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蜂花粉微生物污染及菌群结构分析(二)

发布时间:2021-02-18 23:05 作者:陈丹
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2.4 真菌菌落组成分析

对以上同样的7 份茶花粉与5 份荷花粉抽提的DNA进行ITS扩增子测序,根据稀释曲线可知测序深度已经饱和(图4A)。聚类分析后共获得1 171 个无冗余OTU,可以明确分类地位的共有263 个属。根据α多样性分析可以发现真菌菌群多样性要高于细菌。同时,两类样品真菌菌群组成差异极显著,茶花粉的真菌多样性高于荷花粉(图4B)。

在属水平上,unclassified_f_Davidiellaceae(未确定分类地位的,归属于小戴卫霉科)、曲霉属(Aspergillus)、青霉菌属(Penicillium)、镰孢菌属(Fusarium)占比例较高(图4C)。曲霉属、青霉菌属、镰孢菌属是产生真菌毒素的常见菌。曲霉属可产生黄曲霉毒素,以黄曲霉为代表,是产生黄曲霉毒素的主要菌种,同样在预测的OTU中发现了黄曲霉菌。另外,镰孢菌属可产生镰刀菌素和伏马毒素,青霉菌属可以产生橘霉素。尽管预测到了该类菌,有产生毒素的风险,但是并不说明蜂花粉污染的霉菌能够产生毒素;即使产生微量毒素,也未必能够达到相应的检出限。


图4 荷花粉和茶花粉的真菌菌群多样性分析


图5 荷花粉和茶花粉的真菌菌群在属水平上的Wilcoxon秩和检验

从图5可以看出,unclassified_f_Davidiellaceae、unclassified_p_Ascomycota、unclassified_o_Hypocreales、Zymoseptoria在茶花粉中相比在荷花粉中含量较高,差异具有显著性;其中Zymoseptoria含量在两者之间具有极显著差异,Zymoseptoria同时也是重要的植物致病菌。Wallemia、Aspergillus、Russula在荷花粉中相比茶花粉含量高,差异具有显著性。从属水平主坐标分析(principal co-ordinates analysis,PCoA)看,这两种花粉的真菌菌群结构也可明显分成两个区域(图6)。这些真菌的菌群差异可能是花粉来自不同的植物,与植物本身的易感真菌、生长环境(空气、土壤、水)及后期加工运输过程的污染等因素相关。


图6 荷花粉和茶花粉的真菌菌群结构在属水平上的PCoA

3 讨 论

蜂花粉可以作为蜂粮,影响蜜蜂的肠道微生物。蜜蜂对其利用会显著提高消化道细菌总数和特异性丰度,刺激对蜜蜂有毒的糖(木糖、阿拉伯糖、甘露糖)的水解,同时产生的糖苷水解酶与蜜蜂自身和花粉中存在的酶有协同作用。同时蜂花粉作为保健品,关系到食品安全,直接影响人的健康。蜂花粉相比蜂蜜、蜂王浆等产品重视程度较低,蜂花粉的药物残留分析研究相对较多,但微生物污染研究极少报道。本实验对浙江省采集的蜂花粉从上游养蜂场到零售环节均有涉及,对可培养的微生物污染进行了分析,对茶花粉及荷花粉的细菌和真菌的菌群结构进行了研究,最后对于蜂花粉的污染概况具有了初步认识。

从研究结果看,蜂花粉的细菌污染水平小,菌群多样性水平低,没有发现常见的病原菌,例如沙门氏菌、克雷伯菌、金黄色葡萄球菌等;霉菌污染相对细菌严重,真菌菌群多样性相对细菌较高,同时发现可产生真菌毒素的真菌含量丰富,具有食品安全风险。通过对茶花粉与荷花粉细菌菌群结构分析,发现两者差异不显著,其中蓝细菌、肠杆菌科、乳杆菌含量高。据报道,乳酸菌同样是蜜蜂肠道的主要菌群之一。

茶花粉与荷花粉的真菌菌群结构差异显著,unclassified_f_Davidiellaceae、unclassified_p_Ascomycota、unclassified_o_Hypocreales、Zymoseptoria在茶花粉中相比在荷花粉中含量高,差异显著;Wallemia、Aspergillus、Russula在荷花粉中相比茶花粉含量高,具有显著性差异。尽管预测了蜂花粉中存在产生真菌毒素的种属,具有真菌毒素感染的风险,但需要实验进一步验证是否能够检出相应的毒素,或者毒素含量达不到检出限。

蜂花粉的菌群多样性或结构较其他样品(如粪便、土壤、河流样品)简单。已有研究报道,花粉的来源影响蜂房和蜜蜂幼虫的微生物组成。蜂花粉中的微生物来源可能来源包括蜜蜂肠道菌、植物花粉源微生物、生长环境微生物以及加工贮运环节污染的微生物,对于如何对含有的微生物溯源仍需进一步深入研究。蜂花粉类型较多,其微生物组成容易受到采集环境、贮运环节影响,单一的研究无法准确全面反映蜂花粉的污染。本实验侧重了蜂花粉中可培养微生物的菌落总数检测,并作了茶花粉和荷花粉的菌群分析与比较。

4 结 论

本实验从107 份蜂花粉中测定菌落总数和含水量,对荷花粉和茶花粉进行真菌与细菌菌群结构分析,发现新鲜的蜂花粉含水量高于18%,但是微生物污染水平较低。以荷花粉和茶花粉为研究对象,发现蜂花粉的细菌菌群中蓝细菌、肠杆菌科类细菌及乳杆菌较多,而真菌菌群Davidiellaceae、曲霉属(Aspergillus)、青霉菌属(Penicillium)和镰孢菌属(Fusarium)占比例较高。荷花粉与茶花粉的真菌菌群多样性差异显著。总体来看,蜂花粉真菌菌群多样性高,可以产真菌毒素的霉菌丰富,具有食品安全风险。本研究可为蜂花粉的安全评价提供依据。

相关链接:真菌青霉菌属黄曲霉毒素镰刀菌荷花粉菌群沙门氏菌克雷伯菌金黄色葡萄球菌蜂蜜微生物北纳生物

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