城市化梯度下野生蜂类与胡蜂病原体负荷的物种特异性响应:温度与绿地破碎化的调控作用

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Insect Science 2.9

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  这篇研究揭示了城市化进程中温度升高和绿地破碎化对野生蜂类(Anthophora plumipes、Halictus scabiosae、Osmia cornuta)及胡蜂(Polistes dominula)病原体负荷的差异化影响。通过定量PCR检测12种病原体(如DWV、CBPV、N. ceranae等),发现病原体分布呈现物种特异性,其中城市高温降低病毒载量(如DWV),而绿地破碎化增加原生动物Apicystis bombi的感染概率。研究为城市生态管理提供了病原体防控的理论依据。

  

引言

昆虫种群衰退与城市化关联性日益受关注,而病原体在野生蜂类和胡蜂中的传播机制尚不明确。本研究以意大利米兰大都会区为模型,选取四种代表性膜翅目昆虫:独居性地栖蜂Anthophora plumipes、原始社会性蜂Halictus scabiosae、 cavity-nesting蜂Osmia cornuta及社会性胡蜂Polistes dominula,探究温度(城市热岛效应UHI)与绿地破碎化(amplification effect, AE)对12种病原体的调控作用。

材料与方法

采样设计:在20个空间独立的采样点(间距≥1 km)采集112-174只个体,覆盖3-6月活动周期。通过DUSAF6.0土地分类系统量化500 m缓冲区内不透水面/绿地比例,结合MOD11A1卫星数据获取地表温度。

病原检测:采用SYBR Green qPCR技术检测6种病毒(DWV、CBPV、ABPV等)、4种原生动物(A. bombi、C. bombi等)及微孢子虫N. ceranae,Ct值阈值设为35。通过链特异性RT-PCR验证病毒复制活性。

统计分析:采用冗余分析(RDA)比较物种间病原差异,零膨胀混合模型分析环境因子影响,标准化处理数据(mean=0, SD=1)。

结果

病原谱特征:DWV(4.881±0.123×105 copies)和N. ceranae(3.362±0.088×105 copies)为优势病原体。A. plumipes与O. cornuta携带3-4种病原体频率最高,而P. dominula中CBPV检出率达显著。所有病毒样本均显示复制活性(GenBank登录号PQ295940-PQ296042)。

城市化效应

  • UHI假说:高温显著降低O. cornuta的DWV载量(P<0.05),但增加H. scabiosae的DWV检出率(Z=2.649, P=0.008)。
  • AE假说:绿地破碎化使A. plumipes和O. cornuta的A. bombi感染概率分别提升56.5%(Z=2.261)和59.7%(Z=2.042),但减少A. plumipes的ABPV检出(β=-0.774)。

物种特异性:P. dominula的CBPV与温度正相关(Z=2.458),而H. scabiosae的N. ceranae随采样日期递减(Z=-2.271)。

讨论

研究首次揭示城市环境对非蜜蜂类传粉昆虫病原体的双重调控:高温可能通过抑制病毒复制(如DWV在O. cornuta中降低20.9%)或激活免疫基因(如抗菌肽)减轻感染,而绿地破碎化通过增加宿主接触频率促进A. bombi传播。值得注意的是,106 copies阈值(蜜蜂致病临界)在野生个体中普遍存在,提示潜在健康风险。

管理启示包括优化城市绿地连通性以降低AE效应,同时需警惕CBPV等病毒在胡蜂中的跨物种传播。未来需结合实验室感染实验验证病理表型,并探究群落结构对病原体传播的影响。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献结论)

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