يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

تقييم المخاطر الكيميائية الزراعية لملكات نحل العسل المتزاوج

2.8K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/62316

⸱

مارس 3, 2021

 ,  ,  , 
1Invasive Species and Pollinator Health Research Unit, USDA-ARS, 2Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, University of Illinois at Urbana-Champaign, 3Neuroscience Program, University of Illinois at Urbana-Champaign, 4Department of Entomology, University of Illinois at Urbana-Champaign

في هذه المقالة

ملخص

تم تطوير هذا البروتوكول لتعزيز فهم كيفية تأثير المواد الكيميائية الزراعية على نحل العسل(Apis mellifera)الاستنساخ من خلال إنشاء طرق لتعريف ملكات نحل العسل والقائمين على رعايتهم العاملين بالمواد الكيميائية الزراعية في بيئة مختبرية خاضعة للرقابة ومراقبة استجاباتهم ذات الصلة بعناية.

الملخص

تعتمد استراتيجيات تقييم المخاطر الحالية لنحل العسل بشكل كبير على الاختبارات المخبرية التي أجريت على النحل العامل البالغ أو غير الناضج ، ولكن هذه الأساليب قد لا تلتقط بدقة آثار التعرض الكيميائي الزراعي على ملكات نحل العسل. باعتبارها المنتج الوحيد للبويضات المخصبة داخل مستعمرة نحل العسل ، يمكن القول إن الملكة هي أهم عضو واحد في وحدة مستعمرة تعمل. ولذلك، ينبغي اعتبار فهم كيفية تأثير المواد الكيميائية الزراعية على صحة الملكة وإنتاجيتها جانبا حاسما من جوانب تقييم مخاطر مبيدات الآفات. هنا ، يتم تقديم طريقة مكيفة لفضح ملكات نحل العسل والحاضرات الملكة العاملات إلى الضغوطات الكيميائية الزراعية التي تدار من خلال نظام غذائي للعمال ، تليها تتبع إنتاج البيض في المختبر وتقييم أول انهيار نجمي باستخدام قفص متخصص ، يشار إليه باسم قفص مراقبة الملكة. ولتوضيح الاستخدام المقصود للطريقة، تم رصد نتائج تجربة تم فيها تغذية مرافقات الملكة العاملات بنظام غذائي يحتوي على جرعات دون مميتة من إيميداكلوبريد وتم رصد الآثار على الملكات.

المقدمة

وبسبب الطلب العالمي المتزايد على المنتجات الزراعية، تتطلب الممارسات الزراعية الحديثة في كثير من الأحيان استخدام المواد الكيميائية الزراعية لمكافحة العديد من الآفات المعروفة بخفض أو إلحاق الضرر بمحاصيلالمحصول 1. وفي الوقت نفسه، يعتمد مزارعو العديد من محاصيل الفواكه والخضروات والجوز على خدمات التلقيح التي تقدمها مستعمرات نحل العسل التجارية لضمان وفرة غلة المحاصيل2. قد تؤدي هذه الممارسات إلى تعرض الملقحات ، بما في ذلك نحل العسل(Apis mellifera)، لمستويات ضارة من بقايا المبيداتالحشرية 3. في الوقت نفسه ، فإن الوجود الواسع الانتشار لتفشي عث Varroa المدمر الطفيلي في مستعمرات نحل العسل يتطلب في كثير من الأحيان مربي النحل لعلاج خلايا النحل بمبيدات الميتيسيدس ، والتي قد تمارس أيضا آثارا سلبية على صحة وطول عمر المستعمرة4و5و6. للحد من الآثار الضارة للمنتجات الكيميائية الزراعية والتخفيف من حدتها ، من الضروري تقييم سلامتها بشكل كامل لنحل العسل قبل تنفيذها حتى يمكن تقديم توصيات لاستخدامها لحماية الحشرات المفيدة.

وتعتمد وكالة حماية البيئة حاليا على استراتيجية تقييم المخاطر المتدرجة للتعرض لمبيدات النحل العسلية، والتي تنطوي على اختبارات مخبرية على النحل البالغ وأحيانا يرقات نحل العسل7. وإذا فشلت الاختبارات المختبرية من المستوى الأدنى في التخفيف من المخاوف من السمية، فقد يوصى بإجراء اختبارات ميدانية وشبه ميدانية من المستوى الأعلى. في حