陳奕霏， 董志祥， 李還原， 唐啟河， 郭 軍

(昆明理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500)

蜜蜂屬(Apis)為節(jié)肢動(dòng)物門(Arthropoda)、昆蟲綱(Insecta)、膜翅目(Hymenoptera)、細(xì)腰亞目(Apocrita)、蜜蜂科(Apidae)昆蟲[1-2]，是重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲和授粉昆蟲。蜜蜂屬有9個(gè)種：西方蜜蜂(Apismellifera)、東方蜜蜂(Apiscerana)、小蜜蜂(Apisforea)、大蜜蜂(Apisdorsata)、黑小蜜蜂(Apisandreniformis)、黑大蜜蜂(Apislaboriosa)、沙巴蜂(Apiskoschevnikovi)、蘇拉威西蜂(Apisnigrocincta)和綠努蜂(Apisnuluensis)。前6個(gè)種在我國均有分布，但西方蜜蜂的原產(chǎn)地是歐洲、非洲和中東等地[2]； 后3個(gè)種均分布于亞洲地區(qū)，其中沙巴蜂分布于馬來西亞沙巴州，蘇拉威西蜂分布于印度尼西亞的蘇拉威西群島和菲律賓。蜜蜂是全球范圍內(nèi)數(shù)量最大的傳粉昆蟲，其授粉功能為全球食用農(nóng)產(chǎn)品的增產(chǎn)帶來了顯著的促進(jìn)作用。2005年蜜蜂等昆蟲為100種食用農(nóng)作物傳粉的價(jià)值為1 530億歐元，相當(dāng)于當(dāng)年食用農(nóng)產(chǎn)品總價(jià)值的 9.5%[3]。2006年至2008年中國蜜蜂授粉的年均價(jià)值高達(dá)中國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的12%，約3 042.2億元[4]。中國蜂蜜年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/4以上，現(xiàn)有蜂農(nóng)約30余萬人，是歷史悠久、名副其實(shí)的養(yǎng)蜂大國。在宿主龐大的腸道菌群中，病原菌僅占其很小的一部分。非致病性微生物的相互作用越來越受到廣大科研人員的關(guān)注。例如人體腸道微生物群在宿主生理、營(yíng)養(yǎng)、發(fā)育、免疫功能、行為以及保護(hù)免受病原微生物侵害方面起著至關(guān)重要的作用[5]。蜜蜂擁有高度專一性的核心菌群，主要由九大類細(xì)菌組成[6]。蜜蜂腸道菌群與哺乳動(dòng)物腸道菌群有一些相似之處：其通過社會(huì)傳播獲得，主要定殖于宿主的腸道，有助于代謝碳水化合物，防止病原體的侵染。本文概述了傳粉蜜蜂腸道菌群的種類、影響因素，并對(duì)蜜蜂腸道菌群在健康及疾病預(yù)防中可能發(fā)揮的作用進(jìn)行了綜述。

1 傳粉蜂類腸道菌群概述

1.1 西方蜜蜂的腸道菌群

西方蜜蜂(Apismellifera)成年工蜂的腸道菌群主要由9種獨(dú)特的細(xì)菌組成，在蜜蜂個(gè)體中腸道總菌量的占比約為95%～99%[7]，主要定殖于后腸[6]，其中的5種細(xì)菌是普遍存在的，包括2種革蘭陰性菌Snodgrassellaalvi和Gilliamellaapicola, 2種乳桿菌屬(Lactobacillus)細(xì)菌、1種雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)細(xì)菌，其在所有成年工蜂的腸道中都能找到，這5種細(xì)菌可被視為核心腸道微生物，其他四大類細(xì)菌巴爾通氏體(Bartonellaapis)、Apibacteradven-toris、Frischellaperrara、 醋酸桿菌(Acetobacteraceae)存在于多數(shù)工蜂的腸道中，但有的工蜂腸道中并不存在這四類細(xì)菌。蜜蜂絕大部分(占總細(xì)菌量的99%以上)的腸道菌群分布在后腸中[7]。數(shù)量較少的細(xì)菌，通常代表環(huán)境物種，出現(xiàn)在前腸和中腸[8]。核心菌群在幼蟲和成年蜂王中相對(duì)較少，主要由以環(huán)境細(xì)菌為主的高度可變的菌群組成[9-10]。成年工蜂后腸微生物含量豐富，約為108～109個(gè)[11]。腸道菌群可通過糞便、社會(huì)接觸和與蜂箱表面的接觸等方式傳播。后腸及回腸以S.alvi和G.apicola為主，S.alvi縱向褶皺形成連續(xù)層，G.apicola出現(xiàn)在頂部，G.apicola附著生長(zhǎng)在S.alvi上[8,12]。F.perrara在幽門處形成黑色痂，附著于腸上皮細(xì)胞。其余均為革蘭陽性菌，在后腸和直腸處豐度最高。

