蜜蜂肠道微生物群为它们的健康状况提供线索

约克大学的科学家在一项新的研究中说，当地环境在野生蜜蜂肠道微生物群的健康和多样性中起着关键作用，这可以帮助检测看不见的压力源和潜在威胁的早期指标。

作为宏基因组学新前沿的先导，研究人员对北美、亚洲和澳大利亚三种野蜂——木蜂——的全基因组进行了测序。这项分析使他们能够深入了解蜜蜂的肠道微生物群(细菌和真菌)、饮食和病毒载量，以及它们的环境DNA。

研究人员发现，与群居蜜蜂(如蜜蜂和大黄蜂)不同，独居蜜蜂从它们觅食的环境中获得对健康至关重要的微生物群，而不是从巢友那里遗传。木匠蜂钻入木本植物的茎中产卵，而不是在蜂箱中。

“这可能使它们成为更好的生物指标，因为它们对环境更加敏感，”该研究的通讯作者、科学学院副教授桑德拉·雷汉说。比较宏基因组学揭示了野生蜜蜂微生物群落内和种间变异的扩展见解，今天发表在《通讯生物学》杂志上。

在澳大利亚，当地人口具有非常独特的宏基因组和微生物群;以至于机器学习工具能够可靠地预测每只蜜蜂是从哪个种群中抽取的。

研究小组还在木蜂的微生物群落中发现了以前只在蜜蜂中发现的作物病原体。

Rehan说:“这些病原体不一定对蜜蜂有害，但这些野生蜜蜂可能会传播疾病，对农业产生负面影响。”找出这些病原体是如何在野生蜜蜂中传播的非常重要，因为蜜蜂除了每年提供2000多亿美元的农业服务外，还对全球的生态和农业健康做出了贡献。

建立野生蜜蜂健康微生物群的基线，使科学家能够比较不同大陆和种群的物种，并弄清楚疾病和有害微生物群是如何引入和传播的。

Rehan说:“我们可以用一种非常系统的方式来分析蜜蜂的健康状况，观察种群遗传学和寄生虫病原体负荷，健康的微生物群和偏差。”Rehan的博士后研究助理Wyatt Shell领导了这项研究。“我们的长期目标是能够使用这些工具来检测压力的早期特征，以及需要恢复或保护的栖息地。把它开发成蜜蜂健康的诊断工具。”

研究人员认为，他们首次捕获了木蜂的核心微生物群。他们在这三种木蜂中都发现了有益细菌，有助于代谢和遗传功能。他们还检测到了乳酸菌的种类，这是一种基本的有益细菌群，对肠道健康至关重要，在大多数蜜蜂谱系中都有发现。乳酸菌可以预防流行的真菌病原体，增强免疫系统，促进营养吸收。

然而，Rehan和她的研究生Phuong Nguyen最近在《环境DNA》杂志上发表的一篇论文《小木匠蜂的发育微生物组，Ceratina calcarata》研究了城市中孵化和成年木匠蜂的微生物组，发现它们缺乏乳酸菌。

“这引起了危险信号，”Rehan说。“我们正在继续这些研究，研究更细致的城市、农村比较和长期数据，以真正了解这些环境压力源。任何时候我们描述一个微生物群，并看到与我们所知道的正常情况的偏差，它都可以给我们一个种群或物种受到威胁的迹象。”

总的来说，结果表明宏基因组方法可以为野生蜜蜂生态和健康提供重要的见解。

“我们一直在几个物种中试点这种研究方法，但我们的目标是研究几十种野生蜜蜂，更广泛的比较即将到来。这两项研究确实奠定了基础，”她说。“长期目标是能够使用这些工具来检测野生蜜蜂压力的早期特征，从而确定需要恢复或保护的栖息地。我们很高兴能够为野生蜜蜂研究和保护的新时代构建工具。”

参考:壳牌WA, Rehan SM。比较宏基因组学揭示了野生蜜蜂微生物群内和种间变异的扩展见解。Commun杂志．2022; 5(1): 1 - 12。doi:10.1038 / s42003 - 022 - 03535 - 1

本文已从以下地方重新发布材料．注:材料的长度和内容可能经过编辑。如需进一步信息，请联系所引用的来源。