變化的影響而產(chǎn)生顯著差異[6]，而且溫度、濕度、飼料和光照等不同飼養(yǎng)環(huán)境會(huì)影響大蠟螟幼蟲(chóng)的發(fā)育，一般卵期8～23d，幼蟲(chóng)期23～300d，蛹期6～55d，雌性成蟲(chóng)壽命約為12d，雄性成蟲(chóng)壽命約為21d[4]。

2.3 大蠟螟的侵襲行為

大蠟螟對(duì)蜜蜂的危害主要是其幼蟲(chóng)會(huì)取食蜜蜂巢房或蜂場(chǎng)儲(chǔ)存的巢脾及蜜粉脾等[4]。交尾成功的雌蛾會(huì)在夜間蜂群守衛(wèi)警惕降低時(shí)經(jīng)巢門(mén)潛入蜂箱內(nèi)，在蜂箱底部?jī)?nèi)外縫隙或隔板縫隙處產(chǎn)卵[7]。初孵幼蟲(chóng)會(huì)在蜂箱內(nèi)底部取食蠟屑，1～2齡幼蟲(chóng)體型小、靈活敏捷，不易被工蜂驅(qū)趕，主要借助巢框耳上脾，占上脾幼蟲(chóng)總數(shù)的4/5 以上，喜歡吸食蜜蜂幼蟲(chóng)及預(yù)蛹的體液[8,9]。3 齡及以上齡期的幼蟲(chóng)上脾減少，喜歡取食帶有少量花粉和蜂蜜的老舊巢脾[10]。當(dāng)大蠟螟幼蟲(chóng)發(fā)育到5～6齡后，食量急劇增加，加劇了對(duì)巢脾的取食破環(huán)，此時(shí)蜜蜂將無(wú)法清理巢脾中的大蠟螟幼蟲(chóng)，整個(gè)蜂群即會(huì)棄巢飛逃，大蠟螟幼蟲(chóng)最后會(huì)將整張巢脾取食殆盡，留下一堆糞便[5]。高齡幼蟲(chóng)會(huì)蛀入損壞木制蜂箱的箱體、箱蓋、覆蓋、隔板以及巢框等[4]。除取食危害外，大蠟螟幼蟲(chóng)在成功侵襲蜜蜂巢脾后會(huì)鉆蛀到巢房底部取食，在巢脾基部形成隧道并在巢房上方吐絲結(jié)網(wǎng)，將正在發(fā)育的蜜蜂幼蟲(chóng)困在巢房?jī)?nèi)，導(dǎo)致未封蓋幼蟲(chóng)不能正常封蓋化蛹或從已被損壞的巢房?jī)?nèi)掉落出來(lái)，從而造成白頭蛹癥狀，嚴(yán)重時(shí)一整張子脾上全是未封蓋的幼蟲(chóng)[4]。

2.4 大蠟螟的危害

外界溫度變化是限制大蠟螟幼蟲(chóng)生存與發(fā)育的主要因素，在高緯度地區(qū)的蜂群中通常沒(méi)有或很少受到大蠟螟的侵襲。而在熱帶和亞熱帶地區(qū)，大蠟螟危害嚴(yán)重，被認(rèn)為是導(dǎo)致野生蜜蜂數(shù)量下降以及種群衰退的因素之一[3]。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來(lái)看，1973年和1976年，美國(guó)南部由于大蠟螟侵襲蜂群而造成的損失分別約為300 萬(wàn)美元和400 萬(wàn)美元，約占其養(yǎng)蜂業(yè)各自年度利潤(rùn)的3.9%和5.1%[11]。在具有熱帶氣候的佛羅里達(dá)州和德克薩斯州，1997年記錄的由大蠟螟侵襲所造成的損失分別為每個(gè)蜂群5 美元和1.5 美元[11]。今后，有必要在區(qū)域和全球?qū)用嬖u(píng)估大蠟螟對(duì)養(yǎng)蜂業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