這些物種中的每一類腸道菌都以多個(gè)菌株的形式存在[13]。西方蜜蜂的核心菌群多樣性豐富，對(duì)應(yīng)于不同的基因庫和代謝能力，已被證明適用于G.apicola[14]、兩個(gè)乳桿菌分支和雙歧桿菌[15]。輔助基因(同一個(gè)種的某些菌株中存在該基因，但其他菌株不存在)包括許多參與碳水化合物利用的基因以及編碼毒素的基因，這些毒素很可能針對(duì)相互競(jìng)爭(zhēng)的基因。當(dāng)比較蜜蜂屬中的菌株與熊蜂屬中的菌株時(shí)，菌株水平的變化甚至更大，熊蜂中用于使用不同碳水化合物的基因要少得多[12,14]。

1.2 中華蜜蜂的腸道菌群

根據(jù)中華蜜蜂的形態(tài)特征以及生物學(xué)習(xí)性并結(jié)合我國各省市的氣候和生態(tài)條件，中華蜜蜂可分為海南中華蜜蜂、云貴中華蜜蜂、阿壩中華蜜蜂、西藏中華蜜蜂、華南中華蜜蜂、華中中華蜜蜂、滇南中華蜜蜂、北方中華蜜蜂和長(zhǎng)白山中華蜜蜂9個(gè)地方品種。郭軍[16]采用高通量測(cè)序方法對(duì)我國16個(gè)省的東方蜜蜂(A.cerana)成蜂的腸道菌群多樣性進(jìn)行了摸底調(diào)查，研究結(jié)果表明，我國東方蜜蜂的核心菌群的種類與西方蜜蜂大體相似，但所得OTU總數(shù)(360個(gè))比國外報(bào)道的西方蜜蜂的OTU(251個(gè))[17]數(shù)目多。 采用傳統(tǒng)分離培養(yǎng)和16S rDNA分析相結(jié)合的方法，對(duì)中華蜜蜂的腸道可培養(yǎng)微生物進(jìn)行了分離鑒定，并從中華蜜蜂腸道中共分離出10個(gè)菌屬(芽胞桿菌Bacllius、單胞菌Brevundimonas、微球菌Micrococcus、腸球菌Enterococcus、黃單胞菌Xanthomonas、假單胞菌Pseudomonas、氣單胞菌Aeromonas、沙雷氏菌Serratia、泛菌Pantoea和 腸桿菌Enterobacter)的細(xì)菌，其中共生菌為乳酸桿菌Lactobacillus、Snodgrassella、Gilliamella和雙歧桿菌Bifidobacterium等[18]。

1.3 蜜蜂屬其他蜂類的腸道菌群

國外一項(xiàng)研究采用梯度凝膠電泳分析(PCR-DGGE)和16S rRNA測(cè)序的方法對(duì)大蜜蜂(Apisdorsata)腸道菌群進(jìn)行了測(cè)序，鑒定出2門(變形菌門Proteobacteria和厚壁菌門Firmicutes)和4綱(α變形菌Alphaproteobacteria、β變形菌Betaproteobacteria、γ變形菌Gammaproteobacteria和桿菌Bacilli)。小蜜蜂(Apisflorea)幼蟲含有屬于2門(厚壁菌門Firmicutes 和變形菌門Proteobacteria)、5綱(α變形菌Alphaproteobacteria、 β變形菌Betaproteobacteria、 γ變形菌Gammaproteobacteria、 桿菌Bacilli和梭菌Clostridia)、6屬(梭菌Clostridium、Gilliamella、 蜜蜂球菌Melissococcus、 乳桿菌Lactobacillus、 單糖菌Saccharibacter和Snodgrassella)和來自未培養(yǎng)細(xì)菌物種的未知屬。細(xì)菌豐度最高的類群分別是α變形菌Alphaproteobacteria(34%)、桿菌Bacilli(25%)、β變形菌Betaproteobacteria(11%)、γ變形菌Gammaproteobacteria(10%)和梭菌Clostridia(8%)，同樣，未經(jīng)培養(yǎng)的細(xì)菌種類也被鑒定出來(12%)[19]。

