接触代森锰锌（Mancozeb）会导致巴西无刺蜜蜂Scaptotrigona aff. postica和Tetragonisca angustula的肠道微生物群发生微妙变化，并影响其中肠的完整性

《Environmental Research》：Mancozeb exposure induces subtle gut microbiota changes and affects midgut integrity in Brazilian stingless bees Scaptotrigona aff. postica and Tetragonisca angustula

　　

作者列表：Geovanny Barroso、Paula Maria Moreira Martins、Lara Cavalari Santello、Bibiana Monson de Souza、Elton Luiz Scudeler、Osmar Malaspina、Milene Ferro、Maurício Bacci Júnior

巴西圣保罗州立大学（UNESP）生物科学研究所，里奥克拉罗市，普通与应用生物学系

摘要

农业中广泛使用杀菌剂引发了人们对其亚致死效应的担忧，尤其是对这些在热带农业生态系统中起关键作用的传粉者而言，例如无刺蜜蜂，它们的健康与肠道微生物群落密切相关。本研究调查了杀菌剂代森锰锌对两种巴西无刺蜜蜂（Scaptotrigona aff. postica 和 Tetragonisca angustula）的肠道微生物群和肠上皮完整性的影响。这两种蜜蜂都保持了稳定的细菌核心群落；然而，代森锰锌的暴露与特定物种的群落结构（β多样性）变化有关。Scaptotrigona aff. postica 的细菌多样性更高，群落组成变化更大，而 T. angustula 则表现出稳定的细菌多样性模式和独特的真菌群落模式。真菌群落对代森锰锌敏感，表现为 Rhodotorula 的减少和耐压酵母的富集。尽管经过多重检验校正后，属水平上的差异没有统计学意义，但 β 多样性分析表明，群落结构与宿主物种和暴露条件存在总体差异。此外，半定量组织病理学分析显示肠上皮受损。总体而言，代森锰锌通过影响肠道微生物群落结构和导致肠上皮损伤，在无刺蜜蜂中产生了生物学上显著的亚致死效应。

引言

传粉者种群数量正在普遍下降，这一趋势由多种压力因素驱动，包括栖息地丧失、气候变化和农药使用（Potts 等，2010；Goulson 等，2015）。这种下降趋势引发了人们对授粉服务稳定性的严重担忧，影响了生物多样性保护、粮食安全和经济可持续性（Delaplane 和 Mayer，2000；Potts，2010；Giannini 等，2015）。

在农业压力因素中，农药使用加剧了人们对传粉者健康的担忧，不仅影响蜜蜂（Cresswell，2011；Gill 等，2012；Grab 等，2019；Tomé 等，2020；Traynor 等，2021），也影响无刺蜜蜂（Rosa 等，2015；Tomé 等，2015；Bernardes 等，2016；de Morais 等，2018；Farder-Gomes 等，2021；de Paula 等，2023），而无刺蜜蜂是热带生态系统中的关键传粉者（Heard，1999；Michener，2013），但目前对其的研究相对较少。

由于被认为对蜜蜂安全，杀菌剂是巴西农业中最常用的农药之一，经常在作物开花期间使用（Favaro 等，2019；Gierer 等，2019；Rondeau 和 Raine，2022）。然而，杀菌剂在 Apis 和非 Apis 蜜蜂中都会引发多种亚致死效应，包括行为变化、代谢紊乱、组织病理损伤以及病原体易感性增加（Belsky 和 Joshi，2020；Mao 等，2017；Tadei 等，2020；Domingues 等，2020；Pettis 等，2013；Huang 等，2023）。

代森锰锌是一种在全球农业中广泛使用的广谱杀菌剂（Valbuena 等，2021）；然而，其对非 Apis 蜜蜂的影响仍知之甚少。鉴于人们对代森锰锌对蜜蜂健康影响的日益关注，本研究旨在探讨其对无刺蜜蜂 Scaptotrigona aff. postica（Latreille，1807）和 Tetragonisca angustula（Latreille，1811）肠道微生物群的影响。这两种蜜蜂的采集者暴露于亚致死浓度的代森锰锌中，通过宏基因组测序评估了其对肠道微生物群落结构的影响。分别对每种蜜蜂的细菌和真菌群落组成进行了特征分析，并根据对照组和代森锰锌暴露条件下的相对出现模式描述了分类单元，以评估蜜蜂肠道微生物群的组成变化。此外，还检查了肠的形态，并描述了与代森锰锌相关的组织病理学改变，以评估其对肠上皮完整性的潜在影响。

