寄生蜂 “入侵” 引发宿主微生物群 “洗牌”：Xenos gadagkari 对 Polistes wattii 微生物群的影响及生态意义

《Microbial Ecology》：Parasite-Induced Replacement of Host Microbiota: Impact of Xenos gadagkari Parasitization on the Microbiota of Polistes wattii

在昆虫共生微生物研究领域，为探究季节、性别和寄生对社会性昆虫微生物群的影响，研究人员以亚洲黄蜂 Polistes wattii（P. wattii）为对象开展研究。结果发现，P. wattii 微生物群存在季节和性别差异，Xenos gadagkari 寄生会改变其微生物群组成。该研究为理解昆虫共生微生物关系提供了新视角。

　　在奇妙的昆虫世界里，微生物与昆虫的共生关系一直是科学家们关注的焦点。许多社会性昆虫，如蚂蚁、蜜蜂等，它们与体内微生物的紧密联系已被大量研究证实。这些微生物在昆虫的生存、资源利用以及抵御病原体等方面都发挥着至关重要的作用。然而，对于原始社会性黄蜂的微生物群，人们却知之甚少。Polistes 属的黄蜂是研究社会性的重要模型，但此前缺乏对其微生物群的全面研究。Polistes wattii（P. wattii）作为一种分布于亚洲的原始社会性黄蜂，具有独特的巢建策略，且常被内寄生蜂 Xenos gadagkari 寄生，寄生后黄蜂的形态生理和行为会发生显著变化。但目前尚不清楚这种寄生对 P. wattii 微生物群有何影响，以及 P. wattii 微生物群在不同季节和性别间是否存在差异。

为了解开这些谜团，来自印度旁遮普大学、印度科学教育与研究学院（IISER Mohali）等机构的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《Microbial Ecology》上。

研究人员采用了 16S rRNA 扩增子测序技术（通过扩增细菌 16S rRNA 基因的 V3 - V4 区域来分析微生物群落组成），利用牛津纳米孔平台对样本进行测序分析。样本来自春季新筑巢和夏季后期巢中的 P. wattii 黄蜂，包括未寄生和被 X. gadagkari 寄生的黄蜂，分别采集其肠道和身体其他部分（ carcass）进行研究。

研究结果如下：

• 微生物群的季节和性别差异：研究发现，P. wattii 微生物群在不同季节和性别间存在显著差异。春季，P. wattii 采用单雌建巢（haplometrosis，SF）策略，夏季则转变为多雌建巢（pleiometrosis，MF）策略。SF 雌蜂和 MF 雌蜂的微生物群不同，如 Lactobacillus、Bombilactobacillus 和 Moellerella 在 SF 雌蜂中更为丰富，而 Bacillus、Spiroplasma 和 Pseudomonas 在 MF 雌蜂中含量更高。雄性和雌性 P. wattii 的微生物群也有明显区别，如 Pseudoxanthomonus 和 Xanthomonus 在雄性中占主导，而 Lactococcus、Lactobacillus、Bacillus 和 Spiroplasma 在雌性中更为丰富。
• X. gadagkari 微生物群特征：X. gadagkari 的微生物群多样性较低，主要由 Wolbachia（约 70% 丰度）和 Providencia（超过 28% 丰度）主导。
• 寄生对 P. wattii 微生物群的影响：X. gadagkari 寄生显著改变了 P. wattii 的微生物群组成。寄生后，黄蜂体内 Wolbachia 和 Providencia 的丰度增加，而 P. wattii 原本的核心细菌 OTUs（如 Bacillus、Escherichia - Shigella、Pseudomonas 等）丰度降低。主坐标分析（Principal Coordinate Analysis，PCoA）和层次聚类分析（Hierarchical Cluster Analysis，HCA）显示，未寄生的 P. wattii 样本聚为一类，而寄生的 P. wattii 样本与 X. gadagkari 样本聚在一起，表明寄生使 P. wattii 的微生物群更接近寄生蜂。
• Wolbachia 的传播：研究证实，X. gadagkari 寄生是 P. wattii 感染 Wolbachia 的原因。在未寄生的 P. wattii 中未检测到 Wolbachia，而在 X. gadagkari 和被寄生的 P. wattii 所有组织中均检测到。通过多位点序列分型（Multi Locus Strain Typing，MLST）确定 X. gadagkari 中的 Wolbachia 属于 A 超群，且寄生的 P. wattii 和 X. gadagkari 中 Wolbachia 的 ftsZ 基因序列相同。qPCR 检测发现，不同样本中 Wolbachia 的密度存在显著差异，X. gadagkari 雌性中 Wolbachia 密度最高。
• 与其他昆虫微生物群的比较：通过对 P. wattii 与其他社会性昆虫微生物群的 β - 多样性分析发现，未寄生的 P. wattii 与其他胡蜂的微生物群相似，这可能与其相似的肉食性饮食习惯有关。而寄生后的 P. wattii 和寄生蜂（X. gadagkari 和 D. daci）以及被 Wolbachia 主导的蚂蚁 F. exsecta 的微生物群聚在一起，表明 Wolbachia 可能通过寄生蜂在节肢动物群落中传播。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面探究了原始社会性黄蜂 P. wattii 的微生物群，发现其微生物群受季节、性别和寄生的显著影响。X. gadagkari 寄生不仅改变了 P. wattii 的微生物群组成，还引入了 Wolbachia，尽管寄生蜂传播 Wolbachia 的意义尚不明确，但这为研究 Wolbachia 在节肢动物中的传播提供了新案例。此外，研究还揭示了原始社会性黄蜂微生物群的特征，为进一步研究微生物在社会性黄蜂生物学和群落周期中的作用奠定了基础。然而，微生物在黄蜂行为变化中是否发挥作用仍有待进一步研究。总体而言，这项研究为理解昆虫与微生物的共生关系以及寄生对宿主微生物群的影响提供了重要依据，对推动昆虫共生微生物领域的发展具有重要意义。