跳到主要內容

蜜蜂也要喝咖啡提神?研究顯示咖啡因能提昇蜂群授粉效率!

蜜蜂也要喝咖啡提神?研究顯示咖啡因能提昇蜂群授粉效率!

編譯 香香編輯 柴幗馨、林韋佑


綠色革命後,農業生產使用的大量殺蟲劑,嚴重危害了蜜蜂的生態。蜂群數量的銳減,亦導致許多仰賴蜜蜂授粉的經濟作物之產量與品質逐年下降,又此現象在藍莓與草莓等漿果類作物尤為明顯。


這類果實由單果集合成聚合果,在開花期間,需要授粉昆蟲的重複拜訪,才能確保每一朵小花都成功授粉,產生果型完美的苺果。


英國格林威治大學的研究指出,草莓與藍莓在英國市場有將近3.6億的產值。如何提高蜜蜂授粉效率,讓蜂群重複往返漿果的小花,使花均勻授粉,是果樹學家重要的研究目標。



圖片來源:https://www.flickr.com/photos/usgsbiml/
英國薩賽克斯大學(University of Sussex)Couvillon博士的實驗室正著手一項研究計畫:咖啡因對熊蜂(bumblebees)行為影響,希望「找到適當的咖啡因濃度與蜜源在田間的設置方式,提高熊蜂在草莓園的授粉效率」。


研究團隊在草莓園內進行試驗,在園區內使用含有咖啡因的糖水作為蜜源,並與沒有添加咖啡因蜜源的控制組比較試驗結果。研究結果發現,熊蜂採了帶有咖啡因的花蜜後,咖啡因會讓熊蜂產生錯覺,誤以為該蜜源品質很好、糖分含量很高。因此熊蜂會更積極地跳起它們獨特的8字擺尾舞- 一種傳遞訊息的動作,讓其他熊蜂知道蜜源位置,並吸引同伴前往採蜜,採蜜的量比起控制組高達4倍多。


一般來說,熊蜂的覓食行為是會發散飛向四處尋找蜜源,但受過這樣的訓練後,覓食行為將變得非常有目標,熊蜂會直接地衝向具有草莓氣味的花蜜。


採集含有咖啡因蜜源的熊蜂能更快速地判別蜜源位置,並且集中前往草莓的花粉位置採蜜;沒有採集含咖啡因的熊蜂控制組,則仍會嘗試搜尋其他蜜源,例如田間雜草的花蜜,而不對草莓具強烈的專一性。更有趣的是,熊蜂在採集具咖啡因的花蜜後,只需3小時即會展露出「亢奮行為」,且效果可長達數天之久。




咖啡因對蜂群的影響

從生物學的角度來說,授粉行為是一種植物與昆蟲互利的關係。


授粉者從植物上得到花蜜,也就是糖分子,作為食物,讓不能移動的植物得以成功授粉。而植物本身則會分泌少量二次代謝物在花蜜中,例如咖啡因,讓攝取花粉的蜂群有點像是「嗑藥的感覺」,增加授粉昆蟲接觸植物花粉的機會。


花蜜中的糖,是授粉昆蟲的主食,糖分越高,越能吸引授粉昆蟲前往採蜜。Couvillon博士提出一個相當新奇的觀念:「與其讓花蜜產生大量的糖,吸引授粉昆蟲,倒不如分泌微量咖啡因,一方面減少產生糖分消所消耗的能量,一方面還能吸引更多授粉昆蟲」。


除了薩賽克斯大學之外,英國皇家植物園的Stevenson教授與格林威治大學的Arnold博士,也共同提出利用蜜蜂改善草莓授粉的計畫。該計畫已經成功獲得18萬英鎊(約莫720萬台幣)的研究經費。新計劃的目的,是為訓練熊蜂能更有效率地為草莓的授粉,以提升果實品質,減少畸形果對產值的影響。



資料來源:
1. 英國格林威治大學自然資源研究機構  New projects at NRI: better berries with bees plus improved value chains
2. 英國每日電訊報 'Army' of bees to be trained to pollinate strawberries
3. BBC News Caffeinated plants give bees a buzz

留言

這個網誌中的熱門文章

【鈣與作物品質,進階篇】鈣肥怎麼挑?哪時後施?怎麼用?實習の植物醫生筆記

【鈣與作物品質,進階篇】如何選擇鈣肥?哪時候施?怎麼施?
(本文由科技農報(智耕農工作室)大虫農業共同企劃)

作物除了需要氮、磷、與鉀肥等主要元素,次量與微量元素例如:鈣、鎂、錳與鐵也是不可或缺的要素。「次量與微量元素往往是影響口感、風味、與蔬果品質的關鍵」。


這概念對專業農友來說已是老生常談。鈣肥種類怎麼選?施用的時機?以及施用方法?以下整理了中興大學土環系吳正宗教授,以及肥料從業人員的經驗分享,期許農友都能「投資肥料有賺有賠,施用前請詳閱使用說明書」。


