文|《中国科学报》记者 王兆昱

蜂的尸体坠落一地。年轻的博士生段盼站在田埂上，心里“凉凉的”。

那是2024年的一个夏日，正午时分，段盼戴着草帽和面罩，来到位于宁夏的苜蓿试验田观察蜂群。谁知刚放出去不到一周的蜂，就死在他的眼前。

自2021年起，段盼便跟随导师——中国科学院动物研究所（以下简称动物所）研究员王宪辉开展苜蓿切叶蜂的繁育攻关。这是一种“娇贵”的蜂，对豆科牧草和作物的制种非常关键，却始终未能在我国规模化繁育。

对于蜂群突然出现的情况，王宪辉并不意外。起初他接手这一陌生课题时，就已做好了心理准备：“科研就像‘炼金炉’，要把自己重新炼一遍。”

今年，王宪辉团队和宁夏农林科学院植物保护研究所张蓉、朱猛蒙以及中国农业大学赵紫华在Advanced Science发表封面文章，揭示苜蓿切叶蜂授粉、滞育、解毒等生态适应性遗传机制。而这群“难养的蜂”也在他们手中，从最初的20万只扩增至如今的200多万只。

Advanced Science文章封面

1 一群“难养”的蜂

“假如没有蜜蜂，人类将面临粮食安全危机。”这绝非危言耸听。作为最为人熟知的传粉昆虫，“忙碌的蜂师傅”用辛勤的工作，撑起了农作物的产量和质量。

让研究团队花了5年时间精心研究和饲养的蜂，叫“苜蓿切叶蜂”。这是一种体形娇小、性情温和的独居授粉蜂，在苜蓿（一种优质牧草）、杂交大豆等豆科植物授粉中起着不可替代的作用。

顾名思义，“切叶”蜂会飞到它喜爱的植物上，在叶片边缘剪下小片圆叶，卷成筒状，为它尚未出生的孩子筑巢。

苜蓿切叶蜂堪称苜蓿花的“专属花使”。它的体形与苜蓿花完美匹配，口器与苜蓿花的结构契合，强大的上颚借助胸腹部的压力能快速打开苜蓿花的龙骨瓣，使之释放出花粉，并用腹部的花粉刷携带花粉完成异花授粉。相比之下，其他蜂类则很难完成这一授粉过程。

王宪辉告诉《中国科学报》，在欧美国家，苜蓿切叶蜂已被广泛应用，能将苜蓿种子产量提升3到5倍，是农业生产最集约化的授粉蜂之一。但在我国，这种蜂却一直“扎不下根”，无疑掣肘了苜蓿草的本土化生产，使我国在优质饲草供应上长期依赖进口。

这是由于苜蓿切叶蜂对环境要求比较苛刻，是一群“难养的蜂”。最棘手的就是它的滞育状态——在越冬时，必须达到适宜的光周期、温度和湿度，让蜂蛹顺利休眠，熬过没有食物的寒冬，下一代成蜂才会茁壮成长。

此外，苜蓿切叶蜂的敌人不少——寄生蜂、真菌、病毒，以及捕食性昆虫，都会让它们元气大伤。而人类活动尤其是农药的使用，也在无形中伤害着它们。

我国科研人员曾不止一次尝试引进并规模化培育苜蓿切叶蜂，都因“水土不服”而失败。哪怕纬度和大致条件与美国相似，但“微环境”不对，蜂群就是活不下来。这群“难养的蜂”就像孩子一样，需要精心地研究它们的基因和习性，耐心地选育出适合我国“微环境”的蜂群，慢慢地保持和扩大种群规模。

苜蓿试验田的俯瞰图，其中白色的是蜂房

2 一个“不好搞”的课题

时钟拨回到2020年，中国科学院启动了A类战略性先导科技专项“创建生态草牧业科技体系”。其中就有攻克苜蓿切叶蜂高效繁育技术这个多年的行业难题。

彼时，43岁的王宪辉已经组建起较为完备的课题组，且有“从0到1”培育授粉昆虫——新疆地熊蜂的经验。自2001年到动物所读博，他一直跟随恩师、中国科学院院士康乐研究蝗虫。2015年，他独立组建课题组，开拓新的方向——授粉蜂驯化与高效繁育，以替代国外进口。

他心里清楚，这次苜蓿切叶蜂的任务依然是“零基础”，像熊蜂驯化那样，他们要再啃一遍硬骨头。

为了这一任务，王宪辉把自己“关”进文献堆里，昼夜翻阅文献，并在网上查找相关的研究线索。突然，他眼前一亮——宁夏农林科学院植物保护研究所的张蓉团队也在做类似尝试。

多方打听后，王宪辉拨通了张蓉的电话。电话那头，张蓉的声音透着期待——她正疑虑苜蓿切叶蜂种群数量不稳定的原因。而王宪辉团队在基因组学和昆虫繁育技术上的积累，正巧为她带来了“曙光”。

很快，王宪辉带着副研究员侯丽等一行人，飞往宁夏。一踏进试验田，就看到切叶蜂在苜蓿花间穿梭飞舞，授过粉的苜蓿接荚明显更多。王宪辉当即与张蓉一拍即合，“一起养蜂！”

