文章图片
来自希腊生物科学研究中心的研究人员优化了一种方法来表征蜂蜜中的 DNA 痕迹 ， 揭示了蜜蜂与之相互作用的物种 。 由研究员 Solenn Patalano 博士领导的这项合作工作可以监测蜜蜂全年饮食的变化 ， 以非侵入性方式揭示蜜蜂微生物群 ， 并识别它们面临的致病物种 。 该研究发表在《分子生态资源》杂志上 ， 虽然处于早期探索阶段 ， 但它可能会彻底改变我们理解蜜蜂生态位的方式 。
为什么了解蜜蜂的生态位很重要？
定义生物体的是相互作用和对同一栖息地共存的其他的调整之间的微妙平衡 。 通过给树木和花朵授粉 ， 蜜蜂利用大量开花来获取自己的食物资源和生长 。 另一方面 ， 当有利于瓦螨等病原物种的繁殖时 ， 蜜蜂群落也会被削弱 。 因此 ， 蜜蜂生态位的物种动态与蜜蜂生活的栖息地类型及其季节变化密不可分 。
面对农业区不断重组和气候变化的影响 ， 蜜蜂生态位正变得更加脆弱 。 更好地了解蜜蜂与周围物种之间相互作用的动态将有助于确定蜜蜂的风险期和区域 。 “这在农村和农业环境中极为重要 ， 在这些环境中 ， 物种相互作用会影响作物的生产力 。 令人信服的是 ， 我们的食物和生存有多少取决于微小昆虫的正常运作 ， ”该研究的第一作者 Anastasios Galanis 评论道 。
蜂蜜 ， 环境植物多样性的独特标志
蜜蜂制造通过反刍花中的花蜜和花粉 ， 它们觅食 ， 然后将其放入蜂巢的细胞中 ， 直到足够的水分蒸发 。 通过这个过程 ， 蜂蜜与多种生物接触 ， 因此含有来自多个物种的 DNA ， 统称为环境 DNA（eDNA）；这源于觅食的植物、蜜蜂的肠道细菌和潜在的蜂巢病原体 。 现在公布的优化方法称为“直接猎枪宏基因组学” ， 涉及对蜂蜜中发现的 eDNA 片段进行测序和全面鉴定 。 正如 Galanis 所解释的：“针对蜂蜜宏基因组数据调整的生物信息学管道的设计和测试使我们能够提高灵敏度和特异性；因此 ， 我们可以对某些物种的鉴定充满信心” 。
在这项研究中 ， 研究人员分析了来自典型地中海景观的养蜂场的几个蜂蜜样本 。 他们确定了 40 多种植物 ， 这些植物反映了蜂巢周围的所有植物多样性 。 “非常引人注目” ， Patalano 博士说 ， “是看到植物 eDNA 的丰度随季节变化有多大 ， 完美地反映了植物开花后的觅食行为适应 。 ” 研究人员还通过使用melissopalinology（使用花粉粒的形状进行表征）比较了不同的蜂蜜样品 。 除了两种分析的巨大互补性之外 ， 该研究还揭示了宏基因组方法还揭示了非花粉觅食行为 ， 例如松树蜜露的觅食 ， 这是蜜蜂在早秋生存的重要食物资源 。
预测疾病和病原体的传播
与人们可能想象的相反 ， 蜜蜂的生态位远远超出植物 。 在分析的蜂蜜样本中 ， 研究人员发现了更多的细菌 eDNA 物种 ， 其中绝大多数来自被认为是无害的微生物 ， 它们构成了蜜蜂微生物组的核心物种 。 Patalano 博士解释说：“就像人类肠道微生物组一样 ， 蜜蜂的肠道微生物组是它们健康的重要组成部分 。 我们已经知道 ， 环境压力因素 ， 如杀虫剂 ， 会严重损害肠道微生物群落并增加蜜蜂疾病的风险 。. 但是这在很大程度上仍然是未知的 。 通过这项工作 ， 研究人员提供了证据 ， 证明蜂蜜宏基因组学方法可以在不牺牲蜜蜂的情况下研究肠道微生物组变异 。
研究人员还从推定的病原体中寻找 eDNA 的存在 。 他们发现蜂蜜中的瓦螨 eDNA 痕迹与观察到的蜂巢污染直接匹配 。 这是一个有希望的迹象 ， 表明这项研究最终可用于监测和预测大规模研究中的疾病和病原体 。
【科研人员利用蜂蜜中含有的 DNA 揭示了蜜蜂的健康状况】“未来 ， 这项工作也可能对人类产生非常重要的影响 。 如果我们要确保 ， 如水果和蔬菜授粉 ， 同时保持物种的生物多样性 ， 我们还需要保障蜜蜂的健康 。 我们的挑战是建立生物监测Patalano 博士总结道 。
推荐阅读
- 南大洋年吸碳量，约比释放量多5.3亿吨，地球会“大降温”吗？
- 空间与能量可随机互换？
- 地球上最大的声音，全世界十三分之一地区都能听到
- 2300万年以来最高纪录，二氧化碳浓度刷新纪录，如今还在飙升
- 230亿公里外，旅行者1号传回奇怪信号
- 科学家研究之后：金星存在远古文明，人类或许是金星土著！
- 地球大气氧含量重回24亿年前，或将威胁整个人类文明，生命已置于险境
- 二氧化碳在调控地球温度，大数据告诉你，少了它人类过得很痛苦
- 研究人员开发了一种能够从空气中捕获有毒化学物质的新材料。