1.4 其他傳粉蜂類的腸道菌群

在西方蜜蜂中發(fā)現(xiàn)的5個(gè)核心種的不同菌株在其他社會(huì)性的蜜蜂，包括蜜蜂屬其他種類、熊蜂屬和無刺蜂中也有發(fā)現(xiàn)[20-21]。對(duì)來自不同蜂種的菌種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析后發(fā)現(xiàn)，這5種細(xì)菌在8 000萬年前就已經(jīng)在一個(gè)共同祖先上定殖，隨后菌種發(fā)生了分歧進(jìn)化，少量宿主獲得了一些很少的額外的菌種?；谙到y(tǒng)發(fā)育分析，S.alvi、G.apicola、Lactobacillus和Firm-5等相關(guān)的細(xì)菌菌株傾向于定殖在相對(duì)應(yīng)宿主內(nèi)，蜜蜂屬和熊蜂屬菌株形成單獨(dú)的分支。所有這些蜜蜂都是以社會(huì)性群居為主，由蜂王和工蜂組成，能夠使腸道菌群垂直傳播。熊蜂的腸道菌群包括Gilliamella、Snodgrassella、雙歧桿菌Bifidobacterium、果桿菌Fructobacillus、乳桿菌Lactobacillus及其他細(xì)菌，其中G.apicola和S.alvi為熊蜂最主要的腸道共生菌。

2 蜜蜂腸道菌群中非核心菌群的潛在致病性

2.1 蜜蜂腸道中非核心菌群的種類概述

幾乎所有成年蜜蜂的腸道均由S.alvi、G.apicola、Firm-4、Firm-5、B.asteroides(核心腸道微生物群)5種細(xì)菌控制[20-21]。工蜂腸道中非核心菌群含量較少，這些細(xì)菌可能通過與腸道內(nèi)其他有機(jī)體的相互作用，或通過它們對(duì)宿主的直接、潛在致病性影響，發(fā)揮重要的生物學(xué)作用。有些似乎是蜜蜂腸道特有的菌種，但在成年工蜂中并非是普遍存在的。例如，在Orbaceae家族中，F(xiàn)rischellaperrara是G.apicola的近親，分布廣泛[22]。其以獨(dú)特的方式定殖在幽門區(qū)靠近中腸和后腸的交界處;對(duì)沒有被微生物侵染的蜜蜂進(jìn)行接種，結(jié)果表明其會(huì)導(dǎo)致典型的棕色“痂”[23-24]，這種棕色“痂”被證明是由包括黑化反應(yīng)在內(nèi)的免疫通路的刺激引起的[24]。該物種還會(huì)導(dǎo)致腸道上皮細(xì)胞分裂紊亂，并產(chǎn)生復(fù)雜的聚酮分子，影響人類細(xì)胞系的細(xì)胞復(fù)制[25]。另一種常見的非核心蜜蜂腸道物種是Bartonellaapis，其屬于動(dòng)物病原體中的一種[26]；B.apis在工蜂腸道中廣泛存在，但對(duì)宿主的影響尚不清楚。在一項(xiàng)關(guān)于微生物與蜂群衰竭失調(diào)癥(Colony Collapse Disorder，CCD)相關(guān)性的研究中，健康蜜蜂與來自CCD的蜜蜂相比[27]，B.apis的相對(duì)豐度更高，由此表明B.apis可能對(duì)疾病抗性產(chǎn)生積極影響。同樣，Apibacter對(duì)宿主的影響是未知的，它是蜜蜂特有的一種細(xì)菌，雖然豐度不高，但僅限于從蜜蜂腸道中多次分離得到，而未從其他樣品中分離得到[28-29]。我國的東、西方蜜蜂腸道菌群的研究結(jié)果也證實(shí)無法培養(yǎng)的細(xì)菌(uncultured bacteria)占總OTU的32.42%(118/364)，這些含量較低且目前尚無法人工培養(yǎng)的非核心菌群在蜜蜂腸道內(nèi)具有潛在的致病作用，還需要進(jìn)一步研究。