他们制定了“室内外结合”的方案：每年6到8月是室外放蜂的时节，可集中做田间试验；其余时间则利用动物所的室内平台，深入解析苜蓿切叶蜂的遗传机制。

团队成员在苜蓿田中合影，从左至右依次为：段盼、王宪辉、王存森（实习生）

3 一篇凝结心血的文章

这篇发表在Advanced Science上的封面文章，凝结了科研人员的大量心血。

“生命的很多行为、性状都由基因决定。只有深入基因层面，才能为我们研发繁育技术、培育优秀蜂种提供更清晰的路径。”论文第一作者、博士生石让军说。

石让军的主要工作，是对苜蓿切叶蜂的基因组进行测序和解析。他采用国际先进的三代测序技术，生成了超过90G的数据，并绘制出这类蜂的“遗传蓝图”。

这份蓝图中，包含着丰富而珍贵的遗传信息，其中有两个发现尤为亮眼。

其一，苜蓿切叶蜂体内与免疫相关的基因“特别多”。这是它应对漫长滞育期的进化结果——蜂蛹在6到8个月的滞育中极易遭遇病原菌侵袭，强大的先天免疫能力就成了它的“护身符”。

其二，苜蓿切叶蜂体内的解毒基因却“很缺失”。由于它一直以甜甜的、无毒的花粉和花蜜为食，在进化过程中丢掉了天然的“解毒能力”，这也使得它们在人类使用的化学农药面前变得尤为敏感脆弱。

而未来课题组的方向，就是基于这些信息，筛选和繁育更具免疫力、对农药更耐受的蜂群。

在距离北京1000多公里的宁夏和内蒙古试验田中，镜头给到长期做野外工作的段盼——这个小伙子已经被晒得黝黑。

野外工作并不充满诗意。在试验田里，有数个圆柱形的蜂房，那是段盼和苜蓿切叶蜂共同的“根据地”。每年6到8月，段盼要么抱着重重的巢板和蜂盘，将苜蓿切叶蜂释放到田间，让这些“小精灵”自由采集花粉、花蜜；要么在高温闷热的蜂房中一待一整天，守着数万个蜂巢孔，小心地观测、取样。

段盼在蜂房内观测、记录

“清晨5点起床，午饭匆匆对付”，这种工作节奏几乎是常态。段盼从不发愁身体的疲惫，最让他揪心的事是蜂群出了意外。

夏季的苜蓿地会出现无法预测的骤风和阵雨。尽管加固了蜂房，暴风雨依然会在一夜之间将蜂房掀翻，连带里面的数万只苜蓿切叶蜂通通消失。由于当地地势平坦，蜂房能被风吹着滚动很远。段盼记得，一次大风过后，几个蜂房都被刮飞，其中一个让他们足足找了近10公里，待找到后发现里面早已空空如也。

被大风吹走、散架的蜂房

还有一次让段盼刻骨铭心的损失，正是文章开头那一幕。后来，段盼才找到原因——附近的农田虫害暴发，农田主人临时喷洒农药，随风飘来的药雾对人类影响不大，却给苜蓿切叶蜂带来了“灭顶之灾”。

农药中毒的苜蓿切叶蜂

王宪辉补充道，人类活动尤其是农药的使用，使传粉昆虫的生存空间逐渐逼仄，种群数量急剧下降。早在10多年前，康乐等昆虫学家就发出呼吁：在中国加强传粉昆虫的研究，非常必要。

如今，在宁夏的田野上，两个团队正在为苜蓿切叶蜂高效繁育和利用蹚出一条新路。这项成果有望使我国苜蓿等作物从依赖国外授粉蜂和优质饲草种子，逐步实现自有技术体系和种质资源的自主可控，进而稳定国内饲草供给，推动“草畜平衡”。

“文章虽然发表了，但我们的研究才刚刚打开一扇门。”侯丽告诉《中国科学报》，他们和许多制种公司、农民朋友交流过，希望将苜蓿切叶蜂授粉技术推向产业，让农民在苜蓿制种中“有钱赚”。

4 科研就像“炼金炉”

“科研不是一件逍遥的事情，而是一个‘炼金炉’，要把自己重新炼一遍，才能有涅槃重生的感觉。”王宪辉笑着说。

王宪辉出生于农村，自小与农作物和昆虫为伴。在他眼中，这些微小的生命充满了智慧。

“人类和昆虫的社会行为有许多相通之处。”王宪辉说，昆虫社会中，也存在性格差异、利己和利他行为、社会分工等有趣的现象。

除了对昆虫的兴趣，他最牵挂的还是学生的成长。

“培养一个学生比做一个课题还难。”作为导师，王宪辉希望自己能激发学生对科学研究的渴望，使之理解科学研究的逻辑。

带过多位学生后，王宪辉发现，从“确定性的知识学习”到“不确定的科研创新”，这个突变是研究生面临的最大考验。即使作为导师有着丰富的经验，王宪辉也无法完全预判某个方向能否成功。

他希望，自己的学生能愈挫愈勇，在压力中享受科研。

烈日下的苜蓿田中，段盼又一次拿起实验记录本，他的身后是无垠的土地，未来是新的考验。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202417054 

文中图片均为受访者提供