菌种和菌株层次的多样性对保持肠道微生物群落结构和功能的稳定性至关重要，其多样性的减少会影响宿主与微生物间的互动，并关联到多种疾病的发展。蜜蜂的肠道微生物群是一个由少数核心细菌属组成的生态系统，它在物种和菌株层面都展示了丰富的多样性，这对于蜜蜂的健康非常关键。然而，关于这些亲缘关系接近的菌种如何克服竞争实现共存的具体机制仍不清楚。
中国农业大学的周欣、张雪研究团队的一项新研究最近发表在《The ISME Journal》上，详细探讨了五种Gilliamella菌适应蜜蜂肠道环境的分子机制，揭示了它们在多糖代谢能力上的分化以及对于公共单糖底物的不同生长速率和数量策略（r/K策略）的选择，在促进不同菌种适应变化的肠道环境和实现共存方面扮演的重要角色。
传统生态学理论认为，近源菌种由于资源利用的高度重叠难以长期共存。尽管已有研究表明生态位分化有助于菌种共存，但考虑到肠道环境的动态变化特性，理解细菌如何在这种不断变化的资源条件下实现共存，对于解析肠道微生物群多样性维持机制至关重要。本研究聚焦于东方蜜蜂中的核心菌属Gilliamella，通过广泛的分离和组学测序证实，这种特定于东方蜜蜂的Gilliamella菌属主要分为五个菌种，它们在不同地域的蜜蜂个体中广泛共存且具有多样的菌种组成。进一步的研究表明，这五个Gilliamella菌种在多糖代谢能力上有显著差异，可分为“多糖降解者”和“非多糖降解者”，并在不同的营养环境下采取不同的生存策略，以适应动态变化的肠道环境，从而实现共存。这一发现不仅提供了关于肠道微生物群组装和稳定性的新见解，也为优化蜂群健康管理及提高蜜蜂抗逆性提供了科学依据。
图 1 生态位分化和生活史策略差异对于肠道菌Gilliamella适应肠道环境动态，实现共存的生态学意义
中国农业大学杨成凤博士为论文的第一作者，周欣、张雪为论文的共同通讯作者。该工作受到国家重点研发项目、国家自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金会和中国农业大学2115人才培育计划的支持。感谢德克萨斯大学奥斯汀分校的Jeffrey Barrick教授赠与肠道菌改造质粒。
