《Environmental Entomology》：Carbohydrate limitation, but not exposure to the insecticide flupyradifurone, impairs wild bumblebee nest initiation
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花卉资源丧失和农药暴露是野生传粉者减少的关键驱动因素。农药与营养不良之间的协同相互作用可能加剧个体效应，但这些人为胁迫因素如何相互作用仍知之甚少，尤其是在研究不足的生命阶段。温带地区的熊蜂蜂后在春季从冬眠中苏醒并尝试建立蜂群。在农业环境中，蜂后通常在（i）碳水
花卉资源丧失和农药暴露是野生传粉者减少的关键驱动因素。农药与营养不良之间的协同相互作用可能加剧个体效应，但这些人为胁迫因素如何相互作用仍知之甚少，尤其是在研究不足的生命阶段。温带地区的熊蜂蜂后在春季从冬眠中苏醒并尝试建立蜂群。在农业环境中，蜂后通常在（i）碳水化合物“饥饿缺口”（碳水化合物需求高于供应）期间以及（ii）农药使用量高的时期出现。在此，研究人员评估了碳水化合物限制和新型杀虫剂flupyradifurone暴露对野外捕获的熊蜂（Bombus terrestris）蜂后蜂群启动的影响。采用完全交叉实验设计，蜂后暴露于田间实际浓度的flupyradifurone（1.6 ppm），同时给予高（50%（w/w））或低（15%（w/w））蔗糖浓度。研究人员发现，与高浓度组31.6%的比例相比，提供低蔗糖浓度的蜂后未产卵或幼虫。喂食较低蔗糖浓度的蜂后卵巢更小，巢穴启动行为更少。研究人员还发现，暴露于flupyradifurone增加了熊蜂蜂后的活动性，且碳水化合物限制和flupyradifurone协同降低了巢穴启动行为的可能性。这些结果证明了春季蜂后建立蜂群时碳水化合物摄入的重要性，强调了在环境土地管理方案中不仅要考虑花卉多样性，还要考虑花卉质量。
**论文解读：碳水化合物限制与杀虫剂flupyradifurone对野生熊蜂巢穴启动的影响**
**研究背景与问题**
传粉服务对自然生态系统和可持续农业至关重要，约87.5%的开花植物依赖动物授粉。然而，野生蜜蜂数量持续下降，主要驱动因素包括栖息地丧失、农药暴露及花卉资源匮乏。在温带地区，熊蜂（Bombus terrestris）具有年度生命周期，春季蜂后从冬眠中苏醒，进入孤雌阶段，尝试寻找巢穴并启动蜂群。这一阶段是蜂群成功的瓶颈，因为蜂后死亡将终止所有繁殖潜力。在农业环境中，蜂后出蛰时间恰逢春季“饥饿缺口”（碳水化合物需求高于供应）和农药使用高峰期。尽管已有研究关注新烟碱类杀虫剂对蜂后的影响，但对新型替代杀虫剂（如flupyradifurone）与营养限制的协同作用知之甚少。Flupyradifurone是一种丁烯酸内酯类杀虫剂，作用机制与烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）结合，田间实际浓度下可对蜜蜂产生致死和亚致死效应。然而，其与碳水化合物限制的交互作用，尤其是在蜂后巢穴启动这一关键生命阶段的研究，仍属空白。因此，研究人员开展本研究，系统评估碳水化合物限制和flupyradifurone暴露对野生熊蜂蜂后巢穴启动的个体及联合影响。
**研究内容与结论**
研究人员从布里斯托大学管理的公共花园（北纬51.457760，西经-2.602906）于2024年3月至4月采集野生Bombus terrestris蜂后，排除寄生虫感染个体后，随机分配至4个处理组：高蔗糖浓度对照（50% w/w）、低蔗糖浓度对照（15% w/w）、高蔗糖浓度加农药（50% w/w + 1.6 ppm flupyradifurone）、低蔗糖浓度加农药（15% w/w + 1.6 ppm flupyradifurone）。实验持续28天，前14天提供农药处理蔗糖溶液，后14天提供未处理溶液。每日记录死亡率、卵存在及6种行为（主动移动、不活动、取食、泌蜡、孵卵、触角拍打），实验结束后解剖测量卵巢发育和卵母细胞长度，并检测寄生虫。统计分析采用AICc模型选择，使用Cox比例风险模型、线性混合效应模型等评估处理效应及协同作用。
