长期暴露于田间浓度草甘膦对中华蜜蜂和意大利蜜蜂肠道菌群的差异性影响及其生态毒理学意义

本刊推荐：研究团队针对草甘膦（GLY）残留对蜜蜂肠道菌群的潜在影响，通过模拟田间暴露浓度（0.7 mg/kg），采用16S rRNA测序技术分析中华蜜蜂（Apis cerana）和意大利蜜蜂（Apis mellifera）在暴露第3天和第12天的肠道菌群变化。结果显示，长期暴露导致中华蜜蜂核心菌属Snodgrassella丰度降低55.56%，意大利蜜蜂非核心菌属Commensalibacter丰度下降4.54%，且意大利蜜蜂肠道菌群对GLY更敏感。这一发现为评估GLY的生态风险提供了重要依据，对保护传粉昆虫及制定农药管理政策具有积极意义。

　　

在全球农业与生态系统中，蜜蜂作为关键传粉者发挥着不可替代的作用，然而近年来其种群数量呈现急剧下降趋势。面对栖息地丧失、极端气候及农业化学品等多重环境压力，蜜蜂的健康状况备受关注。其中，草甘膦（Glyphosate, GLY）作为全球使用最广泛的除草剂之一，虽曾被认定为对蜜蜂安全，但近年研究逐渐揭示其亚致死剂量可能对蜜蜂的体温调节、认知能力及肠道菌群产生潜在负面影响。尤其值得注意的是，蜜蜂肠道菌群在食物消化、营养供给和病原防御等方面具有重要作用，其稳定性直接关系到蜂群健康。尽管已有研究探讨了GLY对意大利蜜蜂（Apis mellifera）和熊蜂（Bombus impatiens）肠道菌群的影响，但对中华蜜蜂（Apis cerana）的研究仍较为缺乏。此外，以往研究多采用较高浓度的GLY暴露实验，而非实际环境中蜜蜂可能接触的残留浓度，因此其结果在生态真实性方面存在局限。为此，本研究聚焦于田间残留浓度的GLY（0.7 mg/kg）对两种蜜蜂肠道菌群的慢性影响，并通过多时间点分析揭示其差异性响应。

为开展本研究，作者主要采用了以下关键技术方法：首先，通过人工饲喂方式对中华蜜蜂和意大利蜜蜂进行为期12天的GLY慢性暴露（浓度0.7 mg/kg，基于蜂粮中最大残留量设定）；其次，利用16S rRNA Illumina测序技术对蜜蜂肠道样本进行微生物群落分析，取样时间点为暴露后第3天和第12天；此外，采用线性混合效应模型（LMMs）统计处理组与对照组间菌属丰度差异，并计算Alpha多样性（Chao1指数、Shannon指数）和Beta多样性（NMDS分析）以评估菌群结构和多样性变化。实验共包括6个生物学重复，总计48个样本。

研究结果部分显示：

一、肠道菌群组成变化

通过16S rRNA测序，在中华蜜蜂中鉴定出8个主要菌属，意大利蜜蜂中鉴定出12个主要菌属。在暴露第3天，两种蜜蜂的处理组与对照组间均未发现显著差异；然而至第12天，GLY处理导致中华蜜蜂核心菌属Snodgrassella丰度显著降低至对照组的55.56%（P=0.014），而意大利蜜蜂非核心菌属Commensalibacter丰度下降4.54%（P=0.0085）。

二、多样性分析

Alpha多样性指标（Chao1指数和Shannon指数）在两组蜜蜂中均未表现出显著差异，说明GLY暴露未改变菌群丰富度和均匀度。Beta多样性NMDS分析显示，样本按物种聚类，但处理组与对照组间无显著分离，表明GLY未引起菌群整体结构的重大改变。

三、物种间敏感性比较

通过计算菌属相对丰度变化值的总和发现，意大利蜜蜂肠道菌群对GLY的响应幅度大于中华蜜蜂（P=0.065），呈现出更高的敏感性趋势，尽管未达到统计显著性。

在讨论与结论部分，作者强调本研究首次揭示了田间浓度GLY慢性暴露对中华蜜蜂核心菌属Snodgrassella的抑制作用，以及对意大利蜜蜂非核心菌属Commensalibacter的负面影响。Snodgrassella作为蜜蜂核心菌属，参与宿主代谢和健康维护，其丰度下降可能影响蜜蜂的生理功能；而Commensalibacter作为醋酸杆菌，与饮食消化相关，其减少可能暗示GLY对意大利蜜蜂营养吸收的潜在干扰。尽管菌群多样性未发生显著变化，但特定菌属的敏感性差异提示两种蜜蜂对GLY的生态毒理学响应存在物种特异性。这一发现不仅填补了GLY对亚洲蜜蜂菌群影响的研究空白，也为评估农药残留的生态风险提供了更贴近实际的数据支持。作者建议，未来需进一步探究GLY影响菌群的功能机制，并结合蜂群水平研究以制定更科学的传粉昆虫保护策略。该论文发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》，为农药管理政策的优化提供了重要科学依据。