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蜂蜜所含DNA揭示蜜蜂生態位
http://www.CRNTT.com   2022-05-30 22:54:18


  中評社北京5月30日電/據參考消息網編譯,據美國《歐亞評論》網站5月23日報道,希臘亞歷山大·弗萊明生物醫學研究中心的研究人員優化了一種描述蜂蜜中的脫氧核糖核酸(DNA)痕跡的方法,揭示了與蜜蜂進行互動的物種。索朗·帕塔拉諾博士牽頭的這項合作性研究使研究人員得以全年監測蜜蜂飲食的多變性,以一種無創方式揭示蜜蜂的微生物群狀況並確認它們面臨的致病物種。這項研究成果發表在《分子生態學資源》雜誌上,雖然尚處探索初期,但它可能會給我們對蜜蜂生態位的了解帶來革命性變化。

  了解蜜蜂的生態位為何很重要?生物的生態位的定義是,與共存於同一生境內的其他物種進行互動並加以適應的一種微妙平衡狀態。通過給樹木和花卉授粉,蜜蜂利用大量開花植物為自己提供食物資源、幫助自己生長。另一方面,當環境條件有利於瓦蟎等致病物種繁殖時,蜂群也會遭到削弱。因此,蜜蜂生態位的物種動態與其所居住的生境的類型及其季節變化密不可分。

  面對農業地區日益增多的改造活動以及氣候變化的影響,蜜蜂的生態位正變得更加脆弱。對蜜蜂與周圍物種的互動動態有更好的了解,將有助於確定蜜蜂面臨的風險期和風險區。上述研究報告的第一作者阿納斯塔西奧斯·加拉尼斯評論說:“在農村和農業環境中,這極其重要,因為在這些環境中,物種互動會影響作物的生產力。我們的食物和生存在很大程度上依賴於這些小昆蟲的正常運轉,這是無可否認的!”

  蜂蜜也是環境植物多樣性的獨特標誌。蜜蜂將采自花朵的花蜜和花粉反芻出來吐到蜂巢巢室中,直至蒸發掉足夠水分,蜂蜜就是這樣釀成的。在這一過程中,蜂蜜接觸到多種生物,因此含有多個物種的DNA,統稱為環境DNA(eDNA);這種DNA來自蜜蜂覓食的植物、蜜蜂的腸道細菌和潛在的蜂巢病原體。現已公布的優化方式被稱為“直接鳥槍宏基因組”方式,涉及對在蜂蜜中發現的eDNA片段進行測序和全面辨認。正如加拉尼斯所解釋的:“設計和測試一種依據蜂蜜的宏基因組數據進行調適的生物信息學管道使我們能夠增強敏感性和特異性;因此,我們對確認特定物種非常有信心。”

  在這項研究中,研究人員分析了一個位於一處典型地中海景觀的養蜂場中的幾份蜂蜜樣本。他們確認了能反映蜂巢周圍所有植物多樣性的40多種植物。帕塔拉諾說:“令人驚訝的是,我們看到,植物eDNA的豐度隨季節變遷發生很大變化,完美反映了蜜蜂隨植物開花而變的覓食行為適應性。”研究人員還利用蜂蜜孢粉學對不同蜂蜜樣本進行比較。除了上述兩種分析所具有的極強互補性外,這項研究還顯示,宏基因組分析法還能揭示非花粉覓食行為,比如采集鬆樹蜜露——蜜蜂在初秋的重要生存食物來源。

  與人們可能認為的相反,蜜蜂的生態位遠遠不止植物。在對蜂蜜樣本進行分析時,研究人員發現了更多細菌eDNA種類,其中絕大多數源自被認為無害的微生物,而且這些物種是蜜蜂微生物群的核心物種構成。帕塔拉諾解釋說:“與人類的腸道微生物群一樣,蜜蜂的腸道微生物群也是其健康的重要因素。我們已經知道,殺蟲劑等環境壓力因素會嚴重破壞腸道微生物群,並增加蜜蜂患病的風險。但其原理在很大程度上仍是未知數。”借助這項研究,研究人員提供了證據,證明蜂蜜宏基因組分析法能夠在無需犧牲蜜蜂的情況下研究其腸道微生物群的變化。

  研究人員還尋找來自假定病原體的eDNA存在痕跡。他們發現,在蜂蜜中發現的瓦蟎eDNA痕跡與觀察到的蜂巢污染情況直接相符。這是一個有望成功的跡象,表明最終可能可在大規模研究中利用這項研究監測和預測疾病和病原體。

  帕塔拉諾斷言:“未來,這項研究可能也會對人類產生非常重要的影響。如果我們要確保生態系統服務,比如果蔬授粉,同時保持物種生物多樣性,我們也需要保護蜜蜂的健康。我們面臨的挑戰是,打造生物監測戰略,以便為所有授粉者確定最合適的生態位。”

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