Metagenomic analysis of the honey bee queen microbiome reveals low bacterial diversity and Caudoviricetes phages
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In eusocial insects, the health of the queens – the colony founders and sole reproductive females – is a primary determinant for colony success. Queen failure in the honey bee Apis mellifera , for example, is a major concern of beekeepers that annually suffer with colony losses, necessitating a greater knowledge of queen health. Several studies on the microbiome of honey bees have characterized its diversity and shown its importance for the health of worker bees, the female non-reproductive caste. However, the microbiome of workers differs from that of queens, which in comparison is still poorly studied. Thus, direct investigations of the queen microbiome are required to understand colony-level microbiome assembly, functional roles, and evolution. Here we used metagenomics to comprehensively characterize the honey bee queen microbiome. Comparing samples from different geographic locations and breeder sources, we show that the microbiome of queens is mostly shaped by the environment experienced since early life, and is predicted to play roles in breakdown of the diet, and protection from pathogens and xenobiotics. We also reveal the microbiome of queens comprises only four core bacterial species, Apilactobacillus kunkeei , Lactobacillus apis, Bombella apis and Commensalibacter sp. Interestingly, in addition to bacteria, we show that bacteriophages infect the queen microbiome, for which Lactobacillaceae are predicted to be the main reservoirs. Together, our results provide the basis to understand the honey bee colony microbiome assemblage, can guide improvements in queen rearing processes, and highlight the importance of bacteriophages for queen microbiome health and microbiome homeostasis in eusocial insects. Importance The queen caste plays a central role for colony success in eusocial insects, as queens lay eggs, and regulate colony behavior and development. Queen failure can cause colonies to collapse, which is one of the major concerns of beekeepers. Thus, understanding of the biology behind the queen’s health is a pressing issue. Previous studies have shown the bee microbiome plays an important role in worker bee health, but little is known about the queen microbiome and its function in vivo . Here, we characterized the queen microbiome identifying for the first time present species and their putative functions. We show that the queen microbiome have predicted nutritional and protective roles in queen association, and comprises only four consistently present bacterial species. Additionally, we bring to attention the spread of phages in the queen microbiome, which increased in abundance in failing queens and may impact the fate of the colony.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».