室內人工飼養蜜蜂幼蟲的研究

計 劃 名 稱 ： 室 內 人 工 飼 養 蜜 蜂 幼 蟲 之 研 究 計 劃 編 號 ： NSC -87-2313-B-0 02-044 執 行 期 限 ： 86.8. 1 ~ 87.7.31 主 持 人 ： 何 鎧 光 執 行 機 關 ： 國 立 台 灣 大 學 昆 蟲 學 系 中文摘要 本研究採用的高產、正常及低產三種 生產方式之蜂王乳(royal jelly)，經化學分 析發現三種產量之蜂王乳，其六種基本化 學組成分並無顯著差異。水分 67.3%∼ 69.2%；灰份 1.05%∼1.10%；醣類 8.2% ∼ 13%；粗脂肪 4.2%∼5.5%；粗蛋 白 18.4%∼20.1%；癸烯酸 1.12%∼1.36%。 今 以 蜂 王 乳 、 葡 萄 醣 (glucose) 、 果 醣 (fructose)、酵母抽出物(yeast extract)及二 次蒸餾水(double-distilled water)，調配成 人工飼養幼蟲的基本食物(BLD)。將上述 三種蜂王乳分別調製成 BLD，並飼養孵 化 12∼24 小時之雌性幼蟲，所得之成蜂 羽化率皆可維持在 73.3%∼80%之間；因 此，此三種生產方式之蜂王乳對幼蟲之生 長並無影響。再以不同調配之 BLD 飼養 孵化 12 至 24 小時之雄蜂幼蟲，其成蜂羽 化率只有 18%，且有多數個體羽化不完全 之情形。將 BLD 中的醣類及酵母抽出物 比例修改，藉以探討食物因子對幼蟲生長 分化之影響，其中發現修改後之 BLD， 醣類及酵母抽出物比例過高或過低均對 幼蟲生長有不利之影響。另外，雌蟲整個 幼蟲期以蜂王乳餵飼，則並無成蜂羽化。 今以蜂王乳餵飼雌性及雄性前三日齡之 幼蟲，之後改餵飼 BLD 直至化蛹，則羽 化雌性成蟲中，蜂后個體之比例顯著提 高，而雄蜂羽化率可達 65%。 Summar y

The royal jelly adopted in this research is high-produced, normal and low-produced. The six basic components of those royal jellys are very similar through the chemolysis: moisture content 67.3%~69.2%; ash1.05%~1.10%; carbohydrate 8.2%~13%; crude fat 4.2% ~ 5.5%; crude protein 18.4%

~20.1%; 10-HDA （ 10 hydroxy- δ -2-decenoic acid ） 1.12% ~ 1.36%.Take each royal jelly compound three different BLD with glucose, fructose, yeast extract and double distilled water. Breeding female larvae 12~24 hours with each BLD, the percent survival to adult stages could maintain between 73.3%~80%; therefore, these three BLD do not effect the growth of larvae. However, when breeding male larvae with each BLD, percent survival to adult stages is only 18%, and number of the survival adult are emerged incompletely. Change the proportion of carbohydrate and yeast extract in BLD to explore the effect of food component on the growth of larvae, high or low proportion of carbohydrate and yeast extract could make the larvae emerge incompletely. If we feed the female larvae with royal jelly all through the larva stage, no adult can survive. However, feed male and female larvae with royal jelly in the first three days, the day after feed them with only BLD until pupating, we have higher proportion of queen adult and the drone percent survival to adult stages could reach 65%. 計劃緣由及目的 蜜蜂為高 度分工 之真社會性昆 蟲 (eusocial insects)，蜂群 中包括 許多 未 封 蓋 之 幼 蟲， 這 些 幼 蟲 皆 由 蜂 群 中 專 司 飼 育 的 育 幼 蜂 (nurse bees) 提 供 食 物 ， 此 種 行 為 雖 然 提 供 了 蜜 蜂 於 幼 蟲 時 期 具 有 良 好 之 生 長 環 境 及 條 件， 但 對 於 許 多 蜜 蜂 幼 蟲 之 相 關 研 究 上 增 加 許 多 困 難 度； 例 如 ： 受 病 原 感 染 而 罹 病 之 幼 蟲 ， 成 蜂 會 因 幼 蟲 罹 病 而 將 其 移 除 ， 造 成 病 理 學 上 研 究 的 困 難 ； 防 治 幼 蟲 病 害 的 藥 劑 無 法 直 接 施 用 於 幼

