近日,中国农业科学院蜜蜂研究所徐书法研究员、山东第一医科大学史卫峰教授合作研究在线发表题为“Nationwide genomic surveillance reveals the prevalence and evolution of honeybee viruses in China”的研究论文,对我国蜜蜂病毒的流行及进化规律进行了深入解析,研究成果发表在《微生物组学(Microbiome)》(JCR一区TOP期刊,IF 16.837)上。

蜜蜂是重要的传粉昆虫,对维持生态系统平衡、促进农业增产增效具有不可替代的作用。然而,全球蜜蜂种群数量不断下降,寄生螨、致病病毒等因素对蜜蜂的健康造成了前所未有的危机。长期以来,人们对蜜蜂病毒的组成、分布、流行规律以及进化关系缺乏系统性研究和监测。鉴于此,研究团队采用宏转录组研究方法,对我国2016年至2019年326个蜂场的东方蜜蜂、西方蜜蜂及其寄生螨的病毒组进行了解析。

研究发现,我国流行的主要蜜蜂病毒共12种,分别为残翅病毒(Deformed wing virus,DWV)、西奈湖病毒(Lake sinai virus,LSV)、慢性蜜蜂麻痹病毒(Chronic bee paralysis virus,CBPV)、急性蜜蜂麻痹病毒(Acute bee paralysis virus、ABPV)、黑蜂王台病毒(Black queen cell virus,BQCV)、以色列蜜蜂急性麻痹病毒(Israeli acute paralysis virus,IAPV)、囊状幼虫病毒(Sacbrood virus,SBV)、瓦螨正粘病毒1(Varroa orthomyxovirus 1,VOV1)、蜜蜂弹状病毒1(Apis rhabdovirus 1,ARV1)、蜜蜂弹状病毒2(Apis rhabdovirus 2,ARV2)、蜜蜂黄病毒(Bee Macula-like virus,BMLV)和蜜蜂丝状病毒(Apis mellifera filamentous virus,AmFV),以及两种瓦螨病毒-狄斯瓦螨病毒2(Varroa destructor virus 2,VDV2)和狄斯瓦螨病毒3/5(Varroa destructor virus 3/5,VDV3/5)。其中VOV1、VDV2、VDV3/5、ARV1、ARV2和BMLV在我国首次报道,且在西方蜜蜂和狄斯瓦螨中均可检测到。这些病毒在我国广泛分布,并且在宿主内以高丰度的形式存在。蜜蜂中LSV(49.03%)的检出率仅次于DWV(56.77%),证实了LSV是和DWV一样广泛流行的蜜蜂病毒,可能对蜜蜂健康造成威胁。另外,我国流行的蜜蜂病毒没有表现出明显的地域性和时间差异,很可能与我国独特的迁徙式的放蜂模式有关。

同时,研究人员采用螨-蜂-病毒成对分析方法,发现了东方蜜蜂与西方蜜蜂在病毒多样性上没有太大差异,说明东西方蜜蜂之间存在频繁的病毒交流,而狄斯瓦螨比蜜蜂携带更高的病毒多样性,进一步说明狄斯瓦螨可能为蜜蜂病毒传播的载体

研究发现,我国流行的蜜蜂残翅病毒DWV优势亚型为A亚型,与欧美国家主要流行的DWV病毒为B亚型显著不同;蜜蜂囊状幼虫病毒SBV分为AM和AC两个亚型,但以AC亚型为主;蜜蜂西奈湖病毒LSV除存在着与其他国家相同的6种亚基因型外,还存在4种独特的亚型:LSV2、LSV3、LSV4、LSV8。研究发现了蜜蜂ARV1、ARV2、VDV3/5和BMLV病毒新的流行家系。该研究尽管对大量样本进行了病毒组分析,但并未检出蜜蜂缓慢性蜜蜂麻痹病毒(Slow bee paralysis virus,SBPV)、克什米尔病毒(Kashmir bee virus,KBV)等国外报道的蜜蜂致病性病毒,说明这些病毒未在我国流行或很少流行。

值得一提的是,该研究还在蜜蜂和狄斯瓦螨中鉴定出23种新的RNA病毒,其中Apis picorna-like virus 4(APLV4)在我国广泛分布,在本土蜂种中华蜜蜂中存在着较高的检出率(45.45%)。研究人员通过分析抗病毒免疫反应、反义链以及单核苷酸多态性等特征,预测APLV4等几种病毒对蜜蜂可能存在着致病性,值得进一步研究。

该研究是我国科技工作者在长期对蜜蜂病虫害监测的基础上,首次采用宏转录组学方法对全国范围的蜜蜂病毒开展研究,首次系统解析了我国蜜蜂病毒的多样性、丰度、进化规律,为我国蜜蜂病毒流行和进化研究提供了基线资料,也为有效防控蜜蜂病害、保护蜜蜂健康提供了重要依据。

中国农业科学院博士研究生李南南、山东第一医科大学李辞修副教授、胡弢教授为该文共同第一作者,澳大利亚悉尼大学Edward C. Holmes教授参与了该项研究,史卫峰教授和徐书法研究员为论文通讯作者。研究得到了国家现代农业产业体系、科技创新工程、国家自然科学基金以及山东第一医科大学“学术提升计划”等项目的支持。

论文链接:

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01446-1

本期编辑:左脑