鈣肥是一種土壤改良資材,用途大多為中和土壤的酸性。依照鈣肥種類,大致上可分為,石灰類、爐渣類、以及生物性的蚵殼與蟹粉。好鈣肥的標準,取決於改善酸鹼值的效率,即「以最少施用量就能顯著改善土壤酸鹼度」,因此就環境保育的角度與經濟效益而言,氯化鈣與硫酸鈣是相對等級較差的鈣肥。


農民之聲:有機質複合肥料補助,網頁好讀版!(頁面搜尋關鍵字,即可確認肥料有沒有補助)

農報好康:有機質複合肥料補助網頁好讀版農民朋友注意囉,使用這些肥料可向政府領補助!只要符合申請資格,並使用農委會公告的有機質肥料:「含有機質複合肥料運費補助作業規範」肥料產品彙整表,就能根據 國產有機質肥料補助原則,向當地主管機關申請肥料補助經費。(表格更新日期:106.05.15)

有機質肥料與化學合成肥料不同,肥料來源為動物、植物、微生物殘體或代謝物,不但能增加土壤肥力,還能改善土壤結構增加保水力。雖然肥效比化學合成肥料緩慢,但對土壤與環境的衝擊較小。因此從今年起,政府開始鼓勵慣行農民使用這種環境友善的肥料種類,但那些商品有補助呢?農民朋友可用手機瀏覽器右上方功能鍵,「在網頁中尋找」搜尋功能,或是電腦網頁右上方功能鍵的「尋找」,輸入自家使用的肥料登記字號,就能知道能不能領補助了喔! 相關新聞:為減輕農民成本,農委會啟動有機質複合肥料運費補助





手機搜尋方法(如上圖)


一、台灣肥料股份有限公司
編號 廠牌商品名稱 登記證字號 1 農友牌台肥硝磷基黑旺特1號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792034號 2 農友牌台肥硝磷基黑旺特4號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792035號 3 農友牌台肥硝磷基黑旺特5號有機質複合肥料

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑/責任編輯 柴幗馨

全球暖化及各種因氣候變遷引發的植物病蟲害使得世界許多地區的糧食安全受到威脅。而在低度開發國家中,貧窮與作物欠收更可能導致飢荒和營養不良等更嚴重的糧食安全問題。


面臨作物適應的相關挑戰,英國John Innes Centre 研究團隊表示:使用基因編輯技術,針對作物基因序列中的目標基因進行基因編輯,作為作物的抗病育種的工具,會是一種非常有用且有效的方法。

目前CRISPR技術應用於作物基因的研究仍不廣泛,而作物經由CRISPR技術編輯之後,是否能夠成功地將編輯後的變異序列,繼續保存於後代的植株,尚需要深入的研究。此外關於CRISPR技術的脫靶效應(off-target effect)也是科學家無法百分之百確認的問題。

「脫靶」指的是:基因編輯的時候,CRISPR-Cas9系統沒有在正確的目標基因上,進行基因編輯,因此在非目標基因序列上,產生無法預期的變異。通常序列相似的同源基因,最有可能發生脫靶的狀況。




John Innes Centre以及英國The Sainsbury Laboratory 的科學家們,針對大麥與蕓薹屬植物(Brassica,十字花科下的一屬,常見的作物有青花菜、油菜或蕪菁)的特定基因進行編輯,並分析CRISPR基因編輯的成效:包括使用CRISPR技術是否能促使單子葉植物與雙子葉植物的目標基因片段產生變化、後代植物是否能夠遺傳編輯後的基因、以及基因編輯過程中發生脫靶效應的頻率。

研究成果顯示,大麥與蕓薹屬作物的目標基因片段在使用CRISPR技術之後都有產生微小的變化,雖然僅涉及目標基因序列中的1-6個鹼基。然而,這樣的微小變化也足以有效地阻止目標基因的正常運作。

研究近一步針對後代植株進行基因檢測,發現編輯後的基因序列不僅能保存在後代植株之中,而且後代植株的背景基因組,與使用傳統育種方法培育的後代沒有任何顯著差異。



儘管論文中提供了「如何降低脫靶效應」的試驗設計方法,但在研究過程中大麥與芸薹屬這兩種作物還是發生脫靶效應。

這表示未來科學家應該更謹慎的看待「如何確保CRISPR系統僅只編輯目標基因」的議題,而脫靶效應的發生,也就表示一個基因家族之中除了目標基因本身,同時還有許多相關的基因組都發生了變異。換句話說,除了研究者所認定的目標基因之外,可能還需考量更多非預期…