《Ecology and Evolution》：Microbial Pressure and Social Immunity: Bumble Bees Increase Brood Hygiene After Exposure to a Bacillus thuringiensis-Based Biopesticide
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为了抑制潜在病原体和寄生虫的传播，社会性昆虫表现出卫生行为（hygienic behaviour），即移除死亡或受影响的育雏。关于熊蜂（bumble bees）表现出这种行为的研究，与蜜蜂（honey bees）、白蚁（termites）和蚂蚁（ants）相比
为了抑制潜在病原体和寄生虫的传播，社会性昆虫表现出卫生行为（hygienic behaviour），即移除死亡或受影响的育雏。关于熊蜂（bumble bees）表现出这种行为的研究，与蜜蜂（honey bees）、白蚁（termites）和蚂蚁（ants）相比是有限的。随着农业实践的变化，蜜蜂更频繁地接触生物杀虫剂（bioinsecticides），特别是微生物，它们将这些带入巢穴，可能对育雏和成年蜂造成伤害。在一项田间饲喂研究中，研究人员探讨了接触含有苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）亚种azawai（菌株：ABTS-1857）的生物杀虫剂（biopesticide）是否影响地熊蜂（Bombus terrestris）的蜂群发展和卫生行为。熊蜂蜂群被分为三组研究：（1）在18天内反复（5次）接触含有B. t. a. ABTS 1857的植物保护产品，（2）通过刮伤幼虫对育雏巢进行人工操作以诱导幼虫移除，以及（3）未处理的对照组。每天采样移除的幼虫，并按不同重量和颜色类别分类以分析幼虫发育阶段。在超过3周的时间里，研究人员检测到苏云金芽孢杆菌处理组蜂群中幼虫移除量高得多，从首次接触后10天开始。大多数移除的幼虫重量轻（11–60 mg）且颜色为白色。来自对照组和育雏操作蜂群的排出幼虫均检测为苏云金芽孢杆菌阴性，而生物杀虫剂处理组蜂群为阳性（选择性平板培养后聚合酶链式反应（PCR）检测）。定期的蜂群评估显示，所有处理组之间在蜂群发育或新性个体的产生上没有差异，但较重的蜂群移除了更多幼虫。进一步的研究应关注生物杀虫剂诱导卫生行为背后的潜在机制，例如化学生态学。
**研究背景与问题**：社会性昆虫（如蜜蜂、蚂蚁、白蚁）依靠社会免疫（social immunity）抵御病原体传播，其中卫生行为（hygienic behaviour，即移除死亡或感染个体）是关键机制。相较于蜜蜂，熊蜂的卫生行为研究较少。随着农业中微生物类生物杀虫剂（如含苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）的产品）的广泛使用，传粉昆虫如熊蜂可能通过携带受污染的花粉花蜜将微生物带入巢穴，对幼虫和成蜂造成潜在威胁。已有研究表明，蜜蜂幼虫接触Bt亚种azawai（菌株ABTS-1857）后存活率下降，且蜂群出现育雏终止和肠道菌群失调。然而，非蜜蜂科昆虫（特别是熊蜂）针对细菌感染的有针对性育雏移除行为尚未被系统评估。因此，研究人员开展本研究，旨在探讨地熊蜂（Bombus terrestris）反复接触含Bt的商业产品后，其蜂群发育及卫生行为（以幼虫主动移除为特征）的变化。
**研究内容与结论**：研究人员将15个商业熊蜂蜂群分为三组（每组5个）：对照组（仅糖水）、人工刮伤组（T1，用刀片刮伤幼虫作为阳性对照）和Bt处理组（T2，用含10%田间推荐浓度FlorBac（含Bt ABTS-1857）的糖水喷洒育雏巢）。在18天内进行5次暴露，并利用特制陷阱收集被移除的幼虫，持续监测超过3周。结果显示：Bt处理组幼虫移除量显著高于对照组（平均17.6 vs 11.8只），且移除行为在首次暴露后10天开始增强；大多数被移除幼虫体重较轻（11–60 mg）、呈白色；PCR检测证实T2组部分幼虫含Bt，而对照组和T1组均为阴性；蜂群发育（重量增长、性比、新性个体产生）在各组间无显著差异，但较重的蜂群移除幼虫更多。该研究首次证明，接触含Bt的生物杀虫剂可诱导熊蜂的卫生行为，提示非靶标生物可能通过该行为应对微生物压力。