蟲 ， 須 由 育 幼 蜂 傳 遞 予 幼 蟲 ， 其 防 治 效 果 受 蜂 群 行 為 影 響 甚 鉅； 幼 蟲 食 物 均 經 由 育 幼 蜂 餵 食 ， 食 物 營 養 成 分 組 成 不 易 人 為 添 加 或 去 除 ， 使 蜜 蜂 之 營 養 學 研 究 困 難 ； 此 外， 蜜 蜂 階 級 分 化 及 殺 蟲 劑 對 幼 蟲 的 影 響 等 研 究 ， 皆 因 蜂 群 中 的 照 顧 之 行 為 而 不 易 進 行。 若 能 建 立 一 套 人 工 飼 養 的 標 準 模 式， 將 蜂 群 的 照 顧 行 為 排 除 之 ， 則 許 多 幼 蟲 方 面 的 研 究 皆 可 得 到 直 接 且 明 確 之 結 果。 蜂王所產 下之授 精卵所孵化之 幼 蟲 ， 其 階 級 分 化 與 幼 蟲 時 期 所 取 食 之 食 物 的 營 養 組 成 成 分 及 取 食 量 有 密 切 的關係，RJ 中含有較高的糖類已被證 實 有 促 進 幼 蟲 取 食 的 作 用 ( Brouwers

et a l.,1984; Asencot and Lensky,

1985 )，幼蟲 於 1-2 日齡時因糖類的刺 激而取食大量的 RJ，此種食物的因子 刺激了中腸的受器( receptors )，促使 咽喉側腺( corpora allata )於三日齡時 釋 放 多 量 的 青 春 激 素 ( juvenile hormone﹦JH )， 此 JH 調控著 幼蟲合 成 特 殊 的 蜂 后 蛋 白 ， 造 成 蜂 后 與 工 蜂 的形態差異(Winston, 1987)。 本 研究 室過 去曾 針 對 蜜蜂美 洲幼 蟲 病 的 防 治 應 用 上 ， 利 用 人 工 飼 養 蜜 蜂 幼 蟲 之 技 術 加 以 深 入 研 究 探 討 ( 陳 等,1997)，並且均獲得高應用價值之成 果 。 但 在 實 驗 過 程 中 ， 其 羽 化 成 蜂 皆 會 出 現 蜂 王 及 中 間 形 之 個 體 ， 因 此 ， 解 決 雌 性 個 體 的 分 化 方 向 以 及 建 立 雄 性 個 體 之 飼 養 技 術 即 為 本 研 究 之 主 要 目的。 結果與討論 (一) 蜂王乳化學成分分析 本研究以 A.O.A.C.之分析方法對三 種不同生產方式之蜂王乳的水分、灰份、 醣類、粗脂肪、粗蛋白及癸烯酸，進行化 學組成之分析(表一)。 由結果可發現三種蜂王乳中的癸烯 酸含量差異性較大，以三天四排為生產方 式的高產量蜂王乳可能因蜂群每日所能 生 產 蜂 王 乳 中 之 癸 烯 酸 含 量 有 一 定 限 度，而癸烯酸含量的差異是否會對幼蟲生 長及發育造成影響，將於以下實驗中討論 之。 表一、不同生產方式蜂王乳之化學組成分析 高 產 正 常 低 產 水 分(%) 68.16±0.03 69.08±0.11 69.25±0.41 灰 分(%) 1.09±0.004 1.21±0.007 1.21±0.021 醣 類(%) 10.75±1.02 11.55±1.79 9.05±1.65 粗脂肪(%) 4.82±0.56 4.42±0.81 5.02±0.31 粗蛋白(%) 19.68±0.65 18.58±0.44 19.04±0.32 癸烯酸(%) 1.12±0.50 1.25±1.00 1.30±1.20 (二) 蜂王乳生產方式對幼蟲之影響 根據 Vandenberg 及 Shimanuki (1987) 將此三種生產方式之蜂王乳以 50%生鮮 蜂王乳、6%葡萄醣、6%果醣、1%酵母抽 出物 及 37%無菌水，分 別配製成食物 WBLD-1，飼養孵化 12~24 小時之雌性幼 蟲，飼養結果如表二所示： 表二、蜂王乳生產方式對幼蟲生長發育之情形 低 產 正 常 高 產 幼 蟲 數 120 116 118 化蛹存活數 105(87%) 101(87%) 103(87%) 排便天數 7~9 7~8 8~9 羽 化 數 89(74%) 88(75%) 94(79%) 羽化天數 16~21 16~21 17~22 成蜂乾重 (mg) 20.69±1.63 20.05±1.64 20.92±1.94 三種蜂王乳所飼養之幼蟲化蛹率皆 高 達 87% ， 成 蜂 羽 化 率 也 介 於 74%~79%；至於成蜂之乾重，三者也並無 顯著差異，因此，三種生產方式所獲得之 蜂王乳其營養成分對幼蟲生長發育並無 差異性存在。在確定三種生產方式所生產 之蜂王乳其化學組成分並無差異性後，再 將這些蜂王乳加以混合均質化，並將混合 後之蜂王乳保存於-20℃之冷凍櫃中作為 後續實驗之主要材料。 (三) 工蜂的飼養 由 於 上 述 實 驗 中 所 配 製 的 食 物 WBLD－1，其所飼育的雌性個體會出現

