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Pesticides
C&EN 中文版
草甘膦破坏蜜蜂肠道菌群
研究者表示，除草剂的微生物效应可造成蜜蜂的减少
by Megha Satyanarayana
September 25, 2018
| A version of this story appeared in
Volume 96, Issue 39
草甘膦是世界上使用最广泛的农药之一，其生产商将其描述为较其他除草剂更安全、对环境更友好
而来自美国德克萨斯州的一个科学家团队日前表示，商品名为“农达”（Roundup）的“除草剂”，可破坏蜜蜂肠道的菌群，对蜜蜂产生间接伤害。（Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2018, DOI: 10.1073/pnas.1803880115）。科学家们认为这一发现有助于解释近十年左右所观测到的蜜蜂减少现象。
由来自德克萨斯大学奥斯汀分校（ University of Texas, Austin）的蜜蜂生物学专家Nancy Moran带领的团队进行了一项实验，他们模拟工蜂在周边农田觅食时可能遇到的草甘膦浓度，对数百只工蜂喂食草甘膦，后将它们引回蜂巢，再对同一个蜂巢内被喂食和未被喂食蜜蜂的肠道菌群进行分析。科学家们发现，在三天后，那些被喂食草甘膦的蜜蜂体内的八种优势菌种中的一些种类的丰度有所下降，这表明与草甘膦的接触将改变蜜蜂体内菌群的构成。当蜜蜂受到常见病原侵袭，被喂食的工蜂较未喂食工蜂的死亡率高，这表明菌群的改变致使该昆虫变得脆弱。
该研究的结论与此前报告相一致，均表明肠道菌群受损的蜜蜂容易营养不良和易于感染。Moran 表示，这些研究结果与草甘膦可以影响土壤菌群和在蜂蜜及蜂巢中累积的数据表明研究人员应探索这一流行除草剂可能存在的脱靶效应是否在蜜蜂数量下降中起到作用。
约十年前，出现了著名的蜜蜂灭亡现象，即后来所谓的“蜂群崩溃综合症”（Colony Collapse Disorder，简称CCD）。蜜蜂死亡率仍持续居高不下，Moran说，但这些灭亡现象的出现并非突然。科学家们一直在寻找农药和除菌剂在蜜蜂的减少及其感染中所起到的作用。美国北卡罗莱纳州立大学（North Carolina State University ）的一名昆虫学家和植物病理学家Fred Gould指出，草甘膦此前并未真正作为探讨对象。他说，正如在最新的研究中所述，，该领域“对于微妙的脱靶效应的研究正越来越好”。
作为除草剂，草甘膦通过抑制在植物和微生物中用于生成诸如苯丙氨酸（phenylalanine）和色氨酸（tryptophan）等芳香氨基酸（Aromatic amino acids ）的名为“EPSP 合酶”的酶而生效。草甘膦并不能杀死微生物，但是却可抑制其生长，而在蜜蜂体内所发现的大部分细菌携带有该酶基因。
Moran 表示，虽然蜜蜂肠道中的一些种类的细菌对于草甘膦较为敏感，但也有一些细菌对其不敏感，原因或是这些细菌携带有抗草甘膦的EPSPS合酶基因，或是其他未知机制。他们下一步的研究计划是在整个蜂巢中重复该实验，以探索无EPSPS抗性（nonEPSPS resistance）机制。
Fred Gould认为，草甘膦对于环境和健康的影响形成了一个有争议的话题，针对整个蜂巢的研究可阐明除草剂对于一个农业关键物种的影响。
这些研究也有助于指导如何避免草甘膦给蜜蜂带来负面的影响。在美国德州农工大学（ Texas A&M University）的昆虫学家Juliana Rangel看来，最有可能得到的研究成果是获得何时、何地喷洒草甘膦的实际最佳方法。蜜蜂授粉每年带来150亿美元的产值。她说：“很多时候，这些悲剧可以通过更好地理解这一系统来避免。”.
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