近日，中国农业大学植物保护学院昆虫学系周欣/罗诗琦团队应邀在《细胞报告》（Cell Reports）在线发表题为"Temporospatial dynamics and host specificity of honeybee gut bacteria"的综述论文。

蜜蜂是重要的传粉昆虫，肠道菌群在维持蜜蜂的健康方面发挥着重要作用。前期研究揭示了蜜蜂肠道菌群的基本组成和功能，近期的研究则进一步深入分析菌株水平的多样性和细菌功能基因的变化。然而，多数研究聚焦于局部区域或特定时间点的肠道菌，忽略了从更广泛的时间和空间维度上探究其动态变化规律。这种时空的动态变化反映了肠道菌对环境变化的适应，对于维持蜜蜂健康和生存起重要作用，并为微生物生态学的研究提供了见解。本团队曾首次揭示了蜜蜂在大尺度的自然分布格局内，肠道菌群的动态变化规律（https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.934459）。在此基础上，本综述文章总结了蜜蜂肠道菌的时空动态研究成果，讨论了这些动态变化背后的原因和机制（图1），有助于构建一个更系统完整的理论框架。文章提出，为了更准确地理解蜜蜂肠道菌群的动态变化规律及其生态意义，未来研究需更加注重多因素、多维度的综合考量。

图1 工蜂成体肠道菌群的动态变化

除了时空尺度上的变化，蜜蜂肠道菌还具有宿主特异性，包括特异性的肠道菌组成、特异性的菌种和菌株（图2）。已有研究认为，在蜂宿主和肠道菌共同多样化（co-diversification）的演化过程中，现生肠道菌的共同祖先已经与宿主的共同祖先形成了共生关系，并随着宿主的分化而形成了具有宿主特异性的菌株。解析蜜蜂肠道菌的宿主特异性机制，对于揭示其功能与演化规律，以及探究其对蜜蜂适应性的影响都具有重要意义。目前的研究主要通过菌株基因组的比较和分析来揭示宿主特异性的机制。本团队则在2023年首次揭示蜜蜂通过调用免疫系统维持宿主特异的肠道菌Gilliamella（www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2219634120）。未来的研究需进一步拓展至更广泛的蜂类物种，探究这种宿主特异性的肠道菌调控机制是否也存在于更近缘的蜂种之间，并关注蜜蜂的免疫调控是否普遍适用于所有核心菌群；同时鉴定出与蜜蜂宿主相互作用的关键细菌基因及其代谢产物，揭示蜜蜂-肠道菌共生体系的互作机制。

图2 蜜蜂肠道菌宿主特异性的简图

中国农业大学植物保护学院罗诗琦副教授为该论文的第一作者，周欣教授为该论文的通讯作者，张雪老师参与了本论文的撰写，做出了重要贡献。本论文得到科技部重点研发项目（2023YFD2201804）、国家自然科学基金（32270475，32370550和32000343）、中央高校基本科研业务费专项资金（2024TC061）和中国农业大学2115人才培育发展支持计划的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114408

责任编辑：朱文鑫