蜜蜂肠道微生物群落研究进展

蜜蜂是重要的农业传粉昆虫,对全球农业及生态维护有着不可替代的作用。然而近年来美国、欧洲等地出现蜂群大量消失的迹象,给农业经济带来严重威胁。近年来人们逐渐发现蜂肠道微生物与维持宿主健康之间存在着联系,蜜蜂属(Apis)和熊蜂属(Bombus)个体都带有简单、特异的肠道菌群,并且蜂肠道菌群与人类等其他动物具有诸多相似之处,例如其通过社会性接触稳定传播的特性。本综述介绍了近年来通过体外培养、高通量测序等技术对蜂肠道微生物与宿主关系的研究,特别是其简化的菌群结构、宿主特异性,及其对蜜蜂食物消化、营养供给、病虫抵抗等方面的作用,并探讨了未来基于我国特有蜂种研究的方向,及蜜蜂作为优良的社会性动物模式体系对未来人类营养健康研究的可行性。     

苏氏(鱼芒)鲇鳔的组织学及呼吸上皮的超微结构的研究

本文首次报道了苏氏(鱼芒)鲇的具有气呼吸作用的鳔的组织学和呼吸上皮的超微结构。鳔由浆膜、纤维层、粘膜上皮三层构成,纤维层的胶原纤维向鳔腔内突入衍生出密集的泡囊状小室,并在鳔腔中心汇合为中轴。泡囊小室的内表面被覆高度毛细血管化的上皮(即呼吸上皮)。呼吸上皮细胞是一类同型特化的扁平上皮细胞,电镜观察证明具有哺乳类肺泡上皮Ⅰ型和Ⅱ型细胞的结构。上皮细胞基底面与单层的毛细血管壁细胞联接形成胞质薄层的血-气屏障。研究结果证实鳔是苏氏(鱼芒)鲇的重要副呼吸器官,具有强的空气呼吸作用。     

不同饲料对小峰熊蜂工蜂群发育的影响

糖和花粉对熊蜂的生长发育和繁殖起重要作用。本研究测定和分析了2种糖源（白砂糖、蜂蜜）和5种花粉（杏花粉、油菜花粉、向日葵花粉、玉米花粉、茶花粉）的饲料组合对小峰熊蜂Bombus hypocrita的无王工蜂群寿命、产卵前期时间、产卵量、幼虫拖出数、卵杯数、雄蜂出房时间和子代雄蜂数量的影响。结果表明： 只饲喂糖类食物时, 工蜂寿命显著短于有花粉的饲料组, 而且工蜂不产卵。含有花粉的各饲料组之间工蜂寿命存在显著差异, 饲喂玉米花粉的工蜂寿命小于其他4种花粉组。在工蜂产卵前期时间和卵杯数量方面, 10种含有花粉的饲料组之间差异不显著; 但在产卵量、幼虫拖出数、雄蜂出房时间和子代雄蜂数量等方面, 各饲料组之间差异较大。白砂糖和杏花粉组的产卵量最高; 杏花粉组和茶花粉组的幼虫拖出数量显著低于其他花粉组; 油菜花粉组和杏花粉组的雄蜂出房时间显著短于其他花粉组; 杏花粉组的子代雄蜂数量显著高于其他饲料组。结果显示不同饲料组合对小峰熊蜂工蜂群的发育影响很大。因此建议在熊蜂的人工繁育过程中, 在不同的发育阶段应给予不同的饲料配方。     

小峰熊蜂工蜂蛹期发育蛋白质组分析

本文采用双向凝胶电泳法对小峰熊蜂工蜂蛹期的3个发育期进行蛋白质组研究,结果表明小峰熊蜂工蜂蛹期的白眼期(A期)、褐眼期(B期)和黑眼期(C期)分别检测到77、81和59个蛋白点,特有蛋白分别为7个、6个和1个,共有蛋白为48个,A期到B期显著上调的蛋白有9个,显著下调的蛋白有3个,B期到C期显著上调的蛋白有8个,显著下调的蛋白有3个,A期到C期显著上调的蛋白有15个,显著下调的蛋白有2个.研究还发现有17个蛋白是在A期和B期表达而在C期关闭;有2个蛋白是在A期表达,B期关闭,在C期又表达.本研究初步揭示了小峰熊蜂工蜂从蛹期发育到成蜂过程中,不仅需要一些保守蛋白来调控,而且还需要一些特异蛋白.     

