草甘膦残留对中华蜜蜂与意大利蜜蜂肠道菌群的差异性影响及生态毒理学意义

　　本研究针对草甘膦（GLY）残留对蜜蜂肠道菌群的潜在风险，通过16S rRNA测序技术分析0.7 mg/kg GLY慢性暴露对中华蜜蜂（Apis cerana）和意大利蜜蜂（Apis mellifera）肠道微生物的影响。结果显示GLY显著降低中华蜜蜂核心菌属Snodgrassella丰度（第12天）及意大利蜜蜂非核心菌属Commensalibacter丰度，表明GLY可能通过扰乱菌群平衡威胁蜜蜂健康，为农药环境风险评估提供关键依据。

　　

在全球农业与生态系统中，蜜蜂作为至关重要的传粉者，其种群数量却正面临急剧下降的危机。栖息地丧失、极端气候以及农业化学品的使用——尤其是除草剂——构成了蜜蜂生存的主要环境压力。其中，草甘膦（Glyphosate, GLY）作为全球使用最广泛的商业除草剂之一，虽长期被视为对蜜蜂“安全”，但其残留广泛存在于蜂粮、花粉等蜜蜂食物中，近年研究逐渐揭示出其对蜜蜂体温调节、认知能力及肠道菌群的潜在负面影响。

蜜蜂的肠道菌群在其健康维持中扮演着关键角色，包括食物消化、营养供给和病原体防御等。然而，以往关于GLY对蜜蜂肠道菌群影响的研究多集中于意大利蜜蜂（Apis mellifera）和熊蜂（Bombus impatiens），而对亚洲主要蜂种中华蜜蜂（Apis cerana）的关注较少。此外，多数研究使用较高浓度的GLY（如5–10 mg/L），而非实际环境中检测到的残留浓度（如蜂粮中最高残留量为0.7 mg/kg）。不同蜂种对农药的敏感性也存在差异，因此亟需在更接近真实暴露场景下，比较GLY对两种蜜蜂肠道菌群的长期影响。

为此，研究人员在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了一项研究，通过控制实验结合分子生态学方法，系统评估了0.7 mg/kg GLY慢性暴露对中华蜜蜂和意大利蜜蜂在暴露第3天与第12天时肠道菌群结构的影响。

为开展本研究，作者主要运用了以下几项关键技术方法：首先，在苏州西交利物浦大学校园内采集中华蜜蜂与意大利蜜蜂的 pollen-carrying 工蜂，进行室内笼养实验，按物种分笼并持续喂食含0.7 mg/kg GLY的蔗糖溶液或对照溶液；其次，使用16S rRNA Illumina测序技术（V3–V4区，引物338F/806R）对蜜蜂肠道样本进行微生物群落分析；最后，利用线性混合效应模型（LMMs）比较菌群相对丰度、Alpha多样性（Chao1指数、Shannon指数）和Beta多样性（NMDS分析），并评估物种间敏感性差异。

3. Results

3.1. 菌群组成与相对丰度变化

在属水平上，中华蜜蜂样本中检出8个主要菌属，意大利蜜蜂中检出12个主要菌属。在暴露第3天时，两种蜜蜂的对照组与GLY处理组之间菌群相对丰度无显著差异；但至第12天，GLY处理显著降低了中华蜜蜂中核心菌属Snodgrassella的相对丰度（下降至对照组的55.56%，P=0.014），同时意大利蜜蜂中非核心菌属Commensalibacter的丰度也显著降低（P=0.0085）。

3.2. 多样性分析

Alpha多样性分析（Chao1指数与Shannon指数）表明，GLY处理未引起两种蜜蜂在任一时间点的物种丰富度和均匀度发生显著变化。Beta多样性通过非度量多维尺度分析（NMDS）显示，样本按物种聚为两类，但处理组与对照组之间未形成明显分离，说明GLY未引起菌群整体结构的显著变异。

3.3. 物种间敏感性比较

尽管未达到统计显著性（P=0.065），意大利蜜蜂肠道菌群相对丰度变化幅度高于中华蜜蜂，表明其肠道可能对GLY更为敏感。

4. Discussion

本研究首次报道了在真实残留浓度（0.7 mg/kg）下，慢性GLY暴露对中华蜜蜂和意大利蜜蜂肠道菌群的特异性影响。Snodgrassella作为蜜蜂核心菌属，参与宿主代谢和健康维持，其丰度下降可能削弱蜜蜂对病原体的抵抗力和营养代谢功能。而在意大利蜜蜂中，Commensalibacter（属于醋酸杆菌科）的减少可能与饮食相关功能受损有关，该菌先前被报道在越冬蜂中与长寿和饮食适应相关。

值得注意的是，本研究中GLY未导致多样性指数的显著变化，与多数前人研究一致，可能由于蜜蜂肠道菌群本身具较高稳定性（8–10个属占群落97%），或受实验条件（笼养环境、纯GLY暴露）限制。此外，意大利蜜蜂表现出更高的敏感性趋势，说明物种间差异应在生态风险评估中被充分考量。

综上，该研究揭示了环境相关浓度草甘膦对蜜蜂肠道菌群——尤其是核心及非核心功能菌属——的潜在负面影响，为农药使用管理及传粉昆虫保护提供了科学依据。未来研究可进一步结合多组学技术、野外监测与微生物功能验证，深化对GLY-菌群-宿主互作机制的理解，支持农业可持续发展与生态健康保护策略的制定。