توصيف ميكروبيوتاس النشطة المرتبطة نحل العسل يكشف المجتمعات أكثر صحة وأوسع عندما المستعمرات متنوعة وراثياCharacterization of the Active Microbiotas Associated with Honey Bees Reveals Healthier and Broader Communities when Colonies are Genetically Diverse
توصيف ميكروبيوتاس النشطة المرتبطة نحل العسل يكشف المجتمعات أكثر صحة وأوسع عندما المستعمرات متنوعة وراثيا
Characterization of the Active Microbiotas Associated
with Honey Bees Reveals Healthier and Broader
Communities when Colonies are Genetically Diverse
Heather R. Mattila , Daniela Rios , Victoria E. Walker-Sperling , Guus Roeselers , Irene L. G. Newton
ملخص
وقد أدت الخسائر الأخيرة لمستعمرات نحل العسل إلى زيادة الاهتمام بالمجتمعات الميكروبية المرتبطة بها هذه الملقحات الهامة. وظيفة حرجة أن البكتيريا تؤدي لاستضافة النحل العسل، ولكن واحد الذي هو فهم ضعيف ، هو تحول حبوب اللقاح التي جمعها العامل إلى خبز النحل، وهو منتج غذائي مغذي التي يمكن تخزينها لفترات طويلة في المستعمرات. استخدمنا 16S الحمض الريبي النووي الريبي بايروسكنسينغ لتوصيف شامل في التنوع وراثيا ومستعمرات موحدة وراثيا المجتمعات البكتيرية النشطة التي توجد على نحل العسل، في الجهاز الهضمي، وفي
خبز النحل. قدمت هذه الطريقة رؤى لم يتم الكشف عنها من قبل الدراسات السابقة في مضمون وفوائد عسل النحل المرتبطة المجتمعات الميكروبية. اختلفت الميكروبيوتا المستعمرة اختلافا كبيرا بين بيئات أخذ العينات وتهيمن عليها العديد من الأجناس البكتيرية اللاهوائية لم يسبق لها مثيل مع نحل العسل، ولكنها تشتهر استخدام من قبل البشر لتخمر الطعام. المستعمرات ذات السكان الوراثيين المتنوعين من العمال، نتيجة للاشتعال الشديد سلوك التزاوج من الملكات، واستفاد من التنوع الميكروبي أكبر، وانخفاض الأحمال الممرض، وزيادة وفرة من البكتيريا مفيدة مسبقا، وخاصة الأنواع من جنس بروبيوتيك المحتملين البيفيدوباكتيريا. في جميع المستعمرات، وكان نشاط بيفيدوباكتريوم يرتبط سلبا مع نشاط الأجناس التي تشمل الميكروبات المسببة للأمراض. هذه تشير العلاقة إلى هدف محتمل لفهم ما إذا كانت الميكروبات توفر فوائد وقائية لنحل العسل.
ينشأ التنوع داخل المستعمرات ميكروبيوتاس المرتبطة بنحل العسل بطرق قد تكون لها تداعيات هامة وظيفة مستعمرة والصحة. نتائجنا تضيء أهمية نحل العسل البكتيريا سيمبيوسيس ودراسة
تقاطع مع التغذية، الحمل الممرض، والتنوع الجيني، العوامل التي تعتبر أساسية لفهم العسل
انخفاض النحل.
Abstract
Recent losses of honey bee colonies have led to increased interest in the microbial communities that are associated with
these important pollinators. A critical function that bacteria perform for their honey bee hosts, but one that is poorly
understood, is the transformation of worker-collected pollen into bee bread, a nutritious food product that can be stored for
long periods in colonies. We used 16S rRNA pyrosequencing to comprehensively characterize in genetically diverse and
genetically uniform colonies the active bacterial communities that are found on honey bees, in their digestive tracts, and in
bee bread. This method provided insights that have not been revealed by past studies into the content and benefits of
honey bee-associated microbial communities. Colony microbiotas differed substantially between sampling environments
and were dominated by several anaerobic bacterial genera never before associated with honey bees, but renowned for their
use by humans to ferment food. Colonies with genetically diverse populations of workers, a result of the highly promiscuous
mating behavior of queens, benefited from greater microbial diversity, reduced pathogen loads, and increased abundance
of putatively helpful bacteria, particularly species from the potentially probiotic genus Bifidobacterium. Across all colonies,
Bifidobacterium activity was negatively correlated with the activity of genera that include pathogenic microbes; this
relationship suggests a possible target for understanding whether microbes provide protective benefits to honey bees.
Within-colony diversity shapes microbiotas associated with honey bees in ways that may have important repercussions for
colony function and health. Our findings illuminate the importance of honey bee-bacteria symbioses and examine their
intersection with nutrition, pathogen load, and genetic diversity, factors that are considered key to understanding honey
bee decline
.