小峰熊蜂访花偏爱性

传粉昆虫在访花时,通常会表现出对某一类型花的偏爱性。本研究利用人工制作的大小、颜色、形态和气味不同的9种类型的花来研究小峰熊蜂Bombus hypocrita的访花偏爱性。结果表明：当增加花的大小、形态、气味等附加特征数时,小峰熊蜂的偏爱性程度与花朵附加特征数有显著相关性（P<0.01）。当花朵颜色由2种增加到4种,熊蜂对紫色花的偏爱性程度降低,但花朵颜色的种类与小峰熊蜂的访花偏爱性没有相关性（P>0.05）,花颜色的种类对熊蜂访紫色花的偏爱性影响不大。大小为5 cm的紫花被访次数（108±9次）明显高于大小为3 cm的紫花被访次数（40±4次）（P<0.01）,说明熊蜂明显喜欢访大花瓣的紫花。完全盛开的紫花被访次数（129±13次）显著高于刚绽放的花被访次数（26±3次）（P<0.01）,说明熊蜂喜欢访盛开的紫花。柠檬味的紫花被访次数（63±8次）明显低于草莓味的紫色花被访次数（88±2次）（P<0.05）,说明熊蜂喜欢访草莓味的花朵。     

青藏高原高山植物麻花艽的传粉生态学研究

对青藏高原东部麻花艽 (Gentiana straminea)海北居群的传粉生态学进行了 3a连续的观察和实验。试验表明自然去雄、人工自交和杂交处理均结实 ,而人工去雄套袋和自然套袋不结实。麻花艽自交亲合 ,但必须依赖传粉媒介才能完成授粉过程 ,不存在无融合生殖。野外捕捉到 14种访花昆虫 ,它们分别属于 2个纲 ,7个目 ,8个科。观察和分析了各种昆虫的访花行为后 ,认为苏氏熊蜂 (Bombus sushikini)是麻花艽有效而稳定的传粉者。测量表明麻花艽花蜜通道的深度和苏氏熊蜂的舌长基本吻合。苏氏熊蜂的访花频率在 10 :0 0～ 12 :0 0 ,13:0 0～ 15 :0 0和 16 :0 0～ 18:0 0时间段没有差别 ,单花的访花频率为 0 .0 0 5次 / (花· min)。和其它高山植物相比 ,青藏高原高山植物麻花艽的访花频率较高。熊蜂传粉和高频率的访花维持了麻花艽在极端寒旱的青藏高原环境下的有性生殖。此外 ,高频率的访花对于维持该地区高山植物的生殖保障具有重要的现实意义 ,但是否具有普遍性 ,还有待研究更多的高山代表类群。     

熊蜂生假丝酵母启动子的筛选及强度分析

【背景】熊蜂生假丝酵母(Starmerella bombicola)作为一种非常规假丝酵母菌株,因其具备高产槐糖脂生物表面活性剂的能力而受到广泛关注。然而,由于自身的表达系统并不完善,限制了该菌株的代谢工程改造。【目的】克隆、筛选及鉴定新的系列内源启动子表达元件。【方法】通过对比分析熊蜂生假丝酵母全基因组及9种功能已知目的基因信息,并结合启动子预测网站,筛选获得系列启动子候选序列,以SbGFP (密码子优化后的酵母增强型绿色荧光蛋白)为报告基因进行整合表达,通过绿色荧光蛋白强度及转录水平分析鉴定启动子强度。【结果】在分别以葡萄糖和油酸作为唯一碳源的条件下,启动子PTEF1和PGPD在不同碳源培养条件下均显示出较高的转录水平。启动子PCYP52M1、PUGTA1、PUGTB1及PMOB在以油酸为唯一碳源时具有弱转录活性,而在以葡萄糖为唯一碳源时则未检测到它们具有转录活性,推测它们是油酸诱导型启动子。进一步利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)对SbGFP进行转录水平分析,检测结果与绿色荧光表达水平一致。【结论】获得了系列熊蜂生假丝酵母内源性启动子,进一步丰富了该菌株的表达元件,为菌株的代谢工程改造及基因的表达与调控奠定了理论基础。     

