今年4月,美国数以百万计的蜜蜂突然消失或死亡,当地蜂农损失惨重。与此同时,加拿大、巴西和欧洲部分地区也发生了类似现象。一场“蜂群衰竭失调”(Colony Collapse Disorder,简称CCD)风暴席卷了美国半数以上的养蜂场,名为“蜂群崩溃紊乱”的蜜蜂离奇失踪案闹得沸沸扬扬。从手机辐射到气候变化,从寄生虫到杀虫剂,科学家和养蜂人怀疑了所有可能的原因。9月6日在线发表于《科学》杂志上的一篇论文,确定了蜜蜂神秘失踪的首个疑凶——以色列急性瘫痪病毒(Israeli acute paralysis virus,简称IAPV)。
所谓“蜂群崩溃紊乱”是指蜂箱中的大量成年蜜蜂神秘消失,蜂箱周围又很少能找到死亡的蜜蜂。据统计,仅去年冬天美国就有约四分之一蜂群受这种影响,而美国50%至90%的商业养殖蜜蜂蜂群曾发生过这种现象。
5个月来,美国科学家紧锣密鼓地进行了一项宏基因组(metagenomics)计划,研究了不同蜜蜂群体的基因组。哥伦比亚大学、宾夕法尼亚州立大学等大学的研究人员在实地调查中,利用一种快速基因组测序技术,对比分析了正常蜂群、出现问题的蜂群以及外国引入蜂群之间的差别,最终查出一种名为IAPV的病毒可能是“蜂群崩溃紊乱”的潜在诱因。
进行该项研究的是美国宾西法尼亚州立大学的Diana Cox-Foster和30余位合作者。他们对蜜蜂体内的所有微小生物都进行了测序,包括细菌、病毒和真菌。论文第一作者、美国哥伦比亚大学的Ian Lipkin表示,如果从一个蜂巢的蜂群中鉴别出IAPV病毒,那么这个蜂群有超过96%的几率患有CCD。
不过,研究人员强调,这一结果并不能证明IAPV病毒会必然导致CCD症状,尽管它的嫌疑很大。IAPV病毒有可能是病毒在蜜蜂处于易受攻击的状态时感染了它们。论文合著者、美国农业部的Jeffery Pettis表示,CCD是由多种因素导致的,它体现的是病毒、寄生虫以及一些外部压力(如农药、搬运过程中的颠簸)的累积效果。
从2004年开始,美国蜂农们就开始注意到,他们蜂场里的大量工蜂神秘消失。到今年,美国已经损失了将近一半的蜜蜂,重灾区的损失率估计已经达到90%%,而且这一失踪现象已经扩散到美国27个州。据美国农业部的估计,美国依赖蜜蜂授粉的作物总价值高达146亿美元,如果美国的蜜蜂数量继续大幅度下降,美国农业必然遭受重创。
研究人员认为,从澳大利亚进口的蜜蜂可能是引发IAPV的直接源头。为此,美国农业部正在考虑禁止进口澳大利亚蜜蜂,同时培育抗IAPV的蜜蜂品种。
IAPV病毒最早由以色列希伯来大学的Ilan Sela发现,他在几年前与美国科学家合作进行了该病毒的测序工作。Sela发现,一些以色列的蜜蜂已经将部分IAPV病毒序列整合入自身的基因组,并且对该病毒产生了抗性。因此Lipkin认为,如果IAPV病毒确实是凶手的话,可以利用这些具有自然抗性的蜜蜂来重建家园。
原始出处:
Published Online September 6, 2007
Science DOI: 10.1126/science.1146498
Submitted on June 14, 2007
Accepted on August 30, 2007
A Metagenomic Survey of Microbes in Honey Bee Colony Collapse Disorder
Diana L. Cox-Foster 1, Sean Conlan 2, Edward C. Holmes 3, Gustavo Palacios 2, Jay D. Evans 4, Nancy A. Moran 5, Phenix-Lan Quan 2, Thomas Briese 2, Mady Hornig 2, David M. Geiser 6, Vince Martinson 7, Dennis vanEngelsdorp 8, Abby L. Kalkstein 1, Andrew Drysdale 2, Jeffrey Hui 2, Junhui Zhai 2, Liwang Cui 1, Stephen K. Hutchison 9, Jan Fredrik Simons 9, Michael Egholm 9, Jeffery S. Pettis 4, W. Ian Lipkin 2*
1 Department of Entomology, The Pennsylvania State University, 501 ASI building, University Park, PA 16802, USA.
2 Center for Infection and Immunity, Mailman School of Public Health, Columbia University, New York, NY 10032, USA.
3 Center for Infectious Disease Dynamics, Department of Biology, The Pennsylvania State University, Mueller Laboratory, University Park, PA 16802, USA.; Fogarty International Center, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
4 Bee Research Laboratory, USDA-ARS, Beltsville, MD 20705, USA.
5 Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA.
6 Department of Plant Pathology, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA.
7 The Center for Insect Science, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA.
8 Department of Entomology, The Pennsylvania State University, 501 ASI building, University Park, PA 16802, USA.; The Pennsylvania Department of Agriculture, Bureau of Plant Industry - Apiculture, Harrisburg, PA 17110, USA.
9 454 Life Sciences, Branford, CT 06405, USA.
* To whom correspondence should be addressed.
W. Ian Lipkin , E-mail: wil2001@columbia.edu
In colony collapse disorder (CCD), honey bee colonies inexplicably lose their workers. CCD has resulted in a loss of 50 to 90% of colonies in beekeeping operations across the United States. The observation that irradiated combs from affected colonies can be repopulated with naive bees suggests that infection may contribute to CCD. We used an unbiased metagenomic approach to survey microflora in CCD hives, normal hives, and imported royal jelly. Candidate pathogens were screened for significance of association with CCD by examination of samples collected from several sites over a period of 3 years. One organism, Israeli acute paralysis virus of bees (IAPV), was strongly correlated with CCD.