大蠟螟在養(yǎng)蜂業(yè)中主要危害的是中華蜜蜂蜂群，相比于西方蜜蜂（Apis mellifera），中華蜜蜂群勢(shì)小、清巢能力弱，無(wú)法完全驅(qū)趕已上脾的大蠟螟幼蟲(chóng)，從而致使中華蜜蜂極易被大蠟螟侵襲[12]。中華蜜蜂作為中國(guó)本土的蜜蜂品種[13,14]，大約有400 多萬(wàn)群，約占飼養(yǎng)蜜蜂總數(shù)的1/3 以上且還在逐年增加[15,16]。大蠟螟作為中華蜜蜂主要的蟲(chóng)害之一，在大多數(shù)中蜂養(yǎng)殖地區(qū)均有發(fā)生，尤其在廣東、廣西和云南等低緯度亞熱帶地區(qū)危害極為嚴(yán)重，蜂群全年都會(huì)受到大蠟螟的侵襲，而且在8月下旬至9月期間，因蜂群缺粉、斷子，外界氣溫高，白天大量工蜂離脾，護(hù)脾蜂少，大蠟螟幼蟲(chóng)上脾多，蛀入率高，危害最為嚴(yán)重，導(dǎo)致大量蜜蜂幼蟲(chóng)被損傷，白頭蛹率極高，棄巢飛逃蜂群多[8]。此外，大蠟螟也是傳播蜜蜂病原體的潛在載體，有研究在大蠟螟的幼蟲(chóng)體內(nèi)檢測(cè)到蜜蜂的以色列急性麻痹病毒（Israeli acute paralysis virus,IAPV）和黑蜂王臺(tái)病毒（Black queen cell virus,BQCV）[17]。

2.5 大蠟螟的防治技術(shù)

目前，養(yǎng)蜂生產(chǎn)中對(duì)大蠟螟的主要防控手段包括加強(qiáng)蜂群飼養(yǎng)管理、化學(xué)防治、物理防治和生物防治等[18]（表1）。在其防治過(guò)程中應(yīng)始終堅(jiān)持既要有效防控，又要保證對(duì)養(yǎng)蜂人、蜜蜂和環(huán)境安全的指導(dǎo)思想。

表1 大蠟螟防治方法

優(yōu)良的蜂群飼養(yǎng)管理技術(shù)可有效預(yù)防大蠟螟的危害，通?？刹扇【S持強(qiáng)群飼養(yǎng)，給蜂群提供充足的食物，及時(shí)清理蜂箱底部的蠟屑，為蜜蜂產(chǎn)品提供合適的貯藏空間，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用和封堵蜂箱的裂縫等手段[4]。

根據(jù)大蠟螟的危害習(xí)性，在養(yǎng)蜂生產(chǎn)中可采取高溫（45℃到80℃）或低溫（-7℃到-20℃）的方式對(duì)已被大蠟螟幼蟲(chóng)侵襲的巢脾進(jìn)行處理1～5h，可殺死各個(gè)發(fā)育階段的大蠟螟，達(dá)到很好的防治效果[18-20]。但是，采用高溫或低溫處理的物理手段僅適用無(wú)活蜂階段，并且可能會(huì)損壞巢脾，影響蜂產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備成本昂貴，只適用于大型養(yǎng)蜂場(chǎng)[18]。除溫度處理外，徐祖蔭等人在第一代巢蟲(chóng)阻隔器的基礎(chǔ)上研發(fā)了改良式巢蟲(chóng)阻隔器，安裝在蜂箱的前、后壁，可切斷初孵幼蟲(chóng)上脾的途徑。Milcheva 在2005年用 γ 射線對(duì)大蠟螟蛹和成蟲(chóng)進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)γ 射線敏感性大小為雌性成蟲(chóng) ＞ 雄性成蟲(chóng) ＞ 蛹，而且經(jīng)γ 射線處理后的雌性成蟲(chóng)所產(chǎn)出的卵不能正常孵化[21]。

除物理手段外，采用一些化學(xué)試劑如硫磺，乙酸，甲酸，二溴乙烷，氰化鈣，溴甲烷，磷化氫，對(duì)二氯苯（PDCB），二氧化碳，環(huán)氧乙烷等對(duì)被大蠟螟侵襲的巢脾進(jìn)行密閉熏蒸處理，能殺各個(gè)階段的幼蟲(chóng)，具有很好的防治效果，該方法常常被用于儲(chǔ)存巢脾[18,19]。雖然化學(xué)熏蒸劑可有效防治大蠟螟，但會(huì)對(duì)養(yǎng)蜂人的生命健康安全構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)，且試劑殘留會(huì)污染蜂產(chǎn)品，只適用于無(wú)活蜂階段[3]。

