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栄養ストレスがミツバチの腸内細菌叢、免疫、およびNosema ceranae感染に与える影響
Impact of Nutritional Stress on Honeybee Gut Microbiota, Immunity, and Nosema ceranae Infection.
PMID: 32666305 DOI: 10.1007/s00248-020-01538-1.
抄録
ミツバチは、自然環境や農業環境の生態系に不可欠な役割を持って、重要な受粉者である。ミツバチのコロニー損失エピソードは、世界的に報告され、異なる害虫や病原体、農薬曝露、および栄養ストレスに関連付けられている。このような栄養ストレスは、花粉の利用可能性や多様性の低下をもたらす単一栽培地の増加と関連している。本研究では、栄養ストレスがミツバチの腸内細菌叢、ハチの免疫、ノセマ・セラナエによる感染に影響を与えるかどうかを実験室条件下で検討した。栄養ストレスを研究するために、ユーカリ・グランディス花粉の消費は、ポリフラワー花粉の消費とは対照的に、栄養的に質の悪い食事として使用されました。その結果、ユーカリグランディス花粉を摂取したミツバチは、ポリフラワー花粉を摂取したミツバチに比べて、ラクトバチルス・メリファーとラクトバチルス・アピス（それぞれFirm-4とFirm-5）、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium spp.栄養ストレスがミツバチの微生物相に与える影響に加えて、ビテロジェニンや免疫に関連する遺伝子（グルコースオキシダーゼ、ヒメノプタエシン、リゾチーム）の発現レベルを低下させた。最後に、ユーカリ・グランディス花粉はノセマ・セラナエの増殖を促進した。これらの結果は、栄養ストレスがミツバチの腸内マイクロバイオータに影響を与え、ミツバチの免疫や病原体の発生に影響を与えていることを示している。これらの結果は、ミツバチの健康に対する現代農業の影響を理解するのに役立つかもしれない。
Honeybees are important pollinators, having an essential role in the ecology of natural and agricultural environments. Honeybee colony losses episodes reported worldwide and have been associated with different pests and pathogens, pesticide exposure, and nutritional stress. This nutritional stress is related to the increase in monoculture areas which leads to a reduction of pollen availability and diversity. In this study, we examined whether nutritional stress affects honeybee gut microbiota, bee immunity, and infection by Nosema ceranae, under laboratory conditions. Consumption of Eucalyptus grandis pollen was used as a nutritionally poor-quality diet to study nutritional stress, in contraposition to the consumption of polyfloral pollen. Honeybees feed with Eucalyptus grandis pollen showed a lower abundance of Lactobacillus mellifer and Lactobacillus apis (Firm-4 and Firm-5, respectively) and Bifidobacterium spp. and a higher abundance of Bartonella apis, than honeybees fed with polyfloral pollen. Besides the impact of nutritional stress on honeybee microbiota, it also decreased the expression levels of vitellogenin and genes associated to immunity (glucose oxidase, hymenoptaecin and lysozyme). Finally, Eucalyptus grandis pollen favored the multiplication of Nosema ceranae. These results show that nutritional stress impacts the honeybee gut microbiota, having consequences on honeybee immunity and pathogen development. Those results may be useful to understand the influence of modern agriculture on honeybee health.