无刺蜂Tetragonisca fiebrigi糖响应行为与味觉受体基因表达的生态适应机制研究

本研究针对无刺蜂Tetragonisca fiebrigi的觅食行为分化问题，通过行为学实验（如吻伸反应测定GRS）和分子生物学技术（qPCR检测TfieGr1/TfieGr3表达），发现花粉采集者（PF）对蔗糖、葡萄糖和果糖的敏感性显著高于非花粉采集者（NPF），但味觉受体基因表达无差异，揭示了外周感受器以外机制（如中枢调控）在行为分化中的作用，为社会性昆虫的化学感知进化提供了新见解。

　　

在热带生态系统中，无刺蜂（Meliponini）作为关键传粉者，其觅食策略直接影响植物繁殖和生态系统稳定性。然而，这类高度社会化的昆虫如何通过味觉感知调控资源采集行为，仍是未解之谜。以往研究多集中于蜜蜂（Apis mellifera），已知其味觉受体基因AmelGr1/AmelGr3表达与觅食分工相关，但无刺蜂的分子机制研究几乎空白。更矛盾的是，行为学观察显示无刺蜂花粉采集者（PF）与非花粉采集者（NPF）存在显著的糖敏感性差异，这种差异是否像蜜蜂一样由外周味觉受体驱动？阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的研究团队以Tetragonisca fiebrigi为模型，通过整合行为生态学与分子生物学方法，揭示了这一现象的独特机制，相关成果发表于《Journal of Insect Physiology》。

研究采用吻伸反应（proboscis extension assay）测定PF与NPF对蔗糖、葡萄糖、果糖的响应阈值（GRS），并结合qPCR技术定量分析触角和喙部组织中TfieGr1/TfieGr3的表达水平。实验样本来自野外自由觅食的蜂群，确保生态真实性。

Gustatory responsiveness
行为学数据显示：PF对三种糖的敏感性均显著高于NPF（p<0.01），60% PF对所有糖类产生响应，而NPF仅4%响应果糖。值得注意的是，NPF表现出对蔗糖的强烈偏好（GRS=1 M），暗示其可能专攻高营养价值花蜜采集。

Molecular experiments
与行为结果相反，TfieGr1和TfieGr3在两组间的表达量无统计学差异（p>0.05）。这一发现颠覆了蜜蜂研究中的经典理论，表明无刺蜂的味觉行为分化可能依赖中枢神经系统调控或内部营养状态感知等非外周机制。

Discussion
该研究首次证明无刺蜂的觅食分工具有物种特异性：虽然PF与NPF的糖敏感性差异与蜜蜂相似，但其分子基础截然不同。保守的味觉受体表达模式提示，T. fiebrigi可能通过快速神经可塑性（而非基因表达调控）适应任务需求。这一发现为理解社会性昆虫化学通讯的进化提供了新视角——相同行为表型可能通过不同分子途径实现。此外，研究强调将生态观察（如NPF的高选择性）与分子机制结合的重要性，这对制定针对热带传粉者的保护策略具有启示意义。

技术方法概要
研究采用吻伸反应测定糖响应阈值（GRS），使用qPCR分析触角和喙部组织中TfieGr1/TfieGr3表达，样本来自野外两巢T. fiebrigi群体（n≈3000/巢），实验周期覆盖2021-2023年夏季。

结论与意义
T. fiebrigi的PF与NPF表现出显著的糖敏感性差异，但该差异与味觉受体基因表达无关，暗示中枢调控或内部状态感知的关键作用。这一发现挑战了蜜蜂研究中"外周受体决定行为"的范式，揭示了社会性昆虫适应性进化的多样性。研究为无刺蜂保护提供了分子生态学依据，并推动开发新型传粉者行为调控策略。