《Scientific Reports》:Fungal extracts influence lifespan and immune responses in the Carniolan honey bee (Apis mellifera carnica, Pollmann 1879)
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本研究聚焦蜜蜂因多重环境胁迫导致的健康衰退问题,探讨了四种药用真菌提取物(灵芝、猴头菇、桦褐孔菌、云芝)作为蜂群免疫增强剂的潜力。结果表明,灵芝提取物可显著延长蜜蜂寿命16.4%;喂养真菌提取物14及21天后,蜜蜂代谢标志物(ALP, ALT, AST)及抗氧化酶(CAT, GPx, GST, SOD, TAC)活性显著提升,其中桦褐孔菌组效果最显著。该研究为开发基于真菌提取物的蜜蜂健康管理策略提供了重要实验依据。
在养蜂业和全球生态系统中,蜜蜂扮演着无可替代的角色,它们不仅是重要的传粉者,维系着众多农作物的产量和野生植物的繁衍,其蜂产品更是人类宝贵的营养来源。然而,近几十年来,世界各地的蜂群正面临着前所未有的生存危机,蜂群崩溃失调症(CCD)等现象屡见不鲜,导致蜂群数量锐减。这一危机的背后,是多种环境胁迫因素的叠加打击:农药的广泛使用、栖息地的丧失、病原体(如病毒、细菌、寄生虫)的侵袭以及营养不良等。这些因素共同削弱了蜜蜂的免疫系统,使其更容易患病和死亡,最终威胁到整个蜂群的存续和农业生态系统的稳定。因此,寻找安全、有效的方法来增强蜜蜂的免疫力、提升其抗逆性并延长其寿命,已成为蜂业科学和昆虫健康研究领域亟待解决的关键问题。
正是在这一紧迫背景下,一项探索性研究应运而生。研究人员将目光投向了具有悠久药用历史的真菌王国。一些大型真菌,如灵芝(Ganoderma lucidum)、猴头菇(Hericium erinaceus)、桦褐孔菌(Inonotus obliquus)和云芝(Trametes versicolor),已知在人类医学中展现出抗菌、抗氧化、抗病毒和免疫调节等多重生物活性。那么,这些对人类有益的真菌提取物,是否也能成为蜜蜂的“健康补剂”呢?为了回答这个问题,研究团队开展了一项系统的实验,旨在探究这四种真菌提取物对卡尼鄂拉蜜蜂(Apis mellifera carnica, Pollmann 1879)寿命、关键抗氧化酶活性以及代谢标志物水平的影响,以评估其增强蜜蜂免疫力和健康的潜力。这项研究成果最终发表在《Scientific Reports》期刊上。
为开展本研究,研究人员采用了标准的实验室蜜蜂饲养与处理流程。核心实验技术包括:使用人工饲喂装置对实验蜜蜂群体进行含有不同真菌提取物的糖浆饲喂;在设定的时间点(暴露后第7、14、21天)采集蜜蜂的血淋巴(haemolymph)样本;随后利用生化分析技术,对血淋巴样本中的一系列指标进行定量检测。这些指标主要包括:反映抗氧化防御系统的酶活性,如过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)和总抗氧化能力(TAC);以及反映代谢状态的标志物酶活性,如碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)。所有样本在分析前均储存于-25°C条件下。
研究结果
真菌提取物对蜜蜂寿命的影响
研究首先评估了四种真菌提取物对蜜蜂平均寿命的影响。结果表明,与仅喂食糖浆的对照组蜜蜂相比,喂食灵芝(GL)提取物的蜜蜂寿命得到了显著延长,延寿幅度达到了16.4%,且统计学差异极显著(p< 0.0001)。而喂食其他三种真菌提取物(HE, IO, TV)的蜜蜂,其寿命与对照组相比未观察到统计学上的显著差异。这一结果清晰地指出,在本次测试的四种提取物中,灵芝提取物在延长蜜蜂个体寿命方面具有独特且明显的积极作用。
真菌提取物对蜜蜂代谢标志物活性的影响
代谢标志物的活性可以反映机体的代谢状态和器官功能。研究发现,在饲喂真菌提取物后,蜜蜂血淋巴中碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)的活性发生了变化。具体而言,在暴露于真菌提取物后的第14天和第21天,所有喂食了真菌提取物的实验组蜜蜂,其代谢标志物的活性均显著高于仅喂食糖浆的对照组蜜蜂(p< 0.0001)。这提示真菌提取物的摄入可能影响了蜜蜂的能量代谢或相关组织器官的功能状态。在所有实验组中,喂食桦褐孔菌(IO)提取物的蜜蜂,其代谢标志物的活性水平是最高的。
真菌提取物对蜜蜂抗氧化活性的影响
抗氧化系统是机体抵抗氧化应激、维持细胞内环境稳定的关键防线。本研究检测了五种重要的抗氧化指标。结果显示,与代谢标志物的变化趋势类似,在饲喂后的第14天和第21天,所有接受真菌提取物喂养的蜜蜂,其血淋巴中的过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及总抗氧化能力(TAC)水平,都显著高于对照组(p< 0.0001)。这意味着真菌提取物有效激活或增强了蜜蜂体内的抗氧化防御体系。同样,在抗氧化活性方面,喂食桦褐孔菌(IO)提取物的蜜蜂组展现了最为突出的提升效果,各项抗氧化指标均处于最高水平。
结论与讨论
本研究通过系统的饲喂实验和生化分析,得出了明确结论:在蜜蜂的饮食中添加特定的真菌提取物,能够显著改善其免疫相关的生理指标。首先,灵芝提取物被证明是一种有效的蜜蜂寿命延长剂,能显著提升蜜蜂个体的生存时间。其次,更为重要的是,所有四种测试的真菌提取物(GL, HE, IO, TV)均能显著提升蜜蜂的代谢酶活性和抗氧化能力,其中桦褐孔菌提取物的效果最为全面和强劲。抗氧化酶活性的增强意味着蜜蜂细胞清除有害自由基、抵抗氧化损伤的能力得到了加强,而这正是应对各种环境胁迫(如农药、病原体感染)的重要生理基础。
该研究的发现具有重要的理论与实践意义。在理论上,它揭示了药用真菌提取物作为一种新型生物活性物质,在无脊椎动物(特别是昆虫)免疫调节和健康促进方面的应用潜力,拓展了真菌活性成分的研究范畴。在实践上,这项研究为养蜂业提供了一种潜在的、天然的蜂群健康管理新策略。通过开发基于真菌提取物的蜂群饲料添加剂或保健剂,有望在不使用化学药物的情况下,增强蜂群的整体免疫力、抗病力和抗逆性,从而帮助应对蜂群衰竭的全球性挑战,保障养蜂业的可持续发展和农业生态安全。当然,未来研究需要进一步验证这些提取物在真实蜂群环境下的长期效果、最佳使用剂量以及对蜂产品安全性的影响,以推动其从实验室走向实际应用。