2.2 非核心菌群的潛在致病性

在蜜蜂腸道中，許多比較罕見的細(xì)菌很可能作為病原體并入侵宿主。常見的采樣類群包括腸桿菌科的種類，如Hafniaalvi、腸桿菌屬Enterobacter、克雷伯氏菌屬Klebsiella和沙雷氏菌屬Serratia。粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratiamarcescens)菌株可以致病，會(huì)導(dǎo)致敗血癥和死亡[29]。從蜂房分離出來的菌株在實(shí)驗(yàn)室給工蜂口服時(shí)可導(dǎo)致死亡[30]。這些腸桿菌科病原體被認(rèn)為是造成蜜蜂死亡的原因，因?yàn)槭芨腥镜拿鄯渫ǔｋx開蜂巢死亡，而在未受感染的情況下，它們通常聚集在蜂巢中越冬[29]。

3 影響蜜蜂腸道菌群的因素

3.1 環(huán)境因素的影響

在動(dòng)物體內(nèi)，腸道微生物群落的組成一般受多種因素的影響，包括飲食、壓力、免疫反應(yīng)、衰老和抗生素的濫用等，所有這些因素似乎都影響著蜜蜂腸道菌群的組成。根據(jù)生態(tài)位理論相關(guān)假說，環(huán)境與資源的制約會(huì)導(dǎo)致物種間的互作，β多樣性也會(huì)受樣品地點(diǎn)環(huán)境異質(zhì)性的不同而產(chǎn)生不同的變化。放歸野外環(huán)境的大熊貓雖然其腸道菌的優(yōu)勢(shì)菌群未發(fā)生變化，但其腸道菌數(shù)量卻產(chǎn)生了明顯變化，腸桿菌數(shù)量增加，腸球菌及乳桿菌數(shù)量減少[31]。此外，昆蟲體內(nèi)微生物多樣性與其取食和環(huán)境因素都有關(guān)系[32]。對(duì)22個(gè)不同地點(diǎn)的褐飛虱種群感染沃爾巴克氏菌(Wolbachia)的情況進(jìn)行檢測(cè)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，杭州2009年種群中檢測(cè)不到該菌[33]。

3.2 飲食變化對(duì)蜜蜂腸道菌群的影響

有證據(jù)表明，隨著工蜂年齡增長(zhǎng)和覓食的轉(zhuǎn)變，其腸道菌群的組成發(fā)生了輕微的變化[34-35]。腸道菌群的組成，特別是S.alvi和G.apicola的相對(duì)豐度，也可以隨著季節(jié)的變化而改變，這可能反映了飲食的變化[36]。事實(shí)上，營(yíng)養(yǎng)不良已被證明會(huì)擾亂正常的腸道微生物群，導(dǎo)致更高的死亡率和疾病易感性[37]。

3.3 腸道穩(wěn)態(tài)破壞后對(duì)蜜蜂發(fā)育的影響

腸道微生物被破壞會(huì)對(duì)工蜂的發(fā)育產(chǎn)生許多不良的后果：在發(fā)育早期，這種破壞會(huì)影響重要發(fā)育基因的表達(dá)(包括卵黃素)[38]，由于這種破壞會(huì)刺激免疫通路，因此預(yù)計(jì)會(huì)影響免疫系統(tǒng)功能[24,38-40]。反過來，蜜蜂的先天免疫功能也被證明受到細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)刺激的影響[40]。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明，生物失調(diào)可能會(huì)使蜜蜂對(duì)環(huán)境壓力(如營(yíng)養(yǎng)不良或溫度壓力)的反應(yīng)能力產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，而反過來，這些壓力可能會(huì)影響腸道菌群。

