黃祚驊，江凌晗，吳珍紅

(1.福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)院，福建 福州 350017；2.福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，福建 福州 350017)

自然界中的傳粉昆蟲(chóng)類(lèi)群主要是蜂類(lèi)。全球115種重要農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的52%依賴(lài)于蜜蜂授粉。蜜蜂授粉僅在2006～2008年就為中國(guó)創(chuàng)造了3042.2億人民幣。因此，蜂類(lèi)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的潛力十分之大。但是，近年由于外種入侵、農(nóng)藥和疾病等因素影響，蜜蜂種群密度大幅度減少。在美國(guó)，“蜂群衰竭失調(diào)”現(xiàn)象已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。截止2015年，科研人員統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)新西蘭蜂群損失率為10.7%，歐洲為11.9%，美國(guó)為28.0%，加拿大為16.8%。因此，蜜蜂疾病無(wú)公害防治技術(shù)亟待深入研究以及大面積的推廣運(yùn)用。人們?cè)絹?lái)越關(guān)注蜜蜂腸道微生物菌群在蜜蜂的生物防治上的應(yīng)用。研究表明蜜蜂腸道菌群對(duì)蜜蜂具有生理功能，可用于病害防治。本文綜述了蜜蜂的微生態(tài)組成及其應(yīng)用，供借鑒。

1 蜜蜂主要腸道菌群及其作用

1.1 蜜蜂腸道的主要菌群分布

Cox-Foster等通過(guò)宏轉(zhuǎn)錄組比較分析發(fā)現(xiàn)，源于美國(guó)、非洲、瑞士、德國(guó)等不同地區(qū)的同一種蜜蜂(Apismellifera)具有相似的腸道菌群組成。Gilliam等通過(guò)傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)分離鑒定西方蜜蜂(A.melliferaLinnaeus)腸道內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該種類(lèi)腸道內(nèi)酵母微生物約1%；29%為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌；70%為可變的革蘭氏細(xì)菌或革蘭氏陰性。Rada等主要研究了蜜蜂腸道微生物組成，發(fā)現(xiàn)蜜蜂腸道內(nèi)主要由芽孢桿菌、雙歧桿菌和乳酸菌構(gòu)成其微生物的組成成分。Li等通過(guò)對(duì)28種熊蜂腸道菌群16s的V6-V8區(qū)采用高通量測(cè)序，結(jié)合生態(tài)學(xué)分析表明，熊蜂腸道保守型腸型微生物是Gilliamella、Snodgrassela，另含有一些條件致病菌如Hafnia、Serratia。許多研究表明蜜蜂腸道菌群組成簡(jiǎn)單，由少數(shù)核心菌種組成，且組成穩(wěn)定，這些核心微生物對(duì)蜜蜂具有生理功能，可用于病害的防治。

1.2 蜜蜂腸道菌群對(duì)其腸道和代謝的影響

1.2.1 蜜蜂腸道微生物促進(jìn)蜜蜂腸道的發(fā)育 鄭浩等通過(guò)比對(duì)利用糞菌移植人工制造正常腸道菌蜜蜂無(wú)菌蜜蜂及糞無(wú)菌蜜蜂兩者腸道菌群及研究其對(duì)宿主生長(zhǎng)、腸道理化性質(zhì)、激素調(diào)節(jié)、蜜蜂個(gè)體行為的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)倆組蜂群發(fā)育成成熟以后，利用糞菌移植人工制造正常腸道菌的蜜蜂會(huì)增加15%～20%的體重，同時(shí)無(wú)菌蜜蜂的生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)低于正常腸道的蜂群；成蟲(chóng)后第15d發(fā)現(xiàn)正常蜜蜂的中腸和回腸重于無(wú)菌蜜蜂，說(shuō)明腸道菌群促進(jìn)腸道的發(fā)育。另外，研究表明微生物代謝會(huì)降低腸道氧化還原電位以及pH值。

