巴拿马兰花蜂Euglossa imperialis中东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）的检出及其膜翅目宿主关联谱综合解析

《Environmental Entomology》：Detection of Nosema ceranae in Euglossa imperialis (Apidae) and a synthesis of host associations across Hymenoptera

　　

病原体从人工管理蜂群向野生传粉昆虫的溢出，正成为全球传粉昆虫多样性面临的新兴威胁。然而，热带野生蜂群落中微生物病原体的监测仍极为有限。本研究调查了巴拿马运河走廊两个生态对比鲜明的样点——受保护的热带森林与半城市景观中，兰花蜂Euglossa imperialis体内东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）检出率随季节的变化。研究人员利用物种特异性聚合酶链式反应（PCR）检测法，在该种兰花蜂的肠道组织中检出了N. ceranae的DNA。检出率在受保护森林样点显著更高（34/44，77.3%），半城市样点仅为31.6%（12/38），且未观察到季节效应。文献综合显示，Nosema属寄生虫已在至少9个膜翅目科中被报道，其中N. ceranae在已命名物种中宿主关联分布最广，涵盖人工管理蜂、野生蜂及社会性胡蜂。本研究首次在E. imperialis中实现N. ceranae的分子检出，并表明在巴拿马运河走廊两个生态对比鲜明的样点中，野生传粉昆虫群落中可检出N. ceranae的DNA。森林样点较高的检出率提示，局部空间或生态背景可能是该系统中暴露的重要相关因素，这一假说需通过更多重复样点及环境协变量加以验证。这些发现凸显了扩大新热带传粉昆虫群落病原体监测的必要性，并强调了将生态监测与分子诊断相结合以评估热带生态系统中新兴病原体风险的重要性。

论文解读：巴拿马兰花蜂中东方蜜蜂微孢子虫的检出及其膜翅目宿主关联谱综合解析

一、研究背景与科学问题

近年来，全球范围内大量研究记录了蜜蜂种群数量的普遍下降，其驱动因素包括非生物与生物胁迫因子的协同作用。对超过一个世纪的发生记录进行全球分析表明，自20世纪90年代以来，约25%的蜜蜂物种已不再被报道，温带地区熊蜂的减少尤为严重，而巴拿马等热带地区的兰花蜂（Euglossini）种群也出现明显衰退。在众多驱动因素中，寄生虫和病原体等生物因子已成为关键且常被低估的因素，包括寄生螨瓦螨（Varroa destructor）、细菌性病原体幼虫芽孢杆菌（Paenibacillus larvae）以及入侵性亚洲大黄蜂（Vespa velutina）。其中，微孢子虫属（Nosema）寄生虫尤为值得关注，它们感染消化道、损害营养吸收并抑制宿主免疫。东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）已成为蜜蜂中分布最广的病原体之一，感染中肠上皮并导致蜂群功能紊乱和损失。

尽管大多数关于Nosema的研究集中于蜜蜂（Apis spp.）和熊蜂（Bombus spp.），但越来越多的研究报告了其在更广泛膜翅目类群中的存在。然而，这些寄生虫在热带野生传粉昆虫中的发生和生态分布仍缺乏记录。这一知识空白既反映了采样努力有限，也反映了方法学挑战——可靠的物种水平鉴定需要分子方法而非传统形态学方法。在巴拿马，Nosema的检出研究极为稀少。一项近期研究在人工管理的意大利蜜蜂（Apis mellifera）蜂群中检出了N. ceranae，但在无刺蜂（Meliponini）中未检出Nosema寄生虫，这可能反映了采样不足而非真正的寄生虫缺失。鉴于巴拿马兰花蜂种群已记录的衰退以及病原体溢出可能加剧保护威胁的潜力，热带野生蜂如兰花蜂仍是新热带区Nosema宿主广度和传播动态中研究不足的组成部分。

二、研究内容与主要结论

研究人员在巴拿马运河走廊的两个生态对比鲜明的样点——受保护的Camino de Cruces国家公园热带湿润森林和半城市的Ciudad del Saber城市-森林交错带——对兰花蜂Euglossa imperialis进行了N. ceranae检出率的调查，覆盖旱季和雨季，以评估空间和季节变异。两样点相距约11公里，确保种群空间独立性。研究共采集82只雄性E. imperialis。结果显示，Camino de Cruces样点44只个体中34只PCR阳性（77.3%），Ciudad del Saber样点38只个体中12只阳性（31.6%），样点间检出率差异显著。旱季44只中24只阳性（54.5%），雨季38只中22只阳性（57.9%），季节间无显著差异。逻辑回归模型确认样点是显著预测因子，Ciudad del Saber相对Camino de Cruces的比值比（OR）约为0.12。事后比较显示，Camino de Cruces在旱季（OR=8.56）和雨季（OR=21.67）的检出几率均显著高于Ciudad del Saber。文献综合显示，N. ceranae在已命名Nosema物种中宿主关联分布最广，涵盖19个宿主属、7个科，包括蜜蜂、熊蜂、无刺蜂及多种独居蜂，以及社会性胡蜂和寄生蜂。本研究首次在E. imperialis中实现N. ceranae的分子检出，表明该寄生虫在巴拿马运河走廊两个生态对比鲜明的样点中均有检出。