26﹪的中間型態及蜂王階級之成蜂，因此 針對工蜂的營養需求，一方面在幼蟲食物 的 調 配 上 做 了 比 例 上 的 修 正 配 製 成 WBLD－2 及 WBLD－3（表三），另一方 面將所取的幼蟲齡期由孵化 12~24 小時 改為取孵化 24~36 小時。 表三、飼育工蜂之食物配方 WBLD－1 WBLD－2 WBLD－3 蜂 王 乳 50% 50% 45% 無 菌 水 37% 39.5% 38% 葡 萄 糖 6% 5% 8% 果 醣 6% 5% 8% 酵母抽出物 1% 0.5% 1% 結果如表四所示；Ex-1 為幼蟲時期全程餵 飼食物 WBLD－1，羽化成蜂中有 30﹪的 蜂后及中間形個體。而 Ex-2 為取孵化 12~24 小時之幼蟲，全程餵飼食物 WBLD －2，而 Ex-3 為取 24~36 小時之幼蟲，於 前四天供給 WBLD－2，之後改以 WBLD －3 餵食直至排便化蛹為止。結果顯示， 實驗 Ex-2 及 Ex-3 羽化成蜂中，蜂王及中 間形態個體之比例明顯下降。且實驗 Ex-3 幼蟲的排便及羽化之天數也較為集中， 因此，Ex-3 之飼養方式最適用於工蜂之飼 育。 表四、工蜂飼養之食物配方比較

Ex-1 Ex-2 Ex-3

幼 蟲 數 90 87 85 化蛹存活數 81 77 68 排便天數 6~9 6~9 7~8 羽 化 數 65 (72%) 62 (71%) 67 (74%) 羽化天數 15~20 18~21 18~20 羽化階級 W：46_Q：13 I：6 W：51 Q：7 I：4 W：62 Q：3 I：2 成蟲乾重 (mg) 30.48±2.81 32.57±2.11 29.69±1.88

W : worker , Q : queen , I : intermedia

雌性幼蟲要發育成為工蜂階級，在孵 化前三天食物中醣類的比例不可過高，否 則易使幼蟲因醣類刺激而發育為蜂王階 級。另外，醣類及酵母抽出物之比例過高 或過低也會造成幼蟲於生長發育時期發 育不完全或大量死亡。因此在食物各組成 成分的比例及食物種類與幼蟲齡期的搭 配上必須謹慎。 (四) 蜂王的飼養 蜂王飼育方面，欲使飼養之雌性幼蟲 發育為蜂王，其食物配方及餵飼方式必定 與飼養工蜂有所差異。因此將食物配製成 QBLD－1 、QBLD－2 及 QBLD－3（表 五），希望能找出飼育蜂王的最適方法。 表五、飼育蜂王之食物配方 QBLD－1 QBLD－2 QBLD－3 蜂 王 乳 95% 55% 60% 無 菌 水 5% 29% 28% 葡 萄 糖 0% 6% 5% 果 醣 0% 6% 5% 酵母抽出物 0% 4% 2% 飼養結果由表六所示，實驗 Ex-4 於 幼蟲時期全程以 QBLD-1 飼育，結果顯示 只有 7﹪幼蟲進入蛹期，但是均無法羽 化。此表示雖蜂王乳是採自王台內幼蟲前 四日齡之食物，但是此食物無法供應蜂王 幼蟲完整之營養。因此，我們做了以下之 修正方式。 表六、蜂王飼養之食物配方比較