1.2.2 蜜蜂腸道微生物對(duì)代謝的影響 通過(guò)分析蜜蜂腹部以及大腦基因表達(dá)產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)腸道中的微生物會(huì)使胰島素接收基因、蜜蜂胰島素肽等基因表達(dá)產(chǎn)物增加，并且宿主的行為還會(huì)受到腸道微生物的影響。徐鵬研究表明用益生菌制劑飼養(yǎng)供奉后，其體內(nèi)酚氧化酶原基因表達(dá)量下降，而兩種主要編碼抗菌蛋白的基因表達(dá)產(chǎn)物上升。Engel等基于西方蜜蜂腸道微生物群體染色體組，證實(shí)了其腸道中的微生物種群菌功能豐富，例如：分解糖類(lèi)物質(zhì)、參與細(xì)菌生物被膜的形成等。

1.3 蜜蜂腸道菌群對(duì)蜜蜂采食的影響

蜂花粉是蜂糧的主要原料，是蜜蜂與蜂蜜分泌物的混合物，通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生。蜜蜂腸道核心菌群Bifidobacterium、Lactobacillus和Gilliamella含有多種酶，包括糖苷水解酶和多糖水解酶等，實(shí)驗(yàn)證明蜂蜜醞造是在腸道菌群的參與下完成的。研究表明將花粉變?yōu)榉浼Z是微生物腸道菌群的重要功能之一，蜂糧比花粉含更多的維生素，更少多糖及不同的氨基酸。蜜蜂腸道內(nèi)微生物還可消化難降解食物成分或降解環(huán)境中的有毒化合物，擴(kuò)大蜜蜂的食物資源等。

除此之外，乳酸菌是參與蜂糧合成的優(yōu)勢(shì)菌群之一。其發(fā)酵產(chǎn)物乳酸延長(zhǎng)蜂糧的儲(chǔ)存時(shí)間、減少胃腸功能失調(diào)、降低膽固醇等作用。

2 蜜蜂微生物的生物防治

2.1 蜜蜂微生物病原體

絕大多數(shù)病原物如：擬幼蟲(chóng)芽胞桿菌、糞鏈球菌、蜂房球菌等主要存在于蜜蜂腸道內(nèi)。有些微生物所引起的病害相當(dāng)于“癌癥”。如歐洲幼蟲(chóng)腐臭病以及美洲幼蟲(chóng)腐臭病分別是由擬幼蟲(chóng)芽胞桿菌和蜂房球菌引誘發(fā)的，此病害一旦發(fā)生就會(huì)使蜜蜂幼蟲(chóng)致死。另外，真菌性病原體微孢子會(huì)誘發(fā)成年蜜蜂的病害。

2.2 蜜蜂腸道微生物在生物防治作用

2.2.1 蜜蜂腸道微生物增強(qiáng)免疫作用 蜜蜂腸道菌群在增強(qiáng)免疫力方面發(fā)揮了一定的作用。益生菌通過(guò)刺激蜜蜂產(chǎn)生防御素以及蜜蜂抗菌肽從而增強(qiáng)蜜蜂的免疫能力。

蜜蜂和熊蜂可通過(guò)共生菌屏蔽作用與疾病對(duì)抗技術(shù)解決其面臨的眾多寄生蟲(chóng)和致病菌。

2.2.2 蜜蜂腸道菌群的抗病作用 除了依靠自身免疫系統(tǒng)外，蜜蜂的體內(nèi)共生菌可抵御病毒、細(xì)菌和真菌感染。使用抗生素干擾核心菌群會(huì)減低絕大多數(shù)的菌種多樣性，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明那些不具備由正常菌群的蜜蜂受到致病菌侵染的可能性會(huì)大大提升，致死率升高。Cariveau等對(duì)3種不同熊蜂品的致病菌群以及益生菌之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)二者之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系中，同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)了短膜蟲(chóng)的侵染概率會(huì)隨著核心菌群的密度增大而減少。

Snodgrassella細(xì)菌的影響：研究人員Li等將被微孢子蟲(chóng)感染的東方蜜蜂的腸道和正常的東方蜜蜂腸道中的菌群進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)被微孢子蟲(chóng)感染的東方蜜蜂腸道中Snodgrassella細(xì)菌密度遠(yuǎn)少于正常蜜蜂體內(nèi)該菌種的密度，這說(shuō)明微孢子蟲(chóng)的敏感性與蜜蜂腸道細(xì)菌群落的組成及其比例有一定的關(guān)系。Koch等利用抗生素使熊蜂腸道的菌群死亡，發(fā)現(xiàn)熊峰被短膜蟲(chóng)侵染的概率大大上升，同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)了熊蜂短膜蟲(chóng)侵染能力和Snodgrassella細(xì)菌水平的高低有關(guān)，即Snodgrassella細(xì)菌可以提高宿主的抗病能力。Evans等在實(shí)驗(yàn)室探究發(fā)現(xiàn)擬幼蟲(chóng)芽孢桿菌會(huì)被一些共生菌所抑制，并且大多數(shù)病原菌都會(huì)被該類(lèi)共生菌所抑制。