一些地區(qū)的蜜蜂經(jīng)常接觸養(yǎng)蜂過程中使用的抗生素，這些抗生素分別用于防治美國幼蟲腐臭病或歐洲幼蟲腐臭病引起的幼蟲死亡。四環(huán)素在美國養(yǎng)蜂業(yè)中已經(jīng)使用了幾十年，蜜蜂腸道細(xì)菌的菌株已經(jīng)獲得了幾個(gè)四環(huán)素抗性位點(diǎn)，在最近報(bào)道的菌株中出現(xiàn)頻率最高[41]。四環(huán)素會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的腸道菌群失調(diào)，對(duì)微生物群的豐度和組成產(chǎn)生劇烈而持久的影響[30]。正如在實(shí)驗(yàn)室中觀察到的那樣，這種治療還會(huì)增加蜂巢中工蜂的死亡率，這可能是由于對(duì)條件致病菌的敏感性更大所致。

3.4 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂腸道菌群的影響

農(nóng)藥會(huì)對(duì)昆蟲的行為造成嚴(yán)重的影響，包括生殖、搜尋宿主和取食、擴(kuò)散和常規(guī)運(yùn)動(dòng)、殺蟲劑的敏感性[42-43]。國外一項(xiàng)研究表明農(nóng)藥對(duì)蜜蜂具有亞致死效應(yīng)[44]，農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的生存威脅甚廣，例如蜂王產(chǎn)卵和越冬生存，工蜂分工，蜜蜂的采集行為、學(xué)習(xí)行為、驅(qū)避性，以及對(duì)同群及外群工蜂識(shí)別等方面[45]。某些殺蟲劑也被證明會(huì)影響蜜蜂的微生物群[46]。意大利蜜蜂作為我國蜂業(yè)產(chǎn)業(yè)的支柱，也深受農(nóng)藥大量使用的危害，使養(yǎng)蜂業(yè)受到巨大打擊，蒙受重大的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)階段，蜂螨防治主要采取藥物防治的方法，最常見的殺螨劑為雙甲脒和氟胺氰菊酯。關(guān)于這兩種殺螨劑，國內(nèi)有幾篇報(bào)道[47]。國內(nèi)外對(duì)殺螨劑的研究都偏向于殺螨劑的使用致使蜜蜂產(chǎn)生抗藥性[48-49]。 代平禮等[50]采用攝入法對(duì)意大利蜜蜂工蜂進(jìn)行了毒力測(cè)定，按毒性由大到小排序依次為聯(lián)苯菊酯、溴氰菊酯、雙甲脒、氟胺氰菊酯?？偠灾?，小劑量使用殺螨劑不會(huì)對(duì)蜜蜂造成危害。如若在生產(chǎn)期使用殺螨劑或超標(biāo)準(zhǔn)使用，則會(huì)危脅蜂群生存或殘留在蜂產(chǎn)品中，損害養(yǎng)蜂人的利益，危害消費(fèi)者的身體健康。

4 蜜蜂腸道菌群在維持蜜蜂健康中的作用

腸道菌群對(duì)蜜蜂健康的影響，主要表現(xiàn)在其消化和代謝功能上。對(duì)于蜜蜂腸道核心種，如G.apicola、乳桿菌(Lactobacillus)和雙歧桿菌(Bifidobacterium)的基因組學(xué)和代謝研究表明，其具有消化和代謝多種植物產(chǎn)生的碳水化合物的能力。在對(duì)無微生物侵染的蜜蜂和具有傳統(tǒng)腸道菌群的蜜蜂進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，腸道菌群的許多生理效應(yīng)是明顯的，包括對(duì)腸道大小、羽化后體重增加、胰島素和卵黃激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蔗糖敏感性有顯著的正向影響[51]。所有這些生理變量都將影響蜜蜂的健康、免疫反應(yīng)和對(duì)壓力的易感性。腸道微生物群對(duì)腸道和血淋巴中短鏈脂肪酸的形態(tài)有重要影響，例如丁酸鹽在傳統(tǒng)的蜜蜂腸道中占主導(dǎo)地位，但在無微生物侵染的蜜蜂腸道中完全缺失[51]?；蚪M學(xué)研究表明，一些核心腸道細(xì)菌含有大量碳水化合物代謝基因[12,14]，不同的菌株組成具有代謝不同碳水化合物的能力[8-9,47]。