Ex-4 Ex-5 Ex-6

幼 蟲 數 82 83 73 化蛹存活數 6(7%) 68(82%) 62(84%) 排便天數 7~9 6~9 6~8 羽 化 數 0 52 (62%) 45(61%) 羽化天數 － 15~21 15~20 羽化階級 Q：0 W：0 I：0 Q：19 W：23 I：10 Q：24 W：17 I：4 成蟲乾重 (mg) － 32.97±5.05 35.12±4.78

W : worker , Q : queen , I : intermedia

實驗 Ex-5 中幼蟲期全程以 QBLD-2 飼養，此配方的蜂王乳及酵母抽出物之比 例提高，所得成蜂中蜂王之比例可提高至 36﹪，但是其成蜂羽化率則只有 62%。而 實驗 Ex-6 則是取孵化 12 小時以內之幼 蟲，希望藉此能將自然蜂群所造成之影響 降 至 最 低 ； 這 些 幼 蟲 於 前 兩 日 餵 飼 QBLD-1 食物，第三日起改 QBLD-3 為幼 蟲食物至進入排便期。

結果由表六所示，羽化成蜂之中，蜂 王所佔的比例可提高至 52%。而成蟲乾重 也較實驗 Ex-2 中的成蟲重。蜂王生長發 育過程中所需的營養成分與工蜂必然不 同，而且蜂王於蜂群中主司繁殖其發育過 程中對營養的需求也高於工蜂，因此，調 整食物中蜂王乳及醣類及酵母抽出物的 比例則可明顯提高蜂王階級之比例。 (五)雄蜂的飼養 根據 Haydak（1970）所提，雄蜂幼 蟲 的 食 物 與 工 蜂 幼 蟲 時 期 的 食 物 相 類 似，但是雄蜂幼蟲四日齡起食物中含有花 粉。因此在人工飼養雄蜂時，最初實驗 Ex-7 以 WBLD-1（表七）進行雄蜂幼蟲 之飼育。 表七、飼育雄蜂之食物配方 WBLD－1 DBLD－2 蜂 王 乳 50% 50% 無 菌 水 37% 30% 葡 萄 糖 6% 9% 果 醣 6% 9% 酵母抽出物 1% 1% 結果並不盡理想，成蜂羽化率只有 18 ﹪而已，且有一半個體有羽化不完全之現 象。於是便推測雄蜂幼蟲整個發育時期食 物 會 像 蜂 王 食 物 一 樣 隨 齡 期 不 同 而 改 變。 表八、不同食物配方與自然蜂群間之雄蜂飼養情形

Ex-7 Ex-8 In colony

幼 蟲 數 89 87 90 化蛹存活數 36 68 68 排便天數 10~13 9~13 9~10 羽 化 數 16 (18%) 63 (72%) 67(74%) 羽化天數 24~25 25~27 22~23 成蟲乾重 (mg) 31.38±5.56 32.97±5.05 35.12±4.78 經過幾次試驗後發現雄蜂幼蟲在前 三 日 時 餵 飼 95% 蜂 王 乳 含 量 的 食 物 QBLD-1，之後的第四、五、六日改以工 蜂食物 WBLD-1，接著再改以 DBLD-2 為 食物，繼續餵食至幼蟲排便。飼養結果如 表八的實驗 Ex-2 所示：成蜂育化率可達 72%與自然蜂群中雄蜂的羽化率 74%相 差無幾，而成蜂的乾重也與自然蜂群無顯 著差異，表示人工飼養幼蟲的食物配方之 營 養 成 分 足 以 供 給 雄 蜂 完 成 生 長 及 發 育。但是羽化天數延的後原因則可能與溫 溼度的調節有密切關係。 計劃成果自評 本實驗對於最終目的在於能夠建立 一套完整的人工飼養蜜蜂幼蟲之技術，目 前對於工蜂階級的飼養已經相當成熟，成 蜂羽化率高且穩定。在蜂王階級飼養的方 面，雖然所羽化之個體中，蜂王階級比例 已經提高許多，但是整體存活率並不理 想，是由於病害之關係還是受食物因子所 影響則有待後續之研究。計劃最重要的突 破是對於雄蜂的飼養；由於前人對於雄蜂 的人工飼養尚未有成功之報導，而此計劃 成功建立雄蜂的幼蟲食物配方及飼養方 式，對於蜜蜂育種、遺傳及各種基礎方面 之研究上有相當大的助益。 參考文獻 陳裕文、王重雄、何鎧光。1996。利用人 工飼養蜜蜂幼蟲測試 Oxytetracycline 的藥效。中華昆蟲 16:331(摘要)。 Asencot, M., and Y. Lensky. 1984. Juvenile

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