中国科学院生态环境研究中心葛源研究组联合中国农业科学院蜜蜂研究所揭示了肠道菌群参与调控蜜蜂的厌恶性学习记忆，进而改变蜜蜂习得性防御行为的新机制，相关成果近期发表于《自然·通讯》(Nature Communications)上。
蜜蜂是全球生态与农业系统的核心传粉者之一，约90%以上的主要农作物依赖其授粉，其防御行为直接维系着蜂群的安全与稳定。蜜蜂在遭遇天敌时会蜇刺攻击并释放报警信息素召唤同伴，且能通过被天敌攻击的负面经历形成“厌恶性记忆”，在未来遇到相似危险时主动规避或迅速开启防御。前人研究表明，肠道菌群能够通过调控神经系统影响宿主的多种行为，但肠道菌群是否参与调控蜜蜂在防御过程中形成的厌恶性学习与记忆能力？其中涉及的分子神经机制是什么？目前尚不清楚。
该研究综合行为学、代谢组学、无菌蜜蜂模型构建及单菌定殖等多项实验技术，发现肠道菌群可通过调节蜜蜂肠道、血淋巴和大脑中的多巴胺水平，进而调控蜜蜂在防御行为中的厌恶性学习与记忆能力，阐明了“肠-脑轴”在蜜蜂防御行为中的作用机制（图1）。该研究通过在超净环境下建立无菌蜜蜂模型，发现移除肠道菌群会导致蜜蜂厌恶性学习记忆能力下降30%；代谢组学分析表明，无菌蜜蜂体内的多巴胺水平同步显著降低；进一步的单菌定殖实验证实，蜜蜂肠道中的肠球菌能通过合成多巴胺，恢复蜜蜂的学习记忆与防御能力，阻断该通路则会重现认知缺陷与行为失调（图2）。该研究从“One Health”的视角认识肠道菌群如何通过“肠-脑轴”调控蜜蜂的社会行为，为通过调控菌群促进蜂群稳定和生态功能提供了新思路。
图1. 肠道菌群通过“肠-脑轴”调控蜜蜂厌恶性学习记忆的机制
图2. 肠道菌群通过多巴胺代谢调控蜜蜂的习得性防御行为
上述研究得到中国农业科学院科技创新工程和中国科学院区域与城市生态安全全国重点实验室资助，蜜蜂研究所博士生封王江、张丽副研究员、生态环境研究中心博士生李静为共同第一作者，葛源研究员与刘永军研究员为共同通讯作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67586-8
土壤环境科学与技术实验室
区域与城市生态安全全国重点实验室
2026年1月1日