三、关键技术方法

研究人员在2022年9月至2023年8月间，于两个样点分别按季节进行2至3个采集期。采样仅限雄性个体，使用桉叶油脑（1,8-cineole）气味诱饵沿100米样线设置3个诱捕点，用昆虫网捕获。捕获的蜜蜂个体置于含70%乙醇的锥形管中冷藏运输。在实验室中，研究人员解剖取出完整消化道，使用经70%乙醇和火焰灭菌的镊子操作，组织转移至无菌微量离心管。DNA提取采用Macherey-Nagel NucleoSpin DNA Stool Kit，并使用MoBio PowerLyzer 24珠磨匀浆器进行组织匀浆。N. ceranae检测采用Martín-Hernández等人（2007）验证的物种特异性引物对218MITOC-FWD和218MITOC-REV，扩增小亚基（SSU）核糖体RNA基因片段，PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳和紫外照射可视化。每次PCR运行均包含来自已确认N. ceranae阳性的A. mellifera阳性对照和无模板阴性对照，PCR由3名合作者在不同时间点独立重复三次。文献综合检索在Web of Science、Scopus和Google Scholar中进行，检索时间为2025年5月17日至11月30日，无下限出版日期限制。统计分析采用二项逻辑回归，包含季节×样点交互作用，基于Wald检验推断，以赤池信息准则（AIC）指导模型选择，效应量以OR表示，并使用emmeans包计算估计边际均值（EMM）和Tukey校正配对比较。

四、研究结果

检出率与统计结果

共82只雄性E. imperialis在两个样点被采集。Camino de Cruces样点旱季30只中21只PCR阳性、9只阴性，雨季14只中13只阳性、1只阴性；Ciudad del Saber样点旱季14只中3只阳性、11只阴性，雨季24只中9只阳性、15只阴性。总体检出率在Camino de Cruces为77.3%，Ciudad del Saber为31.6%。季节间检出率无显著差异（Yates校正χ2=0.0067，P=0.935；Fisher精确检验P=0.825），样点间差异显著（Yates校正χ2=15.481，P=8.34×10??；Fisher精确检验P=4.70×10??）。主要逻辑回归模型确认样点是强且显著的预测因子（β=?2.147±0.764 SE，P=0.0049），OR约为0.12。季节（β=1.718±1.112，P=0.122）和季节×样点交互作用（β=?0.929±1.356，P=0.493）均不显著。事后比较显示，Camino de Cruces在旱季（OR=8.56，P=0.025）和雨季（OR=21.67，P=0.031）的检出几率均显著高于Ciudad del Saber，最大效应出现在雨季Camino de Cruces与旱季Ciudad del Saber之间（OR=47.67，P=0.009）。

文献综合结果

文献综合揭示了Nosema物种与膜翅目之间广泛的宿主-寄生虫关联多样性。在所有已命名Nosema物种中，综合涵盖21个宿主属、8个膜翅目科。N. ceranae表现出最广的报道宿主广度，涵盖19个宿主属、7个科。当未解析的Nosema sp.记录纳入后，数据集涵盖34个宿主属、9个科。其他物种宿主关联更为局限：N. apis报道于4个宿主属，N. bombi主要报道于Bombus属，另有Apis和Vespula的额外记录。N. thomsoni关联2个宿主属，N. neumanni、N. portugal和N. muscidifuracis各仅限1个宿主属。记录还包括非蜂类膜翅目，如社会性胡蜂（Polybia、Vespa、Polistes）和寄生蜂（Muscidifurax）。蚂蚁的关联仅出现在未解析的Nosema sp.记录中。

五、讨论与结论总结

讨论部分指出，E. imperialis在旱季和雨季均检出N. ceranae DNA，表明该寄生虫在自然环境中被反复暴露。虽然分子检出本身不能证明活跃感染、复制或宿主适合性，但反复暴露可能通过共享花蜜资源或重叠的觅食网络发生。森林样点较高的检出率可能部分反映了两样点间兰花蜂群落结构的差异，但也可能受微气候变量如温度、湿度、降雨、冠层覆盖和日照暴露的影响，这些因素已知可影响其他Nosema系统中的孢子持久性和传播。研究人员强调，样点效应应被视为这两个特定地点之间观察到的模式，而非森林与半城市栖息地的一般效应。

文献综合显示N. ceranae表现出最广的报道宿主广度，但这种明显的广谱性可能部分反映了对这一新兴蜜蜂病原体更大的研究和监测力度，以及随之而来的发表偏倚，而非相对于其他Nosema物种在宿主特异性上的真实生物学差异。实验证据表明，尽管多个研究中反复分子检出，一些蜂种并不支持感染。例如，在Bombus terrestris中，N. ceranae孢子被证明可快速通过肠道而不萌发、不侵入组织或不复制，表明该物种并非真正宿主。因此，分子检出单独可能反映环境暴露而非真正感染。

研究结论指出，本研究首次在E. imperialis中实现N. ceranae的分子检出。检出率在两个样点间差异显著但季节间无差异，表明巴拿马运河走廊内检出率存在空间变异。文献综合将该发现置于更广泛的膜翅目背景中，显示Nosema物种已在多个宿主科中被报道，其中N. ceranae的报道关联分布最广。然而，由于许多关联仅基于分子或显微检出，表观宿主广度不应等同于已确认的感染、复制或宿主能力。综合而言，野外结果和文献综合表明，N. ceranae DNA已在人工管理和野生膜翅目中检出，尽管其流行病学意义仍需进一步研究确定。