蜜蜂养殖技术｜影响蜂群中肠道菌的因素

  1、营养水平
  
  营养可直接影响宿主的免疫力，还可通过调节宿主肠道菌和病原体种群而间接影响；食物本身也是共生体的载体，不同的食物可提供不同的微生物成分，了解食物及肠道菌的组成和功能可更好地了解宿主和病原体相互作用的效果。有报道表明，饮食不仅改变了肠道的代谢功能，同时还能改变肠道菌群的结构。
  

  从野外抓捕熊蜂并在室内饲养到10只工蜂出房，然后放回到抓捕蜂王的地方，每周为这些蜂群提供50%浓度的糖水，最后结果表明额外添加糖水对野生地熊蜂蜂群的肠道多样性变化无影响。从目前的报道来看，营养对不同昆虫肠道菌多样性的影响差异较大，因此不同昆虫肠道菌的多样性、特异性等信息，还需要进一步分析才能最终确认。
  
  2、抗生素残留
  
  抗生素主要通过粪便散布于环境中引起残留，在一些国家的河流和湖泊已经检测到了不同种类的抗生素，抗生素能够改变肠道微生物的多样性，因此昆虫在野外环境中不可避免地会遭受抗生素的影响。有关抗生素对蜜蜂影响的一个主要方向是抗生素的耐药性，对长期处于抗生素环境中的蜜蜂的肠道菌群产生的抗药基因进行了研究，研究表明蜜蜂肠道菌有8个抗性位点，包括耐药性基因和核糖体防护基因，抗性基因在蜜蜂中普遍存在，而在熊蜂中只有三个抗性位点。
  
  目前大部分的研究均将抗生素作为一个工具来杀死肠道菌来验证某种肠道菌功能，还未见不同浓度的抗生素残留对蜂群影响的报道，不同浓度抗生素处理后蜂群肠道菌群能否恢复及通过什么方式恢复还未见报道；另外，肠道菌对抗生素处理产生的抗性及适应机制也少见报道。
  

  3、病原体感染
  
  目前病原体感染对蜜蜂肠道菌数量及功能的影响还很少见报道，感染东方蜜蜂微孢子虫的中华蜜蜂体内细菌数量较正常蜂少，尤其是Bifidobacterium（Bifido）和Neisseriaceae（Beta/Snodgrassella）的数量差异显著，分析表明东方蜜蜂肠道菌群的组成可能影响其对东方蜜蜂微孢子虫的敏感性，研究者还指出共生菌的屏蔽作用可能是其对抗疾病的一种重要途径。但研究结果表明，自然状态下地熊蜂感染微孢子虫和短膜虫与肠道菌多样性并无直接联系。由于蜂种、地理环境和感病程度等均不同，病原体感染是否会影响肠道菌的多样性变化或改变肠道菌群的组成还有待深入研究。
  
  ４、日龄、季节和个体大小
  
  肠道菌群的结构和组成处于动态变化中，年龄等因子都会影响其形成和功能。通过使用实时定量、显微荧光原位杂交等技术研究了蜜蜂发育过程中特定肠道菌的形成，结果表明幼虫和刚出房的工蜂几乎没有细菌，成年工蜂（出房后9～30天）包含大量的BFG菌落群系，研究还表明中肠、回肠和直肠内菌群的分布也不相同。另外，不同季节，气候、蜜粉源差异较大，因此全年不同季节蜂群的肠道菌的变化很可能也有较大差异。研究了生态因素对野外地熊蜂的影响后发现，个体大小对肠道菌多样性无显著影响。
  
  ５、地理环境
  
  地理距离可能影响共生菌在熊蜂肠道内的分布，但缺乏系统研究。目前，不同地理环境下熊蜂肠道菌的多样性及适应机制的研究还未见报道。我国熊蜂资源丰富，从南到北均有分布。分析诸如青藏高原（高海拔、缺氧）、东北高寒地区、平原、内蒙古草原等地理环境对熊蜂肠道菌的影响，可为今后研究共生菌与宿主的相互作用、共生菌适应环境的机制等奠定基础。
  
  由于目前蜜蜂大量死亡引起的经济损失，引起了科学界对各种蜜蜂疾病的关注，一个充满前景但仍未开发的一个领域就是对蜜蜂、熊蜂等传粉昆虫肠道菌群的研究。不断增加的证据表明宿主的健康状态和肠道微生物平衡之间有一种严格的相互联系，当肠道微生物以适宜的顶极群落存在时，可对机体应对疾病发生起到重要的作用，而肠道微生物群落生态平衡失调将导致病原体的入侵。
  
  利用昆虫共生菌作为一种潜在的生物防治工具来保护有益昆虫的课题已经开始逐渐形成，并为改善昆虫先天免疫内稳态及昆虫健康做出了贡献。然而，为了能够管理这些昆虫体内复杂的肠道菌群，需要首先了解这些共生菌在健康群、疾病群和受压力等条件下与宿主发生作用的分子机制；
  
  在今后的研究中，还需进一步弄清昆虫区分非致病性（如肠道共生菌）和有害病原体的机制，这将对我们操控昆虫肠道菌并用来控制有害昆虫或保护传粉昆虫在内的有益昆虫提供了便利。例如，开发对动态变化的菌群的快速诊断技术，一旦检测到菌群失调，立即应用一些有效的细菌来重置菌群结构，使其达到最适的顶级群落状态，从而对抗病原菌入侵。
  
  总之，肠道菌群的平衡在营养、代谢和免疫功能等方面对蜂群的健康起到了重要的作用，并对蜜蜂健康状况的改善有着重要意义。在蜜蜂等传粉昆虫不断面临的各种健康威胁下，弄清肠道菌群的影响因素与维持机理、开发可提高传粉昆虫活力和免疫力的优势共生菌、建立以肠道菌群平衡为目标的改善策略来增强蜜蜂对环境及各种病原菌的适应和抵抗能力将对蜜蜂养殖快速稳定发展至关重要。