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科學家發現蜜蜂營養流失-蜂群數量增加15倍

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由牛津大學領導的一組研究人員開發了一種突破性的營養補充劑,可以幫助減緩蜜蜂數量驚人的下降。

科學家與格林威治皇家植物園邱園大學和丹麥技術大學合作,設計了一種模仿蜜蜂通常從花粉中獲取重要營養的食物。

當測試飼餵這種補充劑的蜂群時,其幼仔的年齡是原來的 15 倍。結果發表在期刊上 自然

蜜蜂渴望適當的營養。

蜜蜂依靠花粉作為主要食物來源。它含有稱為甾醇的必需脂肪,對生長和發育很重要。

但氣候變遷和集約化農業降低了各種花蜂對它們的依賴。結果,蜜蜂越來越缺乏關鍵營養物質。

養蜂人經常使用由蛋白質澱粉、糖和油製成的人造花粉。它們提供熱量,但缺乏蜜蜂所需的甾醇。導致菌落缺乏營養

使用工程酵母的實驗室製造的解決方案。

為了填補這一空白,研究人員對解脂耶氏酵母進行了改造,使其能夠精確地生產六種必需的固醇。

他們將這種酵母添加到蜂糧中,並在受控溫室實驗中對其進行了三個月的測試。封閉的設置確保蜜蜂只吃實驗食物。

菌落生長得更快、更健康。

結果是驚人的。餵食補充劑的蜂群產生的進入蛹期的幼蟲數量是餵食標準食物的蜂群的 15 倍。

他們在整個教育過程中繼續撫養孩子。缺乏甾醇的菌落在大約 90 天後停止產生後代。

此外,幼蟲的營養成分也與自然飼養的蜜蜂相符。這表明該補充劑非常模仿真正花粉的營養成分。

科學家表示,這可能會改變遊戲規則。

資深作者(牛津大學生物系)杰拉爾丁·賴特(Geraldine Wright)教授表示:“我們的研究表明我們如何利用合成生物學來解決現實世界的生態挑戰。蜜蜂使用的大多數花粉甾醇在商業上無法以天然數量獲得。這使得不可能創造出可以替代花粉的營養全面的食物。”

主要作者埃莉諾·摩爾博士(當時就職於牛津大學生物學系,現為代爾夫特理工大學)補充道:“對於蜜蜂來說,富含甾醇的飲食與正常蜜蜂飲食之間的差異相當於人類均衡營養的飲食與缺乏必需脂肪酸等必需營養素的飲食之間的差異。通過精確發酵,我們現在能夠為蜜蜂提供給蜜蜂特有的飲食,在所有分子水平上提供其所需的所有分子營養。”

解讀蜜蜂營養

為了找出蜜蜂真正需要什麼,研究人員分析了蛹和成年蜜蜂的組織。這需要極其精細的實驗室工作。包括解剖每隻護士蜂。

他們確定了在蜜蜂生物學中占主導地位的六種主要甾醇:24-亞甲基膽固醇、菜油甾醇、異岩藻甾醇、β-西甾醇、膽固醇和去胺甾醇。

CRISPR 和酵母使其具有可擴展性

團隊使用 CRISPR-Cas9 基因編輯對解脂耶氏酵母進行編程,以有效生產這些甾醇。

選擇這種類型的酵母是因為它自然產生脂肪。可安全用作食品,並可擴大規模用於工業生產最終的營養補充劑是通過在生物反應器中培養酵母並將其乾燥成粉末製成的。

為什麼這對糧食和農業很重要?

蜜蜂幫助生產主要農作物。全球超過70%,但其人口正承受營養不良的嚴重壓力。氣候變遷、寄生蟲、疾病和殺蟲劑

近年來,美國每年的蜂群損失率為 40% 至 50%,到 2025 年可能達到 60% 至 70%。

這種新的補充劑可以增強蜜蜂的健康,而不會增加對有限野花的競爭。它可能發展成為一種營養全面的食品。

請幫助野生蜜蜂。

合著者 Phil Stevenson 教授(RBG Kew 和格林威治大學自然資源研究所)補充說:「蜜蜂是杏仁、蘋果和櫻桃等農作物生產中極其重要的傳粉媒介,在一些種植地區的數量非常多。這可能會給有限的野花種群帶來壓力,因此我們的工程補充劑可能會通過減少對有限花粉來源的競爭而使野生蜜蜂物種受益。」

養蜂人的潛在發展

Danielle Downey(蜜蜂研究非營利組織 Apis m. Project的執行董事(未參與這項研究)表示:「我們依靠蜜蜂為我們所咬食物的三分之一授粉。但蜜蜂也面臨著很大的壓力。良好的營養是提高它們對這些威脅的抵禦能力的一種方法。而在蜜蜂的天然食物量正在減少的地區,更全面的營養補充劑可能會改變遊戲規則。

接下來會發生什麼事?

仍需要更大規模的現場試驗來確認長期效益。如果成功,農民可以在兩年內獲得該補充品。

同樣的技術也可以適用於其他傳粉媒介或農場昆蟲,為永續農業開闢新途徑。

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