CGM第480期：蜜蜂肠道菌群结构调控和多样性维持机制
蜜蜂肠道菌怎样合作利用花粉，又在同一环境中长期共存？报告分析多糖降解分工、交叉喂养和生态位差异，解释菌群互作对群落结构与多样性的影响。
张雪
中国农业大学植物保护学院昆虫学系 · 讲师
本科、博士毕业于清华大学化学工程系，师从邢新会教授，在美国德克萨斯大学奥斯汀分校Jeffrey Barrick实验室进行博士后研究。回国后主要聚焦蜜蜂肠道菌群多糖降解、菌间互作关系及肠道菌与蜜蜂互作机制方面的研究。以第一或通讯作者身份在PNAS、Nature Communications、Microbiome、The ISME Journal等期刊发表论文。
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在 Bilibili 打开完整回放 ↗蜜蜂是花粉和花蜜专食性昆虫，而花粉细胞壁主要由纤维素、半纤维素、果胶等组成，含有大量由不同单糖通过糖苷键连接形成的大分子多糖结构。蜜蜂无法消化植物的多糖结构，他们主要依赖肠道菌群进行降解。肠道菌将大分子多糖裂解成的小分子寡糖或单糖，又可以作为底物供蜜蜂和其他肠道菌进一步利用，由此形成出复杂的菌间互作关系。不同肠道菌如何形成互作网络，通过分工协作降解花粉多糖结构尚不明确。通过对477个蜜蜂肠道菌基因组系统性分析，发现多种碳水化合物活性酶（CAZymes）编码基因，分布于不同的肠道菌属和菌种，能够协助宿主降解和利用多糖。不同肠道菌属在多糖利用上存在分工的同时，不同肠道菌通过协同互作降解大分子多糖结构，降解产物又作为交叉喂养的底物，形成互利共生的关系。同时，近源肠道菌种通过多糖利用差异实现生态位分化，在蜜蜂个体内广泛共存。研究揭示了肠道菌间互作网络对调控菌群结构和维持菌群多样性的重要作用，为理解肠道菌群的代谢网络和结构动态调控奠定了理论基础。
参考文献
- Chengfeng Yang, Benfeng Han, Junbo Tang, Jiawei Hu, Lifei Qiu, Wanzhi Cai, Xin Zhou, Xue Zhang. Life history strategies complement niche partitioning to support the coexistence of closely related Gilliamella species in the bee gut. The ISME Journal. 2025;19(1):wraf016. DOI: 10.1093/ismejo/wraf016
- Junbo Tang, Wenlong Zuo, Lizhen Guo, Zhihao Han, Chengfeng Yang, Benfeng Han, Lei Dai, Xue Zhang, Xin Zhou. Synergistic pectin deconstruction is a prerequisite for mutualistic interactions between honeybee gut bacteria. Nature Communications. 2024;15(1):6937. DOI: 10.1038/s41467-024-51365-y
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