摘要
蜜蜂是社会性昆虫,可以授粉、产蜜、药用,具有重要的生态、经济及应用价值。乳酸菌作为蜜蜂肠道内重要的益生菌,在抵御病原菌、调节新陈代谢、抵抗极端环境等方面发挥着重要的作用。本研究对蜜蜂肠道内乳酸菌进行分离纯化,将分离到的398个菌株进行分类和统计,分析蜜蜂肠道内乳酸菌的多样性。通过16SrRNA和pheS基因序列分析,对乳酸菌的多样性进行了分析;发现5个乳酸菌潜在新种,采用细菌多相鉴定手段(表型,遗传和系统发育等)确定了它们的分类学地位。 蜜蜂采自9个地区的养蜂场,将其肠道中分离到的乳酸菌进行分类,398株乳酸菌可分为30个种及5个潜在新种,分布于12个属:Lactobacillus(162株,41%)、Limosilactobacillus(2株,<1%)、Apilactobacillus(139株,35%)、Secundilactobacillus(11株,3%)、Lacticaseibacillus(1株,<1%)、Lactiplantibacillus(2株,<1%)、Companilactobacillus(2株,1%)、Lactococcus(27株,7%)、Weissella(5株,1%)、Leuconostoc(12株,3%)、Enterococcus(16株,4%)和Bifidobacterium(19株,5%)。按地区进行分类统计后,陕西、湖北地区的乳酸菌菌种多样性最为丰富。 研究发现:Lactococcuslactissubsp.lactis和Lactococcuslactissubsp.hordniae属于同一个种,即Lactococcuslactis;而Lactococcuslactissubsp.cremoris和Lactococcuslactissubsp.tructae不属于Lactococcuslactis,它们代表着乳球菌属内的一个新种。Lactococcuslactissubsp.cremoris和Lactococcuslactissubsp.tructae与系统发育相关种(Lactococcuslactissubsp.lactis、Lactococcuslactissubsp.hordniae、Lactococcustaiwanensis、Lactococcuskimchii、Lactococcusallomyrinae、Lactococcusprotaetiae、Lactococcushircilactis、Lactococcusfujiensis和Lactococcusnasutitermitis)的模式菌株之间的16SrRNA、rpoB、recA、pheS和串联rpoB、recA和pheS基因序列相似性分别为93.5~99.4%、83.3~97.6%、80.6~92.4%、79.7~92.7%、83.5~94.3%;ANI值和dDDH值为72.4~86.9%和21.4~32.5%。Lactococcuslactissubsp.cremoris、Lactococcuslactissubsp.tructae更名为Lactococcuscremorissubsp.cremoriscomb.nov.、Lactococcuscremorissubsp.tructaecomb.nov.。 Apilactobacilluskosoi和Apilactobacillusmicheneri的模式菌株之间16SrRNA、pheS及rpoA基因序列相似性为100%、99.6%和100%;ANI相似性为97.3%,dDDH相似性为76.6%。ANI和dDDH值表明Apilactobacilluskosoi和Apilactobacillusmicheneri属于同一个种。 菌株F306-1T和F551-2T与系统发育相关种(Laclobacillushelsingborgensis、Lactobacillusmelliventris、Lactobacilluskimbladii、Lactobacilluskullabergensis、Lactobacillusapis、Lactobacilluspanisapium、Lactobacillusbombicola和Lactobacillusacetotolerans)的模式菌株之间的16SrRNA、pheS和rpoA基因序列相似性分别为93.0~98.9%、75.6~96.5%和86.2~100%,ANI值为74.9~94.4%,dDDH值为19.1~56.7%,AAI值为74.4~95.8%;菌株F306-1T和F551-2T之间的ANI值为92.1%,dDDH值为45.8%,AAI值为93.7%。ANI值和dDDH值表明F306-1T和F551-2T为Lactobacillus属内的2个新种,分别命名为Lactobacillushuangpiensissp.nov.、Lactobacilluslaiwuensissp.nov.。 菌株F502-1T和F575-4T与系统发育相关种(Apilactobacillusnanyangensis、Apilactobacilluskunkeei、Apilactobacillusapinorum、Apilactobacillusbombintestini、Apilactobacillusmicheneri、Apilactobacillustimberlakei、Apilactobacillusquenuiae和Apilactobacillusozensis)的模式菌株之间的16SrRNA、pheS和rpoA基因序列相似性分别为95.0~99.9%、81.6~92.5%和85.9~99.0%,ANI值为71.7~91.3%,dDDH值为17.2~43.5%,AAI值为66.1~94.6%;菌株F502-1T和F575-4T之间的ANI值为72.1%,dDDH值为17.5%,AAI值为66.1%。ANI值和dDDH值表明F502-1T和F575-4T为Apilactobacillus属内的2个新种,分别命名为Apilactobacilluszhangqiuensissp.nov.、Apilactobacillusxinyiensissp.nov.。 菌株S053-2T与系统发育相关种(Bifidobacteriumasteroides、Bifidobacteriumindicum、Bifidobacteriumapousia、Bifidobacteriumcholadohabitans、Bifidobacteriumcoryneforme、Bifidobacteriumpolysaccharolyticum、Bifidobacteriumactinocoloniiforme、Bifidobacteriumxylocopae)的模式菌株之间的16SrRNA、pheS、clpC和thrS基因序列相似性分别为95.5~99.7%、80.7~96.6%、82.8~95.0%和80.1~98.6%,ANI值、dDDH值和AAI值分别分别为74.5~93.8%、21.2~52.4%,68.6~94.9%。ANI值和dDDH值表明S053-2T为Bifidobacterium属内的1个新种,命名为Bifidobacteriummizhiensesp.nov.。 本研究通过对蜜蜂肠道内乳酸菌菌株的分离鉴定,扩大了对蜜蜂肠道中可培养乳酸菌种群多样性的认识,除了常见的Lactobacillus、Apilactobacillus和Bifidobacterium乳酸菌属外,还发现了Limosilactobacillus、Secundilaciobacillus、Lacticaseibacillus、Lactiplantibacillus、Companilactobacillus、Lactococcus、Weissella、Leuconostoc和Enterococcus等属内的乳酸菌。5个乳酸菌新种的发现,分别扩大了Lactobacillus、Apilactobacillus和Bifidobacterium的分类系统。此外,Lactococcuslactissubsp.cremoris与Lactococcuslactissubsp.tructae的重新分类使Lactococcuslactis和Lactococcus的分类更为合理,Apilactobacilluskosoi的重新分类使Apilactobacillus的分类更为合理。