气候胁迫下蜜蜂生物年龄模型的构建及其在群体健康监测中的应用

本研究针对气候变化影响下蜜蜂群体衰老机制不明的问题，通过分析11个日龄组的生理指标（咽下腺发育、脂肪体脂质）和6个基因（ilp1/ilp2/TOR1/JHAMT/AmGr10/Vg）表达谱，建立了基于5个关键标记物的生物年龄预测模型。验证发现越冬期蜜蜂生物年龄加速至28.17天（实际日龄14天），揭示了季节胁迫与病毒协同加速衰老的机制，为蜂群健康监测提供了新型分子工具。

　　

随着全球气候变化加剧，蜜蜂这一关键传粉者正面临前所未有的生存危机。温度湿度波动、病原体爆发等因素导致蜂群崩溃失调(CCD)现象频发，而其中工蜂的异常衰老被认为是重要诱因。蜜蜂社会具有独特的年龄多态性特征——工蜂按日龄分工，从育幼蜂逐步过渡为采集蜂。这种精密的社会结构却对环境变化极为敏感：高温可能促使幼蜂提前转化为采集蜂，而越冬期则会出现生理年龄显著滞后的"冬季长寿命蜂"。究竟环境压力如何影响蜜蜂的内在衰老进程？这个问题的答案对蜂群健康管理至关重要，却长期缺乏定量研究手段。

为解决这一难题，仁川国立大学（Incheon National University）的研究团队开展了一项创新性研究。他们选取意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)为模型，通过构建生物年龄预测模型，首次量化了季节胁迫对蜜蜂衰老的影响。这项发表在《Journal of Insect Physiology》的研究，揭示了气候压力与病毒协同加速蜜蜂衰老的分子机制，为蜂群健康监测提供了新型生物标记物。

研究采用多组学联用技术：通过人工标记法建立11个精确日龄组(0-25天)的工蜂队列；显微测量咽下腺腺泡面积和脂肪体脂质含量作为生理指标；采用qPCR定量6个年龄相关基因(ilp1/ilp2/TOR1/JHAMT/AmGr10/Vg)表达；结合环境参数监测和变形翅病毒(DWV)检测，最终通过多元回归建立预测模型。

【Experimental bees】
研究在严格控制环境参数的实验蜂场进行，通过标记卵块获得精确日龄样本，确保所有测试蜂均处于低DWV感染水平(<10³拷贝/μL)，排除了病毒干扰对基线数据的影响。

【Results】
数据分析显示：5个基因标记物与生理指标高度协同。咽下腺发育在8-12日龄达到峰值后衰退，而脂肪体脂质在10-14日龄累积最多，这与护士蜂向采集蜂转变的关键窗口期吻合。基因表达谱中，胰岛素样肽ilp2在年轻蜂高表达，而ilp1和TOR1在老龄蜂显著上调，印证了胰岛素信号通路(IIS)在年龄调控中的核心作用。模型验证发现：相同14日龄蜂在开花期、匮乏期和越冬期分别对应12.14、14.64和28.17天的预测生物年龄，揭示越冬压力使生理衰老速度翻倍。

【Discussion】
该研究首次证实：

1. 季节性能量匮乏通过IIS通路加速衰老，表现为JHAMT(保幼激素合成酶基因)表达异常；
2. 越冬期蜜蜂的"长寿"实为疾病压力下的早衰现象，DWV感染与AmGr10(味觉受体基因)下调显著相关；
3. ilp2可能作为营养应激的早期预警指标，其表达变化先于可见的生理衰退。

【Conclusion】
这项研究建立的生物年龄模型，将传统上定性的"护士蜂-采集蜂"转化过程转化为可量化的动态指标。特别是发现越冬期蜜蜂表现出的"长寿假象"实际是病毒协同压力导致的早衰，这一发现修正了既往认知。研究提供的分子标记panel(ilp1/ilp2/TOR1/JHAMT/AmGr10)可集成至智能蜂箱监测系统，实现蜂群健康的早期预警。在气候变化加剧的背景下，该成果不仅为蜜蜂保护提供新工具，也为社会性昆虫的衰老机制研究开辟了新范式。