综述:蜜蜂肠道微生物组与饮食及花粉相互作用的综述

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Microbial Ecology 3.3

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  这篇综述系统阐述了蜜蜂(Apis mellifera)肠道微生物组(核心菌群如Bifidobacterium、Gilliamella等)在代谢复杂碳水化合物、降解有毒植物次级代谢物中的关键作用,揭示了季节变化、人为干扰环境(anthropized ecosystems)和单一花粉饮食如何导致微生物组失调(dysbiosis),进而影响蜜蜂健康及抗病能力(如Nosema感染)。文章还探讨了膳食补充剂和益生菌(probiotics)的应用潜力,为应对农业集约化对传粉者的威胁提供了科学视角。

  

蜜蜂肠道微生物组的功能角色与代谢机制

蜜蜂肠道微生物组由高度保守的核心菌群(如Bifidobacterium、Bombilactobacillus、Lactobacillus、Gilliamella和Snodgrassella)和非核心菌群(如Bartonella、Frischella)组成。这些共生菌通过发酵复杂碳水化合物(如花粉细胞壁成分)产生短链脂肪酸(SCFA),为宿主提供营养并调节生理发育。例如,Gilliamella apicola能降解果胶,而Bifidobacterium则代谢半纤维素,展现出显著的代谢分工(niche specialisation)。此外,微生物组还能解毒木糖等有害糖类,并分解杏仁花粉中的苦杏仁苷(amygdalin),避免其中间产物prunasin在肠道积累。

饮食与微生物组的动态互作

蜜蜂依赖多样化的花粉维持健康,但单一种植(monofloral diet)或储存过久的花粉会导致微生物组紊乱:核心菌群丰度下降,机会性病原体(如Frischella perrara)增殖,伴随Nosema孢子数量增加。实验显示,喂食单一桉树花粉的蜜蜂,其Lactobacillus和Bifidobacterium丰度显著降低,而Bartonella apis增多。这种失调与蜜蜂免疫力下降直接相关,形成“营养不良-微生物紊乱-易感疾病”的恶性循环。

环境与季节的压力效应

冬季蜜蜂的微生物组呈现独特变化:Gilliamella和Snodgrassella丰度升高,Bartonella利用代谢废物适应低花粉环境。这种季节性调整虽有助于越冬,但也是病原体(如Arsenophonus)乘虚而入的窗口期。农业集约化地区的研究表明,单一种植景观导致蜜蜂肠道菌群α多样性异常增高,核心菌群减少而Enterobacteriaceae等非核心菌富集。相比之下,自然栖息地的蜜蜂微生物组更稳定,病原体负荷更低。

干预策略的潜力与挑战

蔗糖补充剂可促进Bifidobacterium增殖,但人工花粉替代品可能削弱微生物组的抗病能力。益生菌研究中,本土菌株(如Snodgrassella alvi)展现出比商业制剂更优的病原抑制效果,但田间应用效果常受环境变量干扰。未来需结合景观管理(如增加蜜源植物多样性)和靶向微生物干预,以缓解气候变化与农业扩张对蜜蜂健康的叠加威胁。

(注:全文严格依据原文实验数据及结论归纳,未添加非文献支持内容。)

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