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在气候变化影响下，花粉质量改变威胁蜜蜂健康，为探究其机制，研究人员以 8 种植物花粉喂食蜜蜂，结合 MALDI BeeTyping?、SDS-PAGE 和 qPCR 技术分析。结果发现花粉影响肠道核心微生物组组成，间接影响免疫系统。该研究对理解蜜蜂应对气候变化有重要意义。
在生态系统的大舞台上，蜜蜂可是至关重要的 “演员”。它们不仅肩负着为无数植物授粉的重任，维持着生态平衡，还为人类带来了蜂蜜等宝贵的产物。然而，近年来气候变化的 “风暴” 愈演愈烈，干旱频繁登场。在干旱的影响下，植物生长受到抑制，花粉的营养成分大打折扣。这就如同给蜜蜂的 “食物库” 来了个大瘦身，直接威胁到蜜蜂的生存与健康。但目前，花粉营养对蜜蜂健康影响的具体机制却像一团迷雾，让科学家们难以看清，这也阻碍了保护蜜蜂策略的制定。
为了驱散这团迷雾，来自意大利博洛尼亚大学（University of Bologna）等机构的研究人员挺身而出，开展了一项意义非凡的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解蜜蜂健康与花粉营养的关系带来了曙光。
研究人员采用了多种先进的技术方法来揭开其中的奥秘。在花粉收集环节，他们邀请当地养蜂人从意大利五个地区收集花粉，这些花粉涵盖了多种植物种类。之后通过形态特征和分类学分析，精心分离出单花花粉用于后续实验。对于蜜蜂实验，研究人员从健康蜂群收集幼蜂，将它们分组饲养在不同的笼子里，分别喂食不同种类的花粉和花粉混合物，对照组则只喂食糖浆。在分析检测阶段，研究人员运用了 MALDI BeeTyping?、SDS-PAGE 技术以及 qPCR 技术。MALDI BeeTyping? 用于分析蜜蜂血淋巴中的肽含量，SDS-PAGE 技术可以分离和量化血淋巴中的蛋白质，而 qPCR 技术则能够精准地测定肠道核心微生物的数量。
下面来看看研究的具体结果。在花粉鉴定及成分分析方面，研究人员共分析了 36 种单花花粉和 13 种多花花粉。结果显示，不同植物种类的花粉蛋白质和脂质含量虽有差异，但并不显著。不过，同一属植物在不同地区收集的花粉，其蛋白质和脂质含量却有明显变化。
在对蜜蜂血淋巴蛋白质浓度的影响研究中，研究发现不同花粉饮食对血淋巴总蛋白浓度没有显著影响。例如，喂食半日花科（Cistaceae）花粉的蜜蜂血淋巴总蛋白浓度最高，壳斗科（Fagaceae）花粉的最低，但差异不明显。通过 SDS-PAGE 分析发现，不同植物科的花粉会使血淋巴中载脂蛋白（Apolipophorin）-I 和 II、卵黄原蛋白（Vitellogenin）、转铁蛋白（Transferrin）和六聚体蛋白（Hexamerin）70a 的浓度有所不同，但同样未达到显著差异水平。值得一提的是，除了半日花科花粉外，血淋巴中这些蛋白质的浓度与花粉蛋白质含量之间并没有显著的相关性。
MALDI-MS 分析也带来了有趣的发现。研究人员观察到，不同花粉家族会影响蜜蜂血淋巴中 AMCI 蛋白酶抑制剂和抗菌肽（AMPs）的强度。比如，当蜜蜂食用杨柳科（Salicaceae）和山茱萸科（Cornaceae）花粉后，AMCI 蛋白酶抑制剂的强度显著降低；食用花粉混合物会使 Apidaecin 肽略有增加，而食用杨柳科花粉后 Abaecin 肽则减少。此外，研究人员还利用遗传算法（GA）模型，成功找到了 10 个区分蜜蜂是否食用花粉的潜在标记。
花粉饮食对蜜蜂核心肠道微生物群的影响也十分显著。研究表明，不同的单花花粉来源能够改变蜜蜂核心肠道微生物群的丰度。例如，菊科（Asteraceae）花粉会显著减少 Bartonella 和 Snodgrassella 的数量；紫草科（Boraginaceae）花粉则会降低 Bartonella 和双歧杆菌（Bifidobacterium）的数量，同时增加乳杆菌（Lactobacillus）和总细菌数量。有趣的是，花粉混合物对核心微生物的影响较小。
研究人员进一步探究了营养来源、免疫反应和微生物组之间的相互作用。线性混合效应模型（lmer）分析显示，花粉的植物科和来源蜂群会影响肠道微生物组的组成以及蜜蜂的免疫反应。其中，花粉植物科对大部分核心微生物类群有显著影响，而来源蜂群对免疫系统反应的影响较大，并且二者的协同作用对蜜蜂免疫系统的调节更为明显。通过相关性矩阵分析还发现，血淋巴总蛋白浓度与花粉蛋白含量呈显著负相关，同时在核心微生物类群和免疫系统反应之间也存在着一些显著的相关性。
总的来说，这项研究意义重大。它表明花粉类型虽然对血淋巴中免疫相关蛋白总量影响不大，但却能显著改变肠道微生物组的组成，进而间接影响免疫系统反应。而且，蜂群的起源也对蜜蜂的免疫反应有着重要影响。该研究全面揭示了不同植物来源的花粉、肠道微生物组和蜜蜂免疫系统反应之间的三方相互作用，进一步明确了肠道细菌共生体在蜜蜂健康中的重要作用。这不仅为我们理解蜜蜂如何适应因气候变化导致的营养资源变化提供了新视角，还为制定保护蜜蜂的策略提供了理论依据，例如改善植物生物多样性、进行蜂群层面的微生物资源管理等，对维护生态平衡和蜜蜂产业的可持续发展具有重要的指导意义。