芽孢菌和霉菌的影響：來(lái)源于芽孢桿菌屬細(xì)菌的抗生素只針對(duì)相關(guān)種類(lèi)的菌群有生物活性。研究表明幼蟲(chóng)芽孢桿菌的活性會(huì)受到與其來(lái)源于同一屬的菌群的抑制均有抑制作用，其中短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌抑制作用顯著。李繼蓮等采集研究了來(lái)自中國(guó)的570只中華蜜蜂，研究了它們體內(nèi)的細(xì)菌和寄生蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)菌群數(shù)量少的往往是受到微孢子蟲(chóng)感染的蜜蜂，其中具有代表性的應(yīng)當(dāng)是Snodgrassella以及Bifidobacterium數(shù)的數(shù)量，這一實(shí)驗(yàn)和Li的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不謀而合。Gilliam在研究非致病性微生物對(duì)機(jī)體的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)在蜂群中高發(fā)的白堊病會(huì)和曲霉屬菌物產(chǎn)生拮抗作用。除此之外，根霉菌以及毛霉菌也會(huì)有抑制作用。

2.2.3 蜜蜂腸道菌群的應(yīng)用 為解決蜂產(chǎn)品中藥物和抗生素的殘留，崔海輝等在研究如何解決抗生素以及其他藥物的殘留問(wèn)題的時(shí)候，在分別來(lái)源于外界環(huán)境以及蜜蜂體內(nèi)的倆株芽孢菌內(nèi)添加少量的果糖以及益生菌后，進(jìn)行大規(guī)模地培養(yǎng)注入回蜂體和蜂巢，從而提高蜂群的免疫能力。朱芝秀等采用EM原露飼喂蜜蜂，發(fā)現(xiàn)對(duì)蜜蜂繁殖、抗蜜蜂孢子蟲(chóng)病及高產(chǎn)取得了很好的效果。另外，在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品安全性評(píng)估時(shí)常常以蜜蜂消化道的微生物菌群作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論

(1)蜜蜂菌群由于進(jìn)化很產(chǎn)生了特異性。中國(guó)主要飼養(yǎng)的蜜蜂品種與他國(guó)不同，中華蜜蜂是我國(guó)蜂農(nóng)主要的飼養(yǎng)對(duì)象，福建飼養(yǎng)的蜂種以意大利蜜蜂以及中華蜜蜂為主，主要對(duì)蜂群繁殖有利的重要蜜源植物為荔枝、龍眼、枇杷、柑橘、烏柏、栲樹(shù)、柿樹(shù)、茶仔樹(shù)、木荷、板栗等亞熱帶植物，具有“亞熱帶”腸道菌群特點(diǎn)，未來(lái)通過(guò)對(duì)福建省蜂腸道微生物組的挖掘，可進(jìn)一步發(fā)掘其特殊功能與進(jìn)化歷史，開(kāi)發(fā)地道符合亞熱帶蜂的腸道微生態(tài)制劑。

(2)將組合益生菌防治運(yùn)用在蜜蜂疾病上的效果顯著并且安全、無(wú)公害，同時(shí)對(duì)于也有益于提高蜂群自身的抗病能力。但是，現(xiàn)如今市場(chǎng)上存在的益生菌制劑仍然存在許多問(wèn)題，如在實(shí)踐中，如何隨著不同品種的蜂在不同發(fā)育時(shí)期改變藥劑的量還有待研究。因此，在蜂類(lèi)益生菌制劑領(lǐng)域上還有很長(zhǎng)的一段路要走。

目前針對(duì)福建蜂腸道菌群的研究還較薄弱，本文綜述了目前國(guó)內(nèi)蜜蜂的微生態(tài)應(yīng)用研究概況，供蜂研究借鑒。