蜜蜂養殖技術|影響蜂群中腸道菌的因素

毛氏部落 發佈 2020-02-03T09:07:35+00:00

有關抗生素對蜜蜂影響的一個主要方向是抗生素的耐藥性,對長期處於抗生素環境中的蜜蜂的腸道菌群產生的抗藥基因進行了研究,研究表明蜜蜂腸道菌有8個抗性位點,包括耐藥性基因和核糖體防護基因,抗性基因在蜜蜂中普遍存在,而在熊蜂中只有三個抗性位點。

1、營養水平 

營養可直接影響宿主的免疫力,還可通過調節宿主腸道菌和病原體種群而間接影響;食物本身也是共生體的載體,不同的食物可提供不同的微生物成分,了解食物及腸道菌的組成和功能可更好地了解宿主和病原體相互作用的效果。有報導表明,飲食不僅改變了腸道的代謝功能,同時還能改變腸道菌群的結構。

從野外抓捕熊蜂並在室內飼養到10隻工蜂出房,然後放回到抓捕蜂王的地方,每周為這些蜂群提供50%濃度的糖水,最後結果表明額外添加糖水對野生地熊蜂蜂群的腸道多樣性變化無影響。從目前的報導來看,營養對不同昆蟲腸道菌多樣性的影響差異較大,因此不同昆蟲腸道菌的多樣性、特異性等信息,還需要進一步分析才能最終確認。

2、抗生素殘留 

抗生素主要通過糞便散布於環境中引起殘留,在一些國家的河流和湖泊已經檢測到了不同種類的抗生素,抗生素能夠改變腸道微生物的多樣性,因此昆蟲在野外環境中不可避免地會遭受抗生素的影響。有關抗生素對蜜蜂影響的一個主要方向是抗生素的耐藥性,對長期處於抗生素環境中的蜜蜂的腸道菌群產生的抗藥基因進行了研究,研究表明蜜蜂腸道菌有8個抗性位點,包括耐藥性基因和核糖體防護基因,抗性基因在蜜蜂中普遍存在,而在熊蜂中只有三個抗性位點。

目前大部分的研究均將抗生素作為一個工具來殺死腸道菌來驗證某種腸道菌功能,還未見不同濃度的抗生素殘留對蜂群影響的報導,不同濃度抗生素處理後蜂群腸道菌群能否恢復及通過什麼方式恢復還未見報導;另外,腸道菌對抗生素處理產生的抗性及適應機制也少見報導。

3、病原體感染 

目前病原體感染對蜜蜂腸道菌數量及功能的影響還很少見報導,感染東方蜜蜂微孢子蟲的中華蜜蜂體內細菌數量較正常蜂少,尤其是Bifidobacterium(Bifido)和Neisseriaceae(Beta/Snodgrassella)的數量差異顯著,分析表明東方蜜蜂腸道菌群的組成可能影響其對東方蜜蜂微孢子蟲的敏感性,研究者還指出共生菌的屏蔽作用可能是其對抗疾病的一種重要途徑。但研究結果表明,自然狀態下地熊蜂感染微孢子蟲和短膜蟲與腸道菌多樣性並無直接聯繫。由於蜂種、地理環境和感病程度等均不同,病原體感染是否會影響腸道菌的多樣性變化或改變腸道菌群的組成還有待深入研究。

4、日齡、季節和個體大小 

腸道菌群的結構和組成處於動態變化中,年齡等因子都會影響其形成和功能。通過使用實時定量、顯微螢光原位雜交等技術研究了蜜蜂發育過程中特定腸道菌的形成,結果表明幼蟲和剛出房的工蜂幾乎沒有細菌,成年工蜂(出房後9~30天)包含大量的BFG菌落群系,研究還表明中腸、迴腸和直腸內菌群的分布也不相同。另外,不同季節,氣候、蜜粉源差異較大,因此全年不同季節蜂群的腸道菌的變化很可能也有較大差異。研究了生態因素對野外地熊蜂的影響後發現,個體大小對腸道菌多樣性無顯著影響。

5、地理環境 

地理距離可能影響共生菌在熊蜂腸道內的分布,但缺乏系統研究。目前,不同地理環境下熊蜂腸道菌的多樣性及適應機制的研究還未見報導。我國熊蜂資源豐富,從南到北均有分布。分析諸如青藏高原(高海拔、缺氧)、東北高寒地區、平原、內蒙古草原等地理環境對熊蜂腸道菌的影響,可為今後研究共生菌與宿主的相互作用、共生菌適應環境的機制等奠定基礎。

由於目前蜜蜂大量死亡引起的經濟損失,引起了科學界對各種蜜蜂疾病的關注,一個充滿前景但仍未開發的一個領域就是對蜜蜂、熊蜂等傳粉昆蟲腸道菌群的研究。不斷增加的證據表明宿主的健康狀態和腸道微生物平衡之間有一種嚴格的相互聯繫,當腸道微生物以適宜的頂極群落存在時,可對機體應對疾病發生起到重要的作用,而腸道微生物群落生態平衡失調將導致病原體的入侵。

利用昆蟲共生菌作為一種潛在的生物防治工具來保護有益昆蟲的課題已經開始逐漸形成,並為改善昆蟲先天免疫內穩態及昆蟲健康做出了貢獻。然而,為了能夠管理這些昆蟲體內複雜的腸道菌群,需要首先了解這些共生菌在健康群、疾病群和受壓力等條件下與宿主發生作用的分子機制;在今後的研究中,還需進一步弄清昆蟲區分非致病性(如腸道共生菌)和有害病原體的機制,這將對我們操控昆蟲腸道菌並用來控制有害昆蟲或保護傳粉昆蟲在內的有益昆蟲提供了便利。例如,開發對動態變化的菌群的快速診斷技術,一旦檢測到菌群失調,立即應用一些有效的細菌來重置菌群結構,使其達到最適的頂級群落狀態,從而對抗病原菌入侵。

總之,腸道菌群的平衡在營養、代謝和免疫功能等方面對蜂群的健康起到了重要的作用,並對蜜蜂健康狀況的改善有著重要意義。在蜜蜂等傳粉昆蟲不斷面臨的各種健康威脅下,弄清腸道菌群的影響因素與維持機理、開發可提高傳粉昆蟲活力和免疫力的優勢共生菌、建立以腸道菌群平衡為目標的改善策略來增強蜜蜂對環境及各種病原菌的適應和抵抗能力將對蜜蜂養殖快速穩定發展至關重要。

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