综述:利用益生菌促进蜜蜂健康及减轻农药负面影响的研究进展

【字体: 时间:2025年03月18日 来源:Probiotics and Antimicrobial Proteins 4.4

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  摘要:益生菌(含乳酸菌 LAB)对蜜蜂健康有益且能减轻农药危害,但仍需深入研究。

  

引言

在养蜂领域,蜜蜂健康面临诸多挑战,其中农药的负面影响不容忽视。近年来,利用益生菌促进蜜蜂健康、减轻农药危害成为可持续养蜂的新兴研究方向。益生菌,尤其是含有乳酸菌(LAB)的益生菌,在这方面展现出巨大潜力,相关研究不断涌现。

益生菌对蜜蜂免疫系统的作用

益生菌在增强蜜蜂免疫系统方面表现突出。研究发现,摄入含有 LAB 的益生菌后,蜜蜂的免疫相关基因表达发生变化。例如,一些参与抗菌肽合成的基因表达上调,使得蜜蜂自身抵抗病原体的能力显著提升。当蜜蜂受到外界病菌威胁时,经过益生菌调节的免疫系统能够更迅速地启动免疫反应,合成更多具有抗菌活性的物质,有效抑制病菌在蜜蜂体内的繁殖,从而降低蜜蜂患病的几率,维持其健康状态。

对农药影响的对抗作用

  1. 降解农药能力:像乳酸杆菌(Lactobacillus)和双歧杆菌(Bifidobacterium)这类益生菌,拥有独特的降解农药的能力。它们能够利用自身产生的磷酸酶(phosphatase enzymes),对有机磷农药进行降解。在这个过程中,磷酸酶能够切断有机磷农药的特定化学键,将其转化为相对无害或者毒性较低的物质。比如在实验室模拟环境下,将含有这些益生菌的培养液与有机磷农药混合,一段时间后检测发现,农药的浓度明显降低,其毒性也随之减弱。
  2. 自身抗药性及辅助解毒:这些益生菌不仅能够降解农药,自身还对农药的有害作用具有一定的抵抗力。当蜜蜂摄入含有这些益生菌的食物后,益生菌在蜜蜂肠道内定殖,一方面可以通过降解农药减少其在蜜蜂体内的积累,另一方面还能帮助蜜蜂进行解毒。它们能够调节蜜蜂体内的解毒酶系统,促进农药代谢产物的排出,从而减轻农药对蜜蜂的毒性影响,保护蜜蜂的生理功能。

对蜜蜂群落生长的积极影响

补充 LAB 对蜜蜂群落的整体生长有着显著的积极影响。在蜂蜜生产方面,得到 LAB 补充的蜂群,蜂蜜产量明显增加。这是因为 LAB 有助于蜜蜂更好地消化和吸收食物中的营养成分,提高蜜蜂的采集效率和酿造能力。同时,在花粉储存上,LAB 能够优化蜂群对花粉的处理和保存方式,使得花粉能够更长久地保持营养和活性,为蜜蜂提供更稳定的食物来源。此外,LAB 的补充还能促进蜂群中幼虫(brood)的发育,提高幼虫的数量和质量,为蜂群的繁衍和壮大奠定基础。

益生菌的递送方法及挑战

目前,研究人员探索了多种益生菌的递送方法。
  1. 粉末状补充剂:将益生菌制成粉末状,添加到蜜蜂的食物中。这种方法的优点是易于储存和运输,但存在的问题是,粉末状益生菌在与蜜蜂食物混合时可能分布不均匀,导致部分蜜蜂摄入的益生菌剂量不足,影响效果。
  2. 蔗糖糖浆:把益生菌溶解在蔗糖糖浆中供蜜蜂食用。这种方式使得益生菌能够更均匀地被蜜蜂摄取,但蔗糖糖浆的浓度和保存条件会对益生菌的活性产生影响。如果糖浆浓度过高或过低,都可能不利于益生菌的存活,而且保存不当容易导致糖浆变质,影响益生菌的功效。
  3. 花粉饼:将益生菌添加到花粉饼中,花粉饼是蜜蜂喜爱的食物之一,这种递送方式可以提高蜜蜂对益生菌的接受度。然而,制作花粉饼的过程可能会对益生菌的活性造成一定破坏,而且花粉饼在蜂群中的保存时间也有限,需要在合适的时间内被蜜蜂食用,否则益生菌的效果会大打折扣。

研究现状与展望

尽管在利用益生菌促进蜜蜂健康、减轻农药负面影响方面已经取得了显著进展,但仍有许多问题需要进一步研究。
  1. 益生菌与蜜蜂生理的精确相互作用:目前,虽然知道益生菌对蜜蜂健康有益,但对于益生菌与蜜蜂生理之间的精确相互作用机制还不完全清楚。例如,益生菌在蜜蜂肠道内是如何与肠道细胞相互识别和作用的,它们调节蜜蜂免疫系统的具体信号通路等,都有待深入研究。
  2. 递送策略的改进:现有的益生菌递送方法都存在一定的局限性,需要开发更加高效、稳定的递送策略。比如研究如何优化粉末状补充剂的配方,使其能够更均匀地分布在蜜蜂食物中;探索更合适的蔗糖糖浆浓度和保存条件,以确保益生菌的活性;改进花粉饼的制作工艺,减少对益生菌活性的破坏等。
  3. 对蜂群微生物群落的生态影响:益生菌的添加可能会对蜂群微生物群落的结构和功能产生影响。需要评估这种影响是积极的还是消极的,以及如何通过合理使用益生菌来维持蜂群微生物群落的平衡和稳定。了解益生菌在蜂群微生物群落中的生态位,以及它们与其他微生物之间的相互关系,对于全面评价益生菌的应用效果至关重要。
通过深入研究这些问题,不断完善益生菌在养蜂中的应用,有望培育出更强壮、更具韧性的蜜蜂群落,使其能够在复杂的环境挑战中茁壮成长,从而保障传粉服务的可持续性,为生态系统的平衡和农业生产的稳定做出重要贡献。在未来的研究中,科研人员将继续探索益生菌的奥秘,推动养蜂业朝着更加可持续的方向发展。

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