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为探究蜜蜂嗉囊（crop）微生物是否为环境获得的 transient taxa，研究人员对比西方蜜蜂（Apis mellifera）、日本蜜蜂（A. cerana japonica）嗉囊、口腔及梅花（Prunus mume）花蜜的细菌组成。发现嗉囊菌群与后两者差异显著且更稳定，提示嗉囊菌群具独特性，为蜜蜂微生物研究提供新方向。
蜜蜂，这种自然界中繁忙的传粉者，其肠道微生物与健康的关系一直是科学家关注的焦点。过往研究大多聚焦于蜜蜂的后肠（hindgut），认为嗉囊（crop，又称蜜胃）内的微生物主要是通过采集花蜜从环境中获取的 “过客” 菌群（transient taxa），对蜜蜂的重要性被低估。然而，这种假设是否成立？蜜蜂嗉囊内的微生物是否真的只是环境的 “影子”？为了揭开这些谜团，来自斯坦福大学（Stanford University）、京都大学（Center for Ecological Research, Kyoto University）等机构的研究人员，针对西方蜜蜂（Apis mellifera）和日本蜜蜂（A. cerana japonica）开展了一项深入研究，相关成果发表在《Microbial Ecology》上，为蜜蜂微生物组的研究打开了新的视角。
研究人员在日本和歌山县南方町 - 田边地区的梅花（Prunus mume）果园，分别在夏季和冬季采集了蜜蜂的嗉囊、口腔样本以及梅花花蜜。通过微生物 DNA 提取、细菌扩增子测序（16S rRNA 基因）、实时荧光定量 PCR（qPCR）等技术，分析了不同样本的细菌组成和多样性。
嗉囊菌群与口腔、花蜜菌群差异显著
研究发现，冬季样本中，嗉囊的细菌扩增子序列变体（ASV97）数量（655 个）是口腔（77 个）和花蜜（81 个）的 7 倍以上。基于加权 UniFrac 距离的主坐标分析（PCoA）显示，口腔和花蜜的细菌组成高度相似，而嗉囊与两者差异显著。例如，嗉囊中常见的 Bombella、Gilliamella、Lactobacillus 等属，在花蜜和口腔中几乎不存在。仅有 9% 的嗉囊 ASV97同时存在于口腔或花蜜中，表明嗉囊菌群具有独特的组成结构，并非简单的环境菌群集合。
季节变化对嗉囊和口腔菌群影响不同
从夏季到冬季，口腔菌群的 α 多样性（香农指数）显著下降，β 多样性则大幅增加，不同季节的口腔菌群形成明显分簇。而嗉囊菌群的组成和多样性在季节间保持稳定，尽管西方蜜蜂嗉囊的细菌载量（通过 qPCR 检测 16S rRNA 基因拷贝数）夏季高于冬季，但整体菌群结构未发生显著改变。CLAM 测试显示，嗉囊中 28% 的 ASV 为 “通才”（generalist，即四季均存在），而口腔中仅 2% 为通才，多数为季节特异性菌群，进一步说明嗉囊菌群具有更强的稳定性和保守性。
嗉囊相关菌种的宿主和季节特异性
对嗉囊相关菌种 Apilactobacillus kunkeei 的菌株水平系统发育分析表明，其存在宿主和季节特异性。例如，夏季日本蜜蜂的分离株形成独立分支，而西方蜜蜂的分离株则按季节分布在不同分支，提示该菌种可能与宿主物种及季节环境存在协同进化关系，暗示嗉囊菌群与蜜蜂的适应性生存策略密切相关。
这项研究颠覆了传统观点，证明蜜蜂嗉囊并非只是环境菌群的 “临时仓库”，而是存在一个与环境菌群差异显著、相对保守的微生物群落。嗉囊菌群的稳定性可能对蜜蜂的营养代谢、抗病能力及幼虫发育具有重要意义，例如过往研究提到的 Apilactobacillus 和 Bombella 等属被认为与宿主健康相关。此外，菌株水平的特异性提示，微生物与宿主的互作可能在更精细的层面上影响蜜蜂的生态适应。该研究为深入理解蜜蜂 - 微生物互作机制、开发基于微生物的蜜蜂健康管理策略提供了新方向，呼吁未来研究进一步关注嗉囊菌群的功能及其在蜜蜂肠道微生物组中的整体作用。
研究中使用的关键技术包括：
- 样本采集：在日本和歌山县的 12 个采样点，于 2018 年夏季和 2019 年冬季采集西方蜜蜂（28-67 只）和日本蜜蜂（44-82 只），同时采集 152 份梅花花蜜样本。
- 微生物组分析：通过 16S rRNA 基因扩增子测序（Illumina 平台）和 qPCR 定量细菌载量，利用 R 语言的 phyloseq、vegan 等包进行统计分析，包括 PERMANOVA 检验、主坐标分析（PCoA）、CLAM 测试等。
- 菌株分离与鉴定：对 Apilactobacillus kunkeei 进行培养分离，通过多基因系统发育分析（基于 GTR 模型）构建菌株进化树，探讨宿主和季节特异性。
研究结论表明，蜜蜂嗉囊菌群具有独立于环境的保守性，其组成与口腔和花蜜显著不同，且在季节变化中保持稳定。Apilactobacillus kunkeei 等菌种的宿主和季节特异性提示，嗉囊菌群可能通过精细的互作机制影响蜜蜂健康。这些发现挑战了传统的 “嗉囊菌群无足轻重” 的观点，强调了嗉囊在蜜蜂微生物组研究中的重要性，为进一步揭示蜜蜂 - 微生物互作的生态和进化意义奠定了基础。未来研究可结合功能验证，深入探索嗉囊菌群在蜜蜂营养、免疫及抗病中的具体作用，为传粉昆虫保护和农业可持续发展提供科学依据。
