澳大利亚蜜蜂育种计划“蜂计划”的遗传多样性评估：为可持续蜂业健康与生产力奠定基础

本刊推荐：为应对澳大利亚蜜蜂(Apis mellifera)育种中遗传多样性不足的担忧，研究人员开展了全国性育种计划“蜂计划”(Plan Bee)的首次遗传评估。通过微卫星标记分析382个蜂群，发现种群具有足够的遗传多样性(Ho=0.671±0.018)和低近交系数(FIS=-0.041)，但存在地理与法律屏障导致的种群结构。该研究证实当前无需依赖海外引种，为应对瓦螨(Varroa destructor)威胁下的蜂群保育提供了关键科学依据。

　　

在澳大利亚，蜜蜂授粉服务对67种农作物的经济价值高达46亿澳元（2021年数据），部分依赖蜜蜂授粉的作物产值甚至达到129亿澳元。作为最主要的授粉服务提供者，蜜蜂蜂群的质量直接关系到农业生产稳定性。蜂王作为蜂群的核心，其交配质量（与多只雄蜂交配）显著影响蜂群的抗病能力、繁殖效率和蜂蜜产量。然而，澳大利亚养蜂人长期担忧本土蜂群存在遗传多样性不足、近亲繁殖等问题，这可能削弱蜂群应对病虫害和环境变化的能力。

为应对这些挑战，澳大利亚于2020年启动了全国性蜜蜂遗传改良计划“蜂计划”（Plan Bee），旨在通过现代动物育种技术提升蜜蜂健康和生产性能。与传统集中式育种不同，该计划允许各地育种者自主设定育种目标，并通过中央数据库整合数据，从而兼顾不同气候区和生产需求下的遗传多样性保护。在此背景下，研究团队对计划中的核心种群——托卡尔（Tocal）研究蜂群及全国31个育种者的蜂群进行了首次遗传评估，研究成果发表于《Insectes Sociaux》。

研究主要采用微卫星标记技术，从382个蜂群（涵盖新南威尔士州、西澳大利亚州等主要养蜂区）采集样本，通过8个微卫星位点（A107、A113等）进行基因分型。利用GENALEX进行杂合度、近交系数和遗传距离分析，通过STRUCTURE和ADEGENET软件进行种群结构推断。

研究结果

遗传多样性水平

全国蜂群平均观察杂合度（H_o）为0.671±0.018，东西部地区存在差异（西部H_o=0.617±0.028，东部H_o=0.701±0.021）。近交系数（F_IS）均值为-0.041，西部为-0.081±0.039，东部为-0.018±0.027，表明种群未出现近交衰退。

种群遗传结构

遗传分化指数（F_ST）范围0-0.227，西部蜂群遗传相似性较高（F_ST均值0.040），东部则更多样化（F_ST均值0.078）。主坐标分析显示西部蜂群与东部蜂群遗传距离较远，而托卡尔种群分布广泛，印证其多元遗传背景。

祖先成分分析

STRUCTURE分析提示最优祖先群数为K=5，ADEGENET分析为K=8。西部遗传成分在东部蜂群中均有检测到，反映潜在基因交流。部分育种者通过隔离交配或人工授精技术维持种群独立性。

讨论与意义

本研究首次证实澳大利亚蜜蜂育种种群具有充足的遗传多样性，无需立即从海外引种。然而，瓦螨（Varroa destructor）于2022年入侵澳大利亚，可能导致野生和养殖蜂群大量损失，进而引发遗传多样性下降。尽管部分行业呼吁引入海外抗瓦螨蜂种，但此举可能携带 deformed wing virus 等病毒，对本土蜂群构成新威胁。

“蜂计划”通过分布式育种策略和遗传数据库整合，为应对瓦螨威胁提供了可持续解决方案。未来需持续监测瓦螨入侵前沿的遗传多样性动态，并结合基因组技术筛选抗性基因。该研究不仅为澳大利亚蜂业保育提供了科学依据，也为全球蜜蜂遗传资源管理提供了范式。