研究发现：低蔗糖浓度组蜂后无一产卵或幼虫，而高浓度组31.6%成功启动蜂群；低蔗糖浓度组蜂后卵巢卵母细胞长度小17%，最大卵母细胞小12.98%；巢穴启动行为（泌蜡、孵卵等）在低蔗糖浓度组减少17.9%，且随时间加剧；flupyradifurone暴露使蜂后活动性增加30.2%，但未单独影响巢穴启动；碳水化合物限制与flupyradifurone随时间协同降低巢穴行为可能性；低蔗糖浓度组蜂后消耗更多溶液但摄入总蔗糖量更少，证实碳水化合物限制。
**技术方法概述**
样本来源：2024年春季从英国布里斯托大学公共花园采集野生Bombus terrestris蜂后，排除花粉采集个体（表明已有巢穴）。实验设计：完全交叉设计，4个处理组（高/低蔗糖浓度 × 有无1.6 ppm flupyradifurone）。暴露方式：前14天提供农药处理蔗糖溶液，后14天提供未处理溶液，蔗糖溶液自由取食。监测：每日在红灯光下记录行为快照（6种行为），并记录死亡率和卵存在。解剖：实验结束后通过显微镜测量卵巢发育、卵母细胞长度，检测寄生虫（Vairimorpha spp.、Crithidia bombi、Apicystis bombi）。统计分析：采用信息理论模型选择，使用AICc值，以Cox比例风险模型、线性混合效应模型等分析，并通过交互项判断协同或加性效应。
**研究结果**
**Mortality（死亡率）**：通过混合效应Cox比例风险模型分析，未发现碳水化合物限制或农药暴露对蜂后死亡率有显著影响，且两者无交互作用。但蜂后捕获日期越晚，存活率越高。
**Brood（蜂群）**：低蔗糖浓度组蜂后均未产生卵或幼虫，而高浓度组31.6%产卵。在50%蔗糖组中，农药暴露对蜂群数量无显著影响，但蜂体大小（胸宽）是显著预测因子，较小蜂后产卵量略少。
**Ovaries（卵巢）**：低蔗糖浓度组蜂后产生卵母细胞长度小17%，最大卵母细胞长度小12.98%，表明碳水化合物限制限制卵巢发育。农药暴露对卵母细胞大小无显著影响，也无交互作用。
**Behavior（行为）**：低蔗糖浓度组蜂后活动性随时间降低23.7%，但单独作用不显著；flupyradifurone暴露显著增加活动性30.2%。对于巢穴行为（泌蜡、孵卵、触角拍打），发现时间、蔗糖浓度和农药的三向交互作用显著，表明低蔗糖浓度和农药暴露随时间协同降低巢穴行为可能性。低蔗糖浓度组巢穴行为可能性低17.9%，且随时间增强。
**Sucrose（蔗糖消耗）**：低蔗糖浓度组蜂后每日消耗更多蔗糖溶液（体积增加240.1%），但摄入蔗糖总量显著减少，证实碳水化合物限制。农药暴露对蔗糖消耗无显著影响。
**讨论与结论**
**讨论**：本研究表明，碳水化合物限制对熊蜂蜂后巢穴启动具有严重负面影响，低蔗糖浓度组无蜂群产生，这与春季“饥饿缺口”期间花蜜质量低下的现实一致。蜂后通过增加取食量无法完全补偿低质量花蜜，导致卵巢发育受阻和巢穴行为减少。Flupyradifurone在测试浓度（1.6 ppm）下未单独损害巢穴启动，但引起活动过度，可能消耗能量储备并干扰正常行为。与低蔗糖浓度协同作用随时间降低巢穴行为，可能由于低蔗糖浓度组蜂后摄入更多农药溶液（107%更多），且碳水化合物限制降低代谢解毒能力。研究强调，环境土地管理（ELM）计划不仅要增加花卉多样性，还需关注花卉质量（如花蜜蔗糖浓度），尤其是在春季“饥饿缺口”时期种植高花蜜浓度植物（如红豆草Onobrychis viciifolia，蔗糖浓度可达45%），以支持蜂后建立蜂群。
**研究结论**：本研究发现，碳水化合物限制显著损害野生熊蜂蜂后巢穴启动，表现为无幼虫产生、卵巢变小和巢穴行为减少；Flupyradifurone暴露增加蜂后活动性，但未单独影响巢穴启动；两者随时间协同降低巢穴行为可能性。这些结果强调了春季蜂后建立蜂群时碳水化合物摄入的重要性，表明在环境管理方案中需同时考虑花卉多样性和花蜜质量，以缓解野生传粉者下降趋势。