5 蜜蜂腸道菌群在抵御病原體方面的作用

5.1 糞便移植對(duì)增強(qiáng)腸道寄生蟲抗性的作用

在蜜蜂和熊蜂中，腸道菌群在預(yù)防病原體感染方面發(fā)揮了重要作用。在兩項(xiàng)獨(dú)立的研究中，接種野生蜜蜂糞便的工蜂與無微生物侵染的蜜蜂相比，對(duì)于腸道寄生蟲的抗性更強(qiáng)，這表明腸道菌群相對(duì)豐度的增加可增強(qiáng)蜜蜂對(duì)病原物的抵抗能力[52-53]。微生物組移植的保護(hù)能力受微生物群落來源的影響更大，而不是蜜蜂的微生物群落來源，這表明不同的腸道微生物群組成或多或少具有保護(hù)作用[54]。這些研究沒有確定具有保護(hù)作用的基礎(chǔ)菌株；因此，給予熊蜂病原體保護(hù)的特定群落值得進(jìn)一步調(diào)查。

5.2 腸道菌群在抵抗熊蜂短膜蟲中的作用

其他一些研究通過將病原體的存在與腸道群落組成的數(shù)量聯(lián)系起來，從而間接評(píng)估了熊蜂的微生物群在其受病原體侵染中的作用。例如，與未感染的個(gè)體相比，被短膜蟲感染的歐洲熊蜂(B.terrestris)腸道中的G.apicola和S.alvi數(shù)量較低[54]。然而，在美洲東部熊蜂(B.impatiens、B.bimaculatus和B.griseocollis)中，只有G.apicola的豐度與短膜蟲的存在呈負(fù)相關(guān)，而Parasaccharibacterapium(Alpha 2.2)豐度與短膜蟲的存在呈正相關(guān)[55]。腸道菌群的組成和微孢子蟲感染之間的相關(guān)性不太一致，一項(xiàng)研究表明，微孢子蟲感染與S.alvi的豐度呈正相關(guān)。其他研究發(fā)現(xiàn)，在感染或未感染微孢子蟲的蜜蜂之間，腸道菌群組成沒有差異[52,54]。盡管這些相關(guān)性很有趣，但尚不清楚它們是病原體感染的原因還是結(jié)果。

5.3 腸道菌群在保護(hù)蜜蜂免受病原菌侵害中的作用

有幾項(xiàng)關(guān)于西方蜜蜂的研究為成年工蜂的腸道微生物組在保護(hù)蜜蜂免受病原體侵害方面的作用提供了證據(jù)。很少有研究檢測(cè)核心腸道微生物組的單個(gè)菌的保護(hù)作用。一項(xiàng)研究調(diào)查了大腸埃希菌(E.coli)、S.alvi與G.apicola或整個(gè)群落的定殖是否能預(yù)防血淋巴感染。具有完整腸道微生物群的蜜蜂，單獨(dú)接種S.alvi或G.apicola，在大腸埃希菌注射后清除了更多的血淋巴細(xì)菌，且其抗菌肽含量高于無微生物侵染的蜜蜂，由此認(rèn)為這些核心腸道菌群對(duì)于蜜蜂具有免疫啟動(dòng)作用[39]。也有研究表明，F(xiàn).perrara具有免疫啟動(dòng)作用，在后腸回腸局部定殖，并刺激抗菌肽產(chǎn)量顯著增加[24]。雖然關(guān)注的是成年工蜂，但一些研究也檢測(cè)了腸道微生物與幼蟲病原體之間的潛在相互作用。研究人員給幼蟲喂食無菌食糖或添加了不同乳酸菌(LAB)的食糖，并使幼蟲暴露于幼蟲芽胞桿菌或蜂房蜜蜂球菌(M.plutonius)中，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)室的乳酸菌混合物可以減少這些幼蟲病原體的感染[56-57]。然而，這些研究中使用的實(shí)驗(yàn)室菌株分離自成年工蜂蜜囊[58]，蜜蜂蜜囊中大多含有棲息在花蜜和蜂房材料中的物種，并不屬于蜜蜂核心腸道菌群中的一部分[35]。

