研究揭示亚致死浓度草甘膦和乙基多杀菌对欧洲熊蜂生理和肠道菌群的影响

近日，中国农业科学院蜜蜂研究所传粉昆虫与授粉应用团队、中国养蜂学会蜜源与授粉专业委员会，联合昆明理工大学生命科学与技术学院等单位研究发现，在实验室条件下将熊蜂分别暴露于亚致死剂量的草甘膦和乙基多杀菌素环境下可改变与氧化应激、食物消化和能量积累有关的生理过程和肠道微生物，从而影响欧洲熊蜂（Bombus terrestris）的健康。该研究成果在线发表在生理学前沿（《Frontiers in Physiology》）上。

草甘膦和乙基多杀菌素是两种常见的农药，它们在农业的杂草去除和害虫防治中起着重要作用。然而，草甘膦和乙基多杀菌素同样会作用于熊蜂等非靶标昆虫，一些研究已在蜂蜜中发现了草甘膦的残留，并且高浓度乙基多杀菌素暴露会导致熊蜂死亡。但是目前亚致死浓度的草甘膦和乙基多杀菌素对熊蜂的影响尚未得到全面的评估。

该研究首先测定了不同浓度草甘膦和乙基多杀菌素持续暴露10天对欧洲熊蜂生存的影响，发现高浓度的乙基多杀菌素对熊蜂是致命的，而2.5 mg/L的乙基多杀菌素和2.5-20 mg/L的草甘膦暴露并不致命。为了揭示亚致死浓度草甘膦和乙基多杀菌素暴露对熊蜂生理和肠道微生物的亚致死效应，本研究进一步测量了熊蜂抗氧化酶、解毒酶、免疫酶和消化酶等生理生物标志物，并对熊蜂肠道细菌和真菌群落进行了高通量测序。发现暴露于亚致死浓度的草甘膦和乙基多杀菌素不会影响熊蜂体内的解毒酶活性、肠道蛋白酶活性或肠道核心细菌群落，但它们会激活SOD酶活性并抑制肠道α-淀粉酶活性。此外，草甘膦显著改变了肠道核心真菌群落，并降低了与脂肪积累相关的核心真菌（Zygosaccharomyces）的相对丰度。本研究结果从生理学和肠道微生物的角度深入探讨了亚致死草甘膦和乙基多杀菌素暴露对熊蜂健康的影响，并为全面评价草甘膦和乙基多杀菌素对熊蜂的安全性提供了实验依据。

该项研究得到农业农村部授粉昆虫生物学重点实验室2020年度开放基金及云南省科技厅基础研究（面上项目）等项目资助。

该文通讯作者为中国农科院蜜蜂研究所李继莲研究员、昆明理工大学生命科学与技术学院郭军副教授及中国科学院西双版纳热带植物园汪正威副研究员。（通讯员 李小英）

原文链接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2022.1054742