巴基斯坦蜂群健康新威胁:芽孢杆菌属细菌的首次发现与解析

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在巴基斯坦,蜂群受多种因素威胁,其中蜂幼虫细菌感染影响重大。研究人员针对开伯尔 - 普赫图赫瓦省(KPK)蜂群开展芽孢杆菌属(Bacillus)细菌研究。结果发现 Bacillus species 和 Bacillus cereus 广泛存在,这为蜂群疾病防治提供新依据。

  蜂蜜,这种香甜的天然食品,不仅是人们餐桌上的美味,更是蜜蜂辛勤劳作的结晶。蜜蜂在酿造蜂蜜的同时,还承担着为众多农作物授粉的重任,对生态平衡和农业生产意义非凡。然而,近年来,全球蜜蜂种群数量却在不断下降,这背后的原因错综复杂。在巴基斯坦,蜜蜂同样面临着诸多挑战,像栖息地遭到破坏、气候变化异常、农药过度使用,还有各种病原体的侵袭等,其中蜂幼虫的细菌感染问题尤为严重。
美国幼虫腐臭病(American foulbrood,AFB)由幼虫芽孢杆菌(Paenibacillus larvae)引起,欧洲幼虫腐臭病(European foulbrood,EFB)由蜂房球菌(Melissococcus plutonius)导致,这两种疾病早已被人们熟知,对蜜蜂种群危害极大。但在巴基斯坦的 KPK 地区,除了这两种病菌,是否还有其他有害细菌威胁着蜜蜂的健康呢?这成为了亟待解答的问题。为了弄清楚这个问题,来自 Abdul Wali Khan University Mardan、Bacha Khan University Charsadda 等多个机构的研究人员展开了深入研究。

研究人员从 KPK 省多个地区选取了十个患病蜂群,采集其中的蜜蜂样本。为了准确检测样本中的细菌,他们运用了多种技术方法。在细菌分离环节,将含有蜂幼虫的巢脾加入无菌水稀释后,接种到特定培养基培养;采用氧化酶试验、过氧化氢酶试验、糖发酵试验等一系列生化测试,来鉴定分离出的细菌;利用改良的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法提取细菌的基因组 DNA,通过 16S rRNA 基因扩增、测序和系统发育分析,确定细菌的种类及亲缘关系。

经过研究,一系列重要结果浮出水面。在对 460 只蜜蜂样本进行分子筛选后发现,芽孢杆菌属(Bacillus)细菌在多个地区的蜜蜂中广泛存在,尤其是 Apis mellifera 和 Apis dorsata 这两种蜜蜂感染情况较为严重,而 Apis cerana 则未检测到该病菌。通过序列相似性和 BLAST 分析,发现分离出的 Bacillus species 的 16S rDNA 与印度的相关序列相似度极高,Bacillus cereus 也与巴基斯坦之前报道的菌株高度一致。系统发育分析显示,此次研究中的 Bacillus species 与印度的菌株聚类在一起,它们有着共同的进化起源。而且,研究还发现这些细菌具有产生毒素的能力,像 Bacillus cereus 能产生细胞毒素、溶血素和肠毒素,其体内还含有 cry 基因,这种基因与昆虫宿主的毒性相关,可能会影响蜜蜂幼虫的免疫力和生存能力。另外,Bacillus mycoides 也在患病蜂群中被检测到,虽然它对蜜蜂的致病性尚不明确,但它能产生生物活性化学物质,可能会扰乱蜂群内的微生物平衡。

综合研究结果和讨论部分,此次研究意义重大。这是首次发现 Bacillus species 与巴基斯坦蜂蜜蜂幼虫疾病相关,为当地养蜂业和授粉服务面临的潜在风险提供了新的认知。这些细菌的潜在致病性,特别是 Bacillus cereus 和 Bacillus mycoides,可能会导致蜜蜂幼虫死亡,破坏蜂群内的微生物生态平衡,削弱蜜蜂的免疫力。鉴于全球都有芽孢杆菌感染与蜜蜂种群数量下降相关的报道,该研究强调了深入探究这些细菌致病机制和应对策略的紧迫性。这不仅有助于丰富人们对蜜蜂幼虫细菌感染的认知,还为后续保护蜜蜂种群、促进养蜂业发展提供了重要的理论依据。

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