由于采用物理和化學(xué)手段防治大蠟螟具有成本、施用方式、防治效果、安全性和藥物殘留等一系列問(wèn)題，在多數(shù)養(yǎng)蜂國(guó)家均遭到強(qiáng)烈的反對(duì)，甚至在一些國(guó)家被明文禁止使用[3]。相比于物理和化學(xué)方法，生物手段防控大蠟螟是一種更安全和有效的方法[22]。雖然目前仍缺乏持續(xù)有效的大蠟螟生物防治劑，但是許多研究人員已探索報(bào)道了各種生物制劑或生物制品來(lái)防治大蠟螟，主要包括蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis,Bt）、繭蜂、赤眼蜂、紅火蟻、線蟲(chóng)、化學(xué)信息素、植物精油、雄性絕育技術(shù)等[3]?；罘潆A段控制大蠟螟一直是一個(gè)難題，但隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，利用Bt 在活蜂階段防治大蠟螟具有很好的應(yīng)用前景，而且已有研究報(bào)道在室內(nèi)或蜂群條件下利用Bt 防治大蠟螟的效果和可行性[4]。

3 蘇云金芽胞桿菌

3.1 蘇云金芽胞桿菌簡(jiǎn)介

蘇云金芽胞桿菌于1901年被首次發(fā)現(xiàn)，是日本學(xué)者Shigetane Ishiwata 從患“猝倒病”死亡的家蠶體內(nèi)分離獲得的一種棒狀細(xì)菌，依據(jù)病癥命名為猝倒桿菌Bacillus sotto[23]。1915年德國(guó)微生物學(xué)家Ernst Berline從來(lái)自德國(guó)蘇云金省 （Thiiringen）的患病地中海粉螟體內(nèi)分離出一致的細(xì)菌，才被正式命名為蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis,Bt）[24]。Bt 是一種普遍存在于死亡昆蟲(chóng)、土壤、水體和植被等多種基質(zhì)中的革蘭氏陽(yáng)性昆蟲(chóng)病原菌[25-28]。Bt 在生長(zhǎng)穩(wěn)定后期會(huì)產(chǎn)生具有多種形態(tài)的殺蟲(chóng)蛋白晶體（insecticidal crystal protein,ICP）或δ-內(nèi)毒素（δ-endotoxin），包括Cry 和Cyt 蛋白[28]，其是Bt 的主要?dú)⑾x(chóng)活性來(lái)源。當(dāng)Bt 殺蟲(chóng)晶體蛋白進(jìn)入靶標(biāo)害蟲(chóng)體內(nèi)后，會(huì)在中腸堿性環(huán)境中被溶解，然后被一系列已激活的中腸蛋白酶水解成大約60 kDa 的活性片段，活化后的片段與特定的受體結(jié)合，從而引起中腸上皮細(xì)胞的穿孔和蟲(chóng)體死亡[29]。

Bt 對(duì)鱗翅目（Lepidoptera）、雙翅目（Diptera）、鞘翅目（Coleoptera）等600 多種昆蟲(chóng)具有殺蟲(chóng)活性，其應(yīng)用主要集中在Bt 殺蟲(chóng)劑以及Bt 轉(zhuǎn)基因作物兩個(gè)方面[30,31]。自1938年第一個(gè)Bt 制劑問(wèn)世以來(lái)，到現(xiàn)如今，以Bt 為主要活性成分的生物殺蟲(chóng)劑已成為世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的微生物殺蟲(chóng)劑（microbial control agents,MCAs）[32,33]。與廣譜化學(xué)農(nóng)藥不同，Bt具有特異殺蟲(chóng)活性，對(duì)人畜安全，對(duì)環(huán)境以及非靶標(biāo)昆蟲(chóng)友好等優(yōu)點(diǎn)，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)就被廣泛用于農(nóng)林害蟲(chóng)及蚊蟲(chóng)的防治[34]。