短头熊蜂肠道拮抗菌株的分离筛选鉴定及其生物特性评价

【背景】近年来,由于栖息地减少、农药的大量使用及病原菌侵染等综合因素,导致全世界的熊蜂种类与数量逐年减少,病原菌的侵染可通过微生物在自身生长过程中会产生的抑菌物质进行有效抑制或杀灭。【目的】短头熊蜂(Bombus breviceps)长期生存在野外环境中,其肠道内存在着大量微生物资源。从短头熊蜂肠道内筛选拮抗菌株,并对其抑菌特性进行研究。【方法】采用牛津杯双层法筛选拮抗菌株,测定抑菌活性最佳菌株发酵液的抑菌物质稳定性与抑菌广谱性等抑菌特性,并借助细胞膜通透性、流式细胞仪检测等试验探究其抑菌机制。【结果】得到了5株具有明显抑菌作用的拮抗菌株,其中果杆菌(Fructobacillus tropaeoli)CZ01对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)这5种病原指示菌都具有高度抑菌效果。菌株CZ01对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳,抑菌圈直径可达到(21.21±0.25) mm,在121 ℃处理后仍具有67.36%以上的抑菌活性,调整pH值为10.0时仍具有78.16%的抑菌活性。【结论】短头熊蜂肠道微生物资源较丰富,尤其是果杆菌(F.tropaeoli)CZ01具有抑菌活性高、稳定性好、抑菌谱广等特性,对金黄色葡萄球菌具有良好的杀灭效果,显示出良好的应用潜能。     

封面照片:红光熊蜂Bombus ignitus Smith

熊蜂是一类重要的传粉昆虫,隶属于膜翅目Hymenoptera蜜蜂科Apidae熊蜂属Bombus,目前,全世界已知熊蜂种类约250种,中国约108种。熊蜂具有进化程度低、趋光性差、耐低温等生物学特性,适应温室环境能力强,因此,熊蜂属中一些易于人工驯养的种类被逐渐开发出来,并提供温室果菜传粉应用,取得了良好的经济效益和生态效益。     

Species diversity of bumblebees in the Maijishan Scenic Area of Gansu Province

熊蜂属昆虫是山区植物的重要传粉者,在保持生物多样性和维护生态系统平衡方面发挥着十分重要的作用.麦积山风景区位于甘肃东南部的西秦岭山区,地处北部温带黄土高原向南部亚热带河谷山地和西部高寒青藏高原过渡的地带,地理位置独特,生物资源丰富.为了探明该景区内熊蜂物种多样性现状,笔者于2007-2010连续4年对该景区的熊蜂属昆虫进行了系统调查.结果表明:2007-2010年,在该景区12个采样点共采集熊蜂属昆虫1765头,隶属于7亚属20种;在12个采样点中,石门和净土寺的熊蜂种类丰富度最高;在20种熊蜂中,火红熊蜂Bombus pyrosoma、红光熊蜂B.ignitus、疏熊蜂B.remotus、小峰熊蜂B.hypocrita s.l.和重黄熊蜂B.picipes的物种多度较高,依次位居前5位;麦积山风景区熊蜂区系成分以东洋区+古北区共有种为主(55％),其中东洋区成分高于古北区成分;麦积山熊蜂区系成分和南部亚热带湿润气候区的白水江自然保护区以及西部高寒气候区的扎尕那自然保护区比较接近,和北部温带半干旱气候区的崆峒山风景区相距较远.