因此，提出了以下假设：(i) 代森锰锌暴露与肠道微生物多样性和群落组成的变化有关，包括 α 和 β 多样性的模式；(ii) 代森锰锌引起的肠道微生物组反应因物种而异；(iii) 代森锰锌暴露与肠道微生物群落和肠上皮完整性的同时变化有关。

章节摘录

无刺蜜蜂的采集

从巴西圣保罗州立大学（UNESP）里奥克拉罗校区的养蜂场收集了 S. aff. postica 和 T. angustula 的采集者（坐标：–22.39538, –47.54243）。这些蜜蜂物种由巴西巴伊亚联邦大学（Universidade Federal da Bahia，萨尔瓦多）的 Favízia Freitas de Oliveira 博士进行了分类鉴定。选择这些蜂群的依据是它们持续的繁殖活动以及没有明显的疾病或寄生迹象。采集者来自五个不同的蜂群。

结果

细菌和真菌群落的分类分析显示，所有样本的测序深度可靠，分类结果准确。细菌 16S rRNA 数据集每个样本包含 78,468–164,848 个读段，实现了近乎完整的分类鉴定。群落组成主要由 Firmicutes、Proteobacteria 和 Actinobacteriota 组成，显示出明显的宿主相关模式；具体来说，S. aff. postica 中 Firmicutes 和 Actinobacteriota 的比例较高，而 T. angustula

物种特异性的肠道微生物群

正如在一般蜜蜂研究（Sarton-Lohéac 等，2023）和新热带无刺蜜蜂研究（de Sousa，2021；Cerqueira 等，2024；Ramírez-Ahuja 等，2025）中所显示的，社会性蜜蜂具有特定的微生物群特征，例如 T. angustula 和 S. aff. postica。此外，内在的宿主因素，如饮食（Zheng 等，2017）、肠道生理（Zheng 等，2018）和社会行为（Liberti 等，2022，2024），也会影响微生物定植并促成这种特异性（Cerqueira

结论

代森锰锌暴露与无刺蜜蜂的肠道微生物组成变化和肠上皮完整性变化有关，不同宿主物种之间的模式存在差异。实验组间细菌和真菌 α 多样性的差异主要与群落均匀性和优势度指标有关，而丰富度在各组间相对稳定。细菌和真菌分类单元的相对丰度在代森锰锌暴露后也发生了变化。我们的研究发现

CRediT 作者贡献声明

Geovanny Barroso：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究、数据分析、概念化。Paula Moreira Martins：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究。Lara Cavalari Santello：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究、数据分析。Bibiana Monson de Souza：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究。Elton Scudeler：撰写 –

Bonilla-Rosso 和 Engel，2018；Daisley 等，2022；Hothorn 等，2008；Kassambara，2023；MAPAMinistério da Agricultura e Pecuária；Motta 和 Moran，2024；Naggar 和 Wubet，2024；OmicsBox – Bioinformatics Made Easy。

作者声明他们没有可能影响本研究报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

作者在手稿准备过程中使用了 ChatGPT（OpenAI）和 Gemini（Google）来辅助语言修订和学术写作改进。所有内容均经过作者的严格审查，作者对研究的科学准确性、原创性和完整性负全责。

Mauricio Bacci Júnior、Milene Ferro、Paula Maria Moreira Martins、Lara Cavalari Santello 和 Geovanny Barroso 得到了 圣保罗州研究基金会生物多样性动态与气候变化中心（FAPESP）的支持（项目编号：2021/10639-5）。Geovanny Barroso 和 Maurício Bacci Júnior 分别得到了 圣保罗州研究基金会（FAPESP）的支持（项目编号：2024/02132-6 和 2024/11122-4）。

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

我们感谢圣保罗州立大学（UNESP）生物多样性动态与气候变化中心提供的基础设施和技术支持。同时感谢 Favízia Freitas de Oliveira 对本研究中使用的无刺蜜蜂物种的鉴定和确认，以及 Necis Miranda 的技术协助。