中华蜜蜂蜂粮细菌与粉源植物相关性分析

摘要

蜂粮是蜜蜂采集植物花粉储存于巢脾巢房后，经微生物作用转化而成的可长期贮存和易于消化的幼虫食物。探究中华蜜蜂（Apis cerana cerana）蜂粮细菌多样性与粉源植物之间的相关性，有助于进一步揭示自然界中“植物-传粉者-微生物”三者互作机制。通过高通量测序技术对重庆四面山地区不同海拔（500、700和900 m）及不同季节（5、7和9月）采集的中华蜜蜂蜂粮样本进行了粉源植物鉴定与细菌多样性分析。结果显示：粉源植物共涉及26目44科80属，其中出现频率最高的属为栗属（Castanea）、楤木属（Aralia）和悬钩子属（Rubus）。蜂粮细菌群落的操作分类单元（operational taxonomic units, OTU）分布呈现明显的异质性，蜜蜂乳杆菌属（Apilactobacillus）在群落中占据绝对优势。Beta多样性分析表明，粉源植物在不同季节（R²=0.680 8,p=0.001 0）和海拔梯度（R²=0.194 5,p=0.003 0）上均具有统计学意义上的差异；蜂粮细菌群落在不同季节间具有统计学意义上的差异（R²=0.597 0,p=0.001 0）,但在海拔梯度方面不具有统计学意义上的差异（R²=0.081 0,p=0.066 0）。基于OTU水平的相关性分析显示，粉源植物和蜂粮细菌群落之间整体呈统计学意义上的正相关（N=27,R=0.199 1,p=0.004 0）,且在不同季节内均保持统计学意义上的正相关（5月：N=9,R=0.323 6,p=0.048 6;7月：N=9,R=0.358 0,p=0.025 3;9月：N=9,R=0.339 0,p=0.043 0）。在属水平上，部分粉源植物与特定细菌类群呈统计学意义上的正相关（p<0.05）,如蜜蜂乳杆菌属（Apilactobacillus）与玉蜀黍属（Zea）呈强正相关（r=0.800,p<0.05）。结果表明重庆四面山地区中华蜜蜂粉源植物种类明显影响了蜂粮中细菌群落的结构与组成，研究结果可为该地区中华蜜蜂种群保护、蜂粮发酵优势细菌种群的鉴定和人工蜂粮的研制提供科学依据，并为揭示“植物-传粉者-微生物”三者间互作关系奠定基础。

关键词

中华蜜蜂 / 粉源植物 / 蜂粮细菌 / 相关性分析 / 高通量测序