3.2 利用蘇云金芽胞桿菌防治大蠟螟

采用生物手段防控大蠟螟是一種更安全和有效的方法，其中蘇云金芽胞桿菌是最可行的生物防治手段。Bt 殺蟲(chóng)蛋白對(duì)蜜蜂是安全的，許多研究在室內(nèi)或田間環(huán)境下評(píng)估Bt 殺蟲(chóng)晶體蛋白毒素或一些Bt 制劑對(duì)蜜蜂幼蟲(chóng)或成蟲(chóng)的影響，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何顯著的不良影響[35]。

利用Bt 防控大蠟螟的研究最早可以追溯到20世紀(jì)60年代[18]。1968年，研究者利用一種商品化的Bt制劑混入冷卻的蜂蠟中壓制成巢礎(chǔ)，用于意大利蜜蜂（Apis mellifera）蜂群中去防治大蠟螟，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混有這種商品化Bt 制劑的巢脾在蜂群中連續(xù)使用兩個(gè)季節(jié)后仍對(duì)大蠟螟具有抗性且不會(huì)對(duì)蜜蜂造成傷害[36]。此外，研究人員在蜂群環(huán)境下，測(cè)試了施用一種Bt 商品化制劑Certan 于巢脾上對(duì)大蠟螟的防治效果[37]。2003年Hanley 等用含有Cry1Ab 或Cry1F 蛋白毒素的轉(zhuǎn)基因Bt 玉米花粉喂養(yǎng)大蠟螟幼蟲(chóng)。研究結(jié)果表明，用含Cry1F 蛋白毒素的玉米花粉喂養(yǎng)的幼蟲(chóng)死亡率顯著高于用含Cry1Ab 蛋白毒素的玉米花粉或非轉(zhuǎn)基因玉米花粉喂養(yǎng)的幼蟲(chóng)死亡率（P＜ 0.05），而且每次重復(fù)試驗(yàn)中用含Cry1F 蛋白毒素花粉喂養(yǎng)的幼蟲(chóng)死亡率均高達(dá)100%[38]。2004年Naglaa 等驗(yàn)證了蘇云金芽胞桿菌防治大蠟螟的有效性和可行性，分別以20、40、60、80g/kg 濃度的蘇云金芽胞桿菌商品制劑Dipel-2X 飼喂大蠟螟幼蟲(chóng)，獲得47.84g/kg 的致死劑量。然后，用含量為95.68 g/kg 的Dipel-2X 制劑溶液對(duì)巢脾和巢礎(chǔ)進(jìn)行噴霧處理可殺死各個(gè)齡期的大蠟螟幼蟲(chóng)[39]。2016年Gorashi 等用分離得到39 株菌株（其中通過(guò)生化鑒定得到29 株Bt 菌株）感染2～3 齡的大蠟螟幼蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)49%的菌株對(duì)大蠟螟幼蟲(chóng)沒(méi)有毒殺活性，Wh-5,Kh-3,St-23 菌株對(duì)大蠟螟的致死效果最好，均超過(guò)75%，也評(píng)估Bt 菌株對(duì)大蠟螟食物消耗的影響，發(fā)現(xiàn)Po-2 可顯著降低大蠟螟的食物消耗[40]。此外，還有學(xué)者研究大蠟螟的免疫機(jī)制對(duì)Bt 抗性的影響[41]。

利用Bt 防治大蠟螟的相關(guān)研究眾多，并導(dǎo)致了較高的幼蟲(chóng)死亡率。但是目前還沒(méi)有針對(duì)大蠟螟防治的Bt 制劑和成熟的施用技術(shù)[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家高度重視中華蜜蜂資源的保護(hù)與利用，其養(yǎng)殖數(shù)量正逐年不斷攀升，多地均出臺(tái)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與政策。為了保證中華蜜蜂產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，有效防控危害中華蜜蜂的主要害蟲(chóng)大蠟螟尤為重要。大蠟螟高效綠色防控技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用迫在眉睫，蘇云金芽胞桿菌已被證實(shí)可用于防治大蠟螟，也是實(shí)現(xiàn)大蠟螟綠色且高效防控的最優(yōu)選手段。因此，未來(lái)有必要開(kāi)展對(duì)大蠟螟具有高效殺蟲(chóng)活性的Bt 資源挖掘與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的研究，以獲得對(duì)大蠟螟高效、安全且綠色的Bt 防控產(chǎn)品，建立大蠟螟的Bt 生物防治技術(shù)。