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研究揭示熊蜂蜂王重要生命階段的腸道微生物動態變化

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  近日,中國農業科學院蜜蜂研究所傳粉蜂生物學與授粉應用團隊,聯合中國科學院昆明動物研究所、云南大學等單位研究發現,蘭州熊蜂蜂王(Bombus lantschouensis)在未交配、交配和產卵3種不同生殖生理狀態下腸道微生物類群豐度和構成顯著不同,并且各個狀態下具有其獨特的優勢菌群。該研究首次揭示出除了果蠅之外,熊蜂是研究腸道微生物與生殖行為關系的良好模式昆蟲。相關研究成果在線發表在《系統微生物學(mSystems)》上。

  據李繼蓮研究員介紹,腸道微生物是一類在長期進化過程中與宿主之間形成互利共生的類群,它們是宿主自身必不可少的一部分,在宿主對食物消化吸收、營養利用、抗病蟲害、免疫力增強、交配以及生殖方面起到重要的作用,腸道微生物是否影響宿主的性成熟仍不清楚。熊蜂屬于真社會性昆蟲,子代蜂王可以和母代蜂王同群,其腸道微生物簡單易分析。因此,該團隊通過選取不同生殖生理狀態下的蜂王,利用16S rRNA序列通過高通量測序和定量PCR研究發現,不同生理狀態下蜂王腸道菌群總的含量及多樣性和構成發生了顯著變化,其中在未交配和產卵蜂王中腸道菌群較為相似,主要優勢菌為Gilliamella,Snodgrassella和Lactobacillus,但Bifidobacterium則只在產卵蜂王中含量相對較高,而在交配蜂王的腸道中優勢菌屬則為Bacillus,Lactococcus和Pseudomonas。該研究首次闡明熊蜂蜂王的重要生命階段的腸道菌群及優勢菌群的變化與其生殖健康的關系,有助于了解蜂王生理、行為及生存環境的變化與其相關微生物類群之間可能存在的聯系,為進一步研究蜂王腸道優勢菌在不同生殖狀態下的功能奠定基礎。也提示了腸道菌群可能介導了動物生殖健康,深入機制有待進一步全面系統地研究。

  該研究得到中國農科院農業科技創新工程、國家蜂產業技術體系、國家自然科學基金、中國科學院重點部署項目、科技部重點專項等項目資助。(通訊員 謝文聞)

  原文鏈接:https://msystems.asm.org/content/4/6/e00631-19

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