腸道益生菌增強(qiáng)中華蜜蜂農(nóng)藥耐受力機(jī)制獲揭示

廣東省科學(xué)院動(dòng)物研究所副研究員李文峰團(tuán)隊(duì)同合作者，系統(tǒng)揭示了中華蜜蜂腸道菌Gilliamella sp. G0441通過(guò)微生物群-腸-腦軸調(diào)控宿主對(duì)新煙堿類殺蟲劑烯啶蟲胺抗性的分子機(jī)制。近日，相關(guān)成果在線發(fā)表于《環(huán)境研究》（Environmental Research）。

Gilliamella sp. G0441補(bǔ)充劑對(duì)中華蜜蜂烯啶蟲胺耐受力影響圖解。研究團(tuán)隊(duì)供圖

“該研究為農(nóng)藥毒性緩解策略提供了新思路?！闭撐牡谝蛔髡?、昆明理工大學(xué)和廣東省科學(xué)院動(dòng)物研究所聯(lián)合培養(yǎng)研究生趙崇輝表示，新煙堿類殺蟲劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用，對(duì)蜜蜂種群產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，導(dǎo)致其數(shù)量急劇下降。

在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，研究團(tuán)隊(duì)以新分離鑒定的中華蜜蜂核心腸道微生物——Gilliamella sp. G0441菌株為研究對(duì)象，深入探討其增強(qiáng)宿主烯啶蟲胺耐受力的功能。研究發(fā)現(xiàn)，烯啶蟲胺暴露對(duì)中華蜜蜂造成多方面的負(fù)面影響，包括食欲下降、體重降低、嗅覺(jué)學(xué)習(xí)能力受損以及腸道菌群失調(diào)等。而預(yù)防性口服Gilliamella sp. G0441菌株補(bǔ)充劑能顯著緩解上述農(nóng)藥毒性效應(yīng)：蜜蜂的食物攝入量與體重恢復(fù)至正常水平，嗅覺(jué)學(xué)習(xí)能力得到顯著改善，腸道菌群穩(wěn)態(tài)得以重塑。

機(jī)制研究表明，腸道菌Gilliamella sp. G0441通過(guò)多途徑調(diào)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用。在腸道-代謝調(diào)控方面，G0441通過(guò)上調(diào)腸道組織脂代謝相關(guān)基因——酯酶E4基因的表達(dá)，激活大腦脂代謝通路，從而顯著增強(qiáng)蜜蜂的農(nóng)藥耐受力。同時(shí)，G0441通過(guò)抑制烯啶蟲胺激活的腸道MAPK信號(hào)通路，有效阻斷了該殺蟲劑對(duì)大腦代謝的干擾效應(yīng)。此外，G0441補(bǔ)充劑成功逆轉(zhuǎn)了烯啶蟲胺暴露導(dǎo)致的大腦抗壞血酸和醛酸代謝抑制，修復(fù)了與學(xué)習(xí)能力相關(guān)的關(guān)鍵代謝功能。

論文共同通訊作者李文峰表示，農(nóng)藥的過(guò)度使用對(duì)蜜蜂種群造成了嚴(yán)重威脅，該研究的發(fā)現(xiàn)支持了益生菌介導(dǎo)的農(nóng)藥解毒策略，為保護(hù)蜜蜂、維護(hù)生態(tài)平衡以及促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)實(shí)踐提供了有價(jià)值的見解。