论文发表在《Ecology and Evolution》。
**主要技术方法**：实验使用15个商业地熊蜂蜂群（来源：Biobest，比利时），分置于德国布伦瑞克市Julius Kühn研究所的两个场地（距离270 m）以避免漂移工蜂的污染。采用自制陷阱（顶部金属网格孔径8×8 mm，底部可更换有机玻璃板）收集被移除的幼虫，每天三次（9时、12时、15时）采样。幼虫处理包括：对照组仅喂糖水；T1组用镊子打开蜡盖并用刀片随机刮伤幼虫；T2组将含10%田间推荐浓度的FlorBac（含Bt亚种azawai ABTS-1857）的糖水均匀喷洒于育雏巢上。移除幼虫立即称重、记录颜色和形态异常，并冷冻保存。Bt检测采用选择性平板培养（含100 mg/L青霉素的LB琼脂平板，30°C培养24 h）结合PCR（引物参照Wei et al. 2019，扩增246 bp片段）确认。蜂群发展通过每7天称重、拍照（ImageJ分析）及最终计数所有成蜂（包括工蜂、雄蜂、新蜂后）进行。
**研究结果**：
**3.1 卫生行为**：幼虫移除在首次暴露后第7天于T1组开始，第8天T2组开始，第11天对照组开始。整个观察期内，T2组平均移除17.6（±5.3 SD）只幼虫，对照组为11.8（±8）只，T1组为10.4（±10.2）只，T2组与对照组差异显著（LMM：C vs. T2—p=0.009）。幼虫移除与第15天蜂巢大小呈边缘显著正相关（r2=0.26，p=0.054），与蜂群重量增加显著正相关（r2=0.61，p=0.0006）。大多数被移除幼虫（n=103）体重在10–60 mg之间，其中T2组占半数以上；仅少数幼虫体重<10 mg或>210 mg，且全部来自T2组。颜色分析显示，白色幼虫移除最多（T2组最高），灰色和黑色幼虫主要来自T1和T2组，对照组棕色幼虫比例最高。形态异常方面，对照组被移除幼虫中24%出现干燥，T1组23%出现黑点，T2组黑点和干燥比例均为7%–11%。PCR检测表明，对照和T1组幼虫均无Bt阳性，T2组33个测试幼虫中有12个阳性（主要在T2-11、T2-13、T2-14蜂群），阳性幼虫多为白色（11/12）且体重10–60 mg（9/12）。
**3.2 蜂群发育**：对照组的性比（雄蜂/(雄蜂+新蜂后)）多为雄蜂主导（平均0.54–0.72），T1组呈新蜂后主导（≤0.5），T2组多为雄蜂主导（0.50–0.87）。但各处理组间性比无显著差异（t检验：C vs. T1 p=0.071；C vs. T2 p=0.53；T1 vs. T2 p=0.024，调整后显著性水平padj=0.017）。蜂群重量增加和蜂巢大小与性比均无显著相关（r2分别为0.07和0.08，p>0.05），但T1组（新蜂后主导）平均重量增加最低，T2组（雄蜂主导）最高。
**讨论与结论总结**：研究人员在讨论中指出，本研究中Bt接触诱导的幼虫移除行为与蜂群大小/重量正相关，这与蜜蜂中的观察一致。PCR结果证实移除幼虫中存在Bt，而对照组和刮伤组无，说明行为是由微生物暴露直接触发，而非实验操作应激。大多数被移除幼虫为早期阶段（轻重量白色），这与蜜蜂幼虫对Bt更易感的报道吻合；幼虫颜色作为感染指标有限，可能受其他生物或非生物因素影响。研究人员对比了已有文献（如N. bombi感染不增加幼虫移除、C. bombi感染无差异），认为卫生行为是真社会性昆虫维护巢穴健康的基础功能。性比方面，尽管T1组（刮伤）倾向于产生更多新蜂后（雌性主导），但统计差异不显著，且后期蜡螟损害影响了解释。结论部分翻译如下：
“接触含有苏云金芽孢杆菌亚种azawai（菌株ABTS-1857）的植物保护产品诱导了地熊蜂蜂群的卫生行为。接触该生物杀虫剂后移除的幼虫多于对照组，较大蜂群移除更多幼虫。对照组和Bt暴露蜂群间幼虫移除的强烈差异表明，幼虫排出并非由一般实验条件引起的直接应激反应，因为所有处理组的蜂群处理方式相同。许多被移除幼虫体重较轻，表明这些早期阶段对暴露更敏感，死亡率更高。幼虫颜色不是暴露于Bt及其潜在后果的可靠指标，因为白色幼虫也被暴露和移除。暴露成功由大多数白色幼虫中Bt的存在所证实，但感染机制仍不清楚。这些结果表明，使用含Bt的生物杀虫剂可影响地熊蜂的育雏——特别是育雏移除，因此需要更多研究来了解育雏巢发育细节、熊蜂健康状况及潜在化学机制，从而将这些知识纳入植物保护产品的生态风险评估。”
