论文部分内容阅读
蜂花粉,是由植物花粉、花蜜和蜜蜂腺体分泌物等成分组成,由蜜蜂后肢上特殊器官“花粉筐”携带归巢。蜜蜂将蜂花粉储存在巢房中,在微生物的发酵作用下逐渐转变为能够长期储存和易于消化的物质即为蜂粮,是幼虫和其它所有发育阶段蜜蜂的蛋白质食物来源。从蜂花粉和蜂粮中找到对蜜蜂有益的微生物,利用有益微生物提高蜜蜂的营养保健水平,从而提高蜂群生产力。蜂花粉和蜂粮中含有大量的益生菌,是蜜蜂饲料研发和人类食品发酵所需益生菌的重要来源。然而,目前我们对蜂花粉和蜂粮中细菌和真菌的多样性及真菌在花粉储存中发挥的作用还缺乏系统研究。本研究为了探讨我国饲养量最大的东、西方蜜蜂蜂花粉和蜂粮中的真菌和细菌多样性,采用纯培养方法研究蜂花粉、蜂粮和肠道中真菌的种类及其产酶能力。为了更深入了解蜂花粉和蜂粮中的微生物多样性,采用高通量测序技术进一步揭示细菌和真菌在蜂花粉和蜂粮中的动态变化。研究结果如下:1:对两种蜜蜂蜂花粉和蜂粮中的真菌和细菌筛选培养,并检测其相关产酶能力。结果表明,两种蜜蜂粉源明显不同,且东、西方蜜蜂蜂花粉和蜂粮的p H值具有显著性差异,两种蜜蜂的蜂花粉经过48-72 h微生物作用后,p H下降,但东方蜜蜂蜂花粉p H下降更明显。从样品中分离得到37株丝状真菌和9株细菌,最常见的菌株为木霉属(Trichoderma)、Penicillium和毛霉菌属(Mucor),其中有32株真菌产有机酸,17株真菌的生长速度快于白垩病病原菌(蜜蜂球囊菌Chalkbrood),4株真菌对Chalkbrood有抑制作用,较少菌株能释放蛋白酶和脂肪酶。丝状真菌可能通过释放有机酸有利于蜜蜂储存花粉。此外,一些丝状真菌显示出抑制共生/污染细菌和病原体的潜力。通过探究西方蜜蜂肠道真菌种类,采用纯培养方法得到43株丝状真菌,菌株大部分属于Alternaria、Penicillium、Aspergillus和Cladosporium。其中19株真菌产脂肪酶,26株真菌产蛋白酶,13株真菌菌株与蜜蜂球囊菌Chalkbrood存在竞争,3株丝状真菌能够抑制Chalkbrood的生长,Aspergillus属能够明显抑制Chalkbrood生长。2:对东、西方蜜蜂蜂花粉和蜂粮真菌多样性的研究结果表明两种蜜蜂蜂粮中真菌OTUs的平均数量均低于蜂花粉,但差异不显著,两种蜜蜂蜂粮中真菌也有明显的不同(Simpson P<0.01)。基于门水平,最主要真菌门为子囊菌门(Ascomycota),所占比例为93.55%。其次为担子菌门(Basidiomycota),所占比例仅为5.65%。基于属水平,枝孢菌属(Cladosporium)作为优势真菌占15-75%,平均占52.20%。两种蜜蜂从蜂花粉到蜂粮,Cladosporium依旧是优势真菌,占比较大,此外,Cladosporium在两种蜜蜂蜂花粉中所占的比例差异不显著。线性判别分析(LEfse)和单因素方差分析(one-way ANOVA)表明,几种微生物类群的丰度受花粉类型的影响,而不受蜜蜂种类的影响。青霉菌(Penicillium)(LDA=4.6795;P<0.001),曲霉菌(Aspergillus)(LDA=4.5089;P<0.001),以及链格孢属(Alternaria)(LDA=4.6169;P=0.048)受蜂花粉影响,只有Cladosporium(LDA=5.9206;P=0.32)受蜂粮影响。3:采用高通量测序技术对东、西方蜜蜂蜂花粉和蜂粮中的细菌多样性研究,分析不同种类蜜蜂蜂花粉和蜂粮微生物的16S r RNA基因序列,比较菌群的物种组成和丰度信息。基于门水平,变形菌门(Proteobacteria)占比92.12%,其次厚壁菌门(Firmicutes)占比6.66%,其他五个门不到1%。基于属水平,Escherichia-Shiga属在两种蜜蜂的蜂花粉中,占总数的15%至50%以上。Parococcus属在西蜂中含量较高,在中蜂中含量偏低。在中蜂的蜂花粉中Rosenbergeilla属和Buttiauxella属为优势菌群,而西蜂蜂花粉中含量较少(P=0.019;unequal variance t-test)。蜂花粉经过发酵48-72 h后转变为蜂粮,蜂粮与蜂花粉的细菌含量总比例发生了变化。在所有样本中Escherichia-Shiga属的比例急剧下降至10%以下(P<0.001)。本研究在两种蜜蜂蜂花粉和蜂粮中均发现了蜜蜂的核心肠道菌群,核心肠道细菌可能不是来自于花粉材料,而是来自于巢内同伴之间的社会互动。