西方蜜蜂核心腸道菌群的失調(diào)會(huì)增加蜜蜂對(duì)病原體的敏感性，用抗生素(四環(huán)素)治療會(huì)嚴(yán)重改變核心腸道菌群的組成和大小，導(dǎo)致機(jī)會(huì)性病原體粘質(zhì)沙雷氏菌(S.marcescens)在蜂房?jī)?nèi)的感染增加[30]。同樣，在實(shí)驗(yàn)中四環(huán)素處理的蜜蜂比對(duì)照的蜜蜂更容易感染S.marcescens[30]。成年和幼蟲階段的各種蜜蜂病原體的存在有時(shí)與成年核心腸道菌群中不同核心菌群的存在或豐度有關(guān)[37,59-61]。其中一些研究顯示，病原菌的存在與成年蜜蜂腸道核心菌群的相對(duì)豐度存在負(fù)相關(guān)，但尚不清楚核心菌群豐度較低是否為導(dǎo)致對(duì)病原菌易感性增加的原因之一。在某些情況下，病原體載量的增加可能是由于代謝或免疫反應(yīng)的普遍干擾，這種干擾也會(huì)影響腸道菌群，另一種可能是由病原體感染導(dǎo)致的生態(tài)失調(diào)。一些實(shí)驗(yàn)研究支持核心腸道菌群在保護(hù)中的致病作用，但是還需要更多的實(shí)驗(yàn)來確定特定核心腸道菌群對(duì)特定病原體的保護(hù)程度。

5.4 微孢子蟲對(duì)蜜蜂腸道菌群的影響

微孢子蟲病是成年蜜蜂最常見的腸道疾病，會(huì)導(dǎo)致明顯的蜂群衰竭[62]。微孢子蟲屬(Nosema)隸屬于微孢子目(Microsporidia)。蜜蜂微孢子蟲已被證實(shí)是蜜蜂微孢子蟲病的主要病原菌，主要在中腸內(nèi)感染和繁殖，繁殖產(chǎn)生的孢子蟲傳播到后腸，給寄主留下糞便。有研究采用焦磷酸測(cè)序法對(duì)蜜蜂后腸細(xì)菌進(jìn)行了微生物群落分析，結(jié)果表明雙歧桿菌豐度與微孢子蟲感染呈顯著正相關(guān)[63]。采用16S rRNA測(cè)序法，以喂食糖水或蜂糧、接種或不接種蜜蜂微孢子蟲為變量，對(duì)工蜂腸道菌群進(jìn)行了研究分析。在未感染微孢子蟲病的分組中，喂食糖水的蜜蜂與喂食蜂糧的蜜蜂相比，體內(nèi)乳桿菌(Lactobacillus)、葡糖醋酸桿菌(Gluconacetobacter)和Snodgrassella的豐度較高，而沙雷氏菌的豐度較低。微孢子蟲感染只對(duì)喂食糖水的蜜蜂的腸道微生物群有顯著影響。被微孢子蟲感染并以糖水飼喂的工蜂腸道中Snodgrassella的豐度較高，而Serratia的豐度較低。并且因微孢子蟲感染而導(dǎo)致的死亡率遠(yuǎn)高于飼喂蜂糧的工蜂。選擇蜂糧飼喂，不僅可為蜜蜂提供更全面的營(yíng)養(yǎng)，也可以幫助蜜蜂應(yīng)對(duì)微孢子蟲的感染[64]。從經(jīng)濟(jì)角度看，可以有效降低蜂農(nóng)的養(yǎng)蜂風(fēng)險(xiǎn)，保障蜂農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益。

