Bacterial secreted products selectively inhibit non-symbiotic fungi in bees
本研究表明，细菌分泌物，特别是来自如 *Apilactobacillus kunkeei* 等普遍分类群的有机酸和类肽化合物，选择性地抑制非共生及致病真菌，同时允许有益酵母共生菌在无刺蜂幼虫饮食中持续存在，从而在构建宿主微生物组中发挥着至关重要的作用。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
蜜蜂生活在一个充满了隐形生命的世界上。在它们的蜂巢内部，一个由细菌和真菌组成的复杂群落与昆虫共存，形成了一个对蜂群健康至关重要的微观生态系统。其中一些微生物是互利的伙伴，辅助消化或保护蜂巢；而另一些则是危险的入侵者，可能使发育中的幼虫生病甚至死亡。为了让蜜蜂群落生存下去，必须维持一种微妙的平衡，既要抵御有害生物，又要培育有益的生物。这种对统治地位的持续争夺不仅是力量的较量，更是一场复杂的化学战争，其中的居民通过产生物质来控制它们的环境。了解这些微小的居民如何管理它们的社区，为我们观察更广泛的生命规律提供了一个窗口，这些规律支配着从动物肠道到森林土壤的拥挤空间。
在无刺蜂 Scaptotrigona depilis 的蜂巢中，幼虫所摄取的食物中上演着一场特定的戏剧。这种食物是由花粉和花蜜组成的混合物，是一个吸引了各种真菌的丰富自助餐。其中一些真菌是无害的，甚至是幼虫生长所必需的，但另一些则是病原体，会摧毁幼虫。研究人员早已知道，生活在这些食物中的细菌似乎通过阻止坏真菌占据主导地位来保护幼虫，但其确切的方法一直是个谜。细菌是直接进行细胞间的战斗来对抗真菌吗？还是它们向食物中释放了隐形的武器，以将入侵者拒之门外？科学家们试图通过测试细菌是否仅利用分泌到周围环境中的物质就能进行防御，来解开这个谜团。
研究人员首先从无刺蜂的幼虫食物中收集细菌，并在实验室中进行培养。他们让这些细菌将化学副产物释放到它们生长的液体培养基中，然后小心地移除细菌本身，只留下清澈的、富含化学物质的液体。随后，他们向这种液体中引入了各种类型的真菌，包括像 Aspergillus 这样危险的病原体，以及蜜蜂赖以生存的有益酵母。结果令人震惊。当真菌被置于经过细菌处理后的液体中时，那些看起来像细小分支状线条的有害丝状真菌受到了严重抑制。它们的生长速度大幅减慢，并产生的孢子（它们用来传播的种子）也大大减少。在许多情况下，细菌的分泌物将这些有害真菌的生长降低了一半以上，在某些实例中甚至降低了近百分之九十。
至关重要的是，细菌并非以同样的方式对待所有真菌。虽然有害的丝状真菌受到了抑制，但对于幼虫发育至关重要的有益酵母不仅未受影响，有时甚至得到了促进生长。这种选择性防御表明这是一个高度精密的系统，细菌能够区分朋友与敌人。科学家们测试了这种效应是否仅仅是因为细菌使食物变得更具酸性（这是细菌抑制其他生命的常见方式）。虽然细菌确实降低了液体的 pH 值，使其更具酸性，且这种酸性确实有助于阻止某些真菌，但这并不是全部。即使研究人员将液体调整为中性 pH 值（去除了酸性），分泌的物质仍然能阻止有害真菌的生长。这证明了细菌正在利用酸化和其他更具特异性的化学武器来组合控制它们的环境。
为了了解这些化学武器是什么，团队深入研究了细菌的遗传密码并分析了它们产生的分子。他们发现，蜂巢中最常见的细菌——一种被称为 Apilactobacillus kunkeei 的物种——并不携带在其他细菌中常见的强效抗真菌化合物的典型遗传蓝图。相反，它们的基因组表明它们依赖于另一种策略。对细菌分泌物的化学分析显示，其中含有丰富的类肽分子。这些是氨基酸（蛋白质的构建模块）的短链，细菌似乎会对这些分子进行加工并释放到环境中。虽然每种分子的确切身份尚未被完全绘制出来，但这些类肽化合物似乎是细菌防御武器库的关键部分，与酸协同工作，共同构筑起一道保护屏障。
这项研究强调了一种维持蜂群健康的复杂微生物协作形式。幼虫食物中的细菌不仅仅是在竞争资源；它们还在积极地通过化学手段改造环境，以符合蜜蜂的需求。通过分泌酸和类肽化合物的混合物，它们创造了一个有害真菌无法茁壮成长，而有益酵母却能蓬勃发展的区域。这种选择性抑制确保了幼虫能在没有真菌感染风险的情况下获得所需的营养。研究结果表明，蜜蜂微生物组的稳定性依赖于不同类型微生物之间这些微妙的化学对话，这一系统已经进化出来，用以保护这些最重要的传粉者免受疾病的持续威胁。
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