研究揭示了肠道益生菌增强中华蜜蜂农药耐受力的分子机制

广东省科学院动物研究所资源昆虫与生物工程研究中心在学术期刊《Environmental Research》上（中科院一区，IF = 7.7）在线发表了题为“A gut bacterial supplement for Asian honey bee (Apis cerana) enhances host tolerance to nitenpyram: Insight from microbiota–gut–brain axis”的研究论文。该研究系统揭示了中华蜜蜂（Apis cerana）肠道菌Gilliamella sp. G0441通过微生物群-肠-脑轴（MGBA）调控宿主对新烟碱类杀虫剂烯啶虫胺抗性的分子机制，为农药毒性缓解策略提供了新思路。

新烟碱类杀虫剂在农业生产中的广泛使用，对蜜蜂种群产生了深远影响，导致其数量急剧下降。本研究以新分离鉴定的中华蜜蜂核心肠道微生物——Gilliamella sp. G0441菌株为研究对象，深入探讨其增强宿主烯啶虫胺耐受力的功能。研究发现，烯啶虫胺暴露对中华蜜蜂造成多方面的负面影响，包括食欲下降、体重降低、嗅觉学习能力受损以及肠道菌群失调等。而预防性口服Gilliamella sp. G0441菌株补充剂能显著缓解上述农药毒性效应：蜜蜂的食物摄入量与体重恢复至正常水平，嗅觉学习能力得到显著改善，肠道菌群稳态得以重塑。

机制研究表明，肠道菌Gilliamella sp. G0441通过多途径调控网络发挥作用。在肠道-代谢调控方面，G0441通过上调肠道组织脂代谢相关基因——酯酶E4基因的表达，激活大脑脂代谢通路，从而显著增强蜜蜂的农药耐受力。同时，G0441通过抑制烯啶虫胺激活的肠道MAPK信号通路，有效阻断了该杀虫剂对大脑代谢的干扰效应。此外，G0441补充剂成功逆转了烯啶虫胺暴露导致的大脑抗坏血酸和醛酸代谢抑制，修复了与学习能力相关的关键代谢功能。

农药的过度使用对蜜蜂种群造成了严重威胁，本研究的发现支持了益生菌介导的农药解毒策略，为保护蜜蜂、维护生态平衡以及促进可持续农业实践提供了有价值的见解。

广东省科学院动物研究所为该论文的第一完成单位，昆明理工大学、广东省科学院动物研究所联合培养研究生赵崇辉为第一作者，福建农林大学、广东省科学院动物研究所已毕业硕士生彭烨华为共同第一作者，昆明理工大学郭军副教授、福建农林大学黄少康教授、广东省科学院动物研究所李文峰副研究员为共同通讯作者。该研究获得广东省科学院科技发展项目、国家自然科学基金项目等的资助。

图1 Gilliamella sp. G0441补充剂对中华蜜蜂烯啶虫胺耐受力影响图解

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2025.121306

（供稿：资源昆虫与生物工程研究中心  李文峰 赵崇辉 ）