6 腸道菌群多樣性與宿主健康的相關(guān)性

6.1 腸道菌群多樣性與人類及小鼠健康的相關(guān)性

根據(jù)菌群有益或是有害可將菌群分為三類：有益菌、中性菌和有害菌[65]。對(duì)于人類來說，腸道菌群與人體和外部環(huán)境保持著一個(gè)平衡狀態(tài)，從而對(duì)人體的健康起著重要作用[66]。腸道菌群多樣性對(duì)某些疾病患者的生存率及預(yù)后具有顯著影響，如移植物抗宿主病、慢性肝炎及肝硬化，菌群多樣性程度高與患者生存率提高有關(guān)，菌群失調(diào)帶來的代謝紊亂可能是加重病情的重要因素[67-69]。腸道菌群結(jié)構(gòu)的改變更與多種非感染性疾病,特別是與慢性代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[70]。對(duì)于動(dòng)物來說，如糖尿病小鼠，其糞便中的腸道菌群代謝產(chǎn)物與血糖之間存在著密切的關(guān)系, 腸道菌群的差異性造成了代謝產(chǎn)物的差異性。糖尿病小鼠腸道菌群的紊亂導(dǎo)致生成乙酸、丙酸和正丁酸的某些厭氧益生菌的缺失或減少，致使宿主代謝紊亂[71]。

6.2 腸道菌群多樣性與昆蟲健康的相關(guān)性

昆蟲與植物是陸地生物群落中最為重要的組成部分。昆蟲是全球生物多樣性的重要因素，從出現(xiàn)距今約3.5億年，種類估計(jì)在100萬種以上[72]。美洲大蠊(Periplanetaamericana)是衛(wèi)生害蟲，也是重要的藥用昆蟲。研究表明，美洲大蠊腸道菌群種類豐富，這可能與其適應(yīng)性強(qiáng)、生存力強(qiáng)、食性雜有關(guān)，已證實(shí)其腸道菌群種類和數(shù)量與其宿主健康密切相關(guān)。白蟻食性和腸道有很大區(qū)別，因此白蟻腸道已經(jīng)成為微生物多樣性的研究對(duì)象之一[73]。研究表明，白蟻對(duì)木質(zhì)類具有的很強(qiáng)的消化能力，在很大程度上取決于其腸道微生物的影響。

6.3 腸道菌群多樣性與蜜蜂健康的相關(guān)性

我國地理環(huán)境的多樣化為蜜蜂提供了廣闊的棲息地，生境的多樣性催生了蜜蜂的物種多樣性和與其協(xié)同進(jìn)化的腸道微生物[74]。蜜蜂的腸道共生菌可為宿主提供氨基酸、維生素B及固醇等物質(zhì)，并且參與物質(zhì)代謝與合成。蜜蜂共生菌也可將花粉轉(zhuǎn)化為蜂糧，而蜂糧相較于花粉含有更豐富的維生素，更少的多糖及不同的氨基酸[75]。豐富的腸道菌群還具有潛在的解毒功能，在蜜蜂所有的生命周期中，為其提供了支持與保護(hù)。

7 展 望

現(xiàn)有的大量證據(jù)表明，腸道菌群在蜜蜂和熊蜂等傳粉昆蟲的健康中起到重要的作用。但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)工作是基于實(shí)驗(yàn)室研究，而野外條件下的研究?jī)H僅基于理論分析。因此，需要在野外條件下的養(yǎng)蜂場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。成年蜜蜂的許多傳染病是由在蜂群中廣泛或普遍存在的微生物引起的，偶爾也會(huì)爆發(fā)引起相關(guān)的疾病。這些爆發(fā)可能是由于正常的腸道菌群穩(wěn)態(tài)遭到破壞而造成的菌群功能紊亂引起的。因此，加強(qiáng)對(duì)蜜蜂等傳粉昆蟲腸道菌群的積極管理可能是改善其健康的重要手段[76]。限制熊蜂生存的環(huán)境及發(fā)展因素(抗生素、化學(xué)物質(zhì)、氣候、季節(jié)、飲食、年齡、種和其他因素等)都可能改變其腸道菌群的組成，可能會(huì)對(duì)熊蜂各個(gè)方面造成不利的影響，包括免疫功能、新陳代謝、荷爾蒙分泌、社會(huì)行為、阻礙毒素排出，增加了病原菌感染的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致熊蜂的生長(zhǎng)受到威脅。對(duì)于腸道菌群多樣性的研究，可以深入了解腸道菌群多樣性對(duì)于保持蜜蜂健康的重要作用。了解蜜蜂腸道細(xì)菌數(shù)量或種類，可進(jìn)一步揭示未知的共生菌種類，為研究腸道菌群的功能提供參考，并從改善蜜蜂腸道健康的角度來改進(jìn)蜜蜂飼養(yǎng)管理技術(shù)，提高蜂農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)蜜蜂多樣性。