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蜜蜂女王的长寿机制一直是科研热点，为探究肠道微生物群和年龄对其的影响，研究人员结合 16S rRNA 基因测序和转录组学展开研究。结果发现Commensalibacter melissae相对丰度与女王基因表达模式有关。该研究有助于理解宿主 - 微生物相互作用。
在神奇的蜜蜂世界里，蜜蜂女王（Apis mellifera）可谓是 “核心人物”。它不仅拥有超长的寿命，还掌控着整个蜂群的繁衍。然而，长久以来，科学家们对蜜蜂女王寿命差异背后的生物学机制困惑不已。在已知影响女王质量的诸多因素中，肠道微生物组一直未得到充分研究。但近年来，越来越多的研究表明，肠道微生物组在调节蜜蜂生理、代谢和免疫功能方面发挥着重要作用，这也引发了人们对其与女王质量和寿命关系的好奇。同时，在美国，女王相关问题已成为商业养蜂可持续发展的重大阻碍，了解肠道微生物组的作用迫在眉睫。
为了揭开这些谜团，美国农业部农业研究服务局（USDA - ARS）Carl Hayden 蜜蜂研究中心等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Animal Microbiome》上，为我们带来了全新的认知。
研究人员主要运用了 16S rRNA 基因测序和转录组学技术。样本来自美国亚利桑那州的 USDA - ARS Carl Hayden 蜜蜂研究中心（13 只）和伊利诺伊州的一家商业养蜂场（27 只）的蜜蜂女王。
研究结果如下：
- 微生物群落分析：通过对 40 只女王后肠样本的 16S rRNA 基因测序分析，发现Commensalibacter melissae（此前称为 Alpha 2.1）和Lactobacillus panisapium是女王微生物组的主要组成部分，约占后肠微生物群总量的 73%。年轻女王的Commensalibacter melissae相对丰度显著高于年老女王，但绝对丰度并无明显差异，且年轻女王和年老女王的后肠总细菌载量相似127。
- RNA 测序和差异表达基因分析：利用 RNA 测序，研究人员根据脂肪体组织中蛋白质羰基氧化水平将 39 只女王分为 “年轻” 和 “年老” 两组，发现 680 个差异表达基因（DEGs）；进一步筛选出 12 只最年轻和 12 只最年老的女王进行分析，得到 719 个 DEGs。同时，依据Commensalibacter melissae相对丰度选择 24 只女王（9 只高丰度，15 只低丰度），发现 1451 个 DEGs。通过主成分分析（PCA）发现，基因表达谱基于年龄和Commensalibacter melissae丰度呈现明显聚类，且Commensalibacter melissae丰度对女王生理的影响可能比年龄更大3411。
- 基因本体术语和 KEGG 通路分析：对年龄和Commensalibacter melissae相对丰度相关的 DEGs 进行功能注释。与年龄相关的 DEGs 主要与细胞外区域、膜和神经元保护有关；与Commensalibacter melissae丰度相关的 DEGs 功能更广泛，包括蛋白质重折叠、应激反应和长寿调节途径等。其中，KEGG 长寿调节途径中的 13 个基因与Commensalibacter melissae丰度显著相关568。
- qRT - PCR 验证：对部分基因进行 qRT - PCR 验证，发现Commensalibacter melissae的一些基因（如 TonB 依赖受体、NarK 家族硝酸盐 / 亚硝酸盐 MFS 转运蛋白和硝酸盐还原酶亚基 α）与Commensalibacter melissae相对丰度呈正相关；蜜蜂（Apis mellifera）的一些基因（如过氧化氢酶、Cu - Zn 超氧化物歧化酶、防御素 1、膜翅菌素、双氧化酶和一氧化氮合酶）与Commensalibacter melissae丰度呈不同的相关性，反映出女王生理状态与肠道微生物组组成变化的关系910。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了Commensalibacter melissae在调节蜜蜂女王生理方面的重要作用，其相对丰度与女王的基因表达模式密切相关，且这种关系比年龄对基因表达的影响更为显著。不过，研究也存在局限性，如无法确定Commensalibacter melissae丰度与女王生理之间的因果关系，未充分探究其他微生物成员的作用，采样时间点单一等。但总体而言，该研究为我们理解蜜蜂女王的衰老机制和宿主 - 微生物相互作用提供了重要依据，未来研究可在此基础上进一步深入探索，有望为蜜蜂健康管理和养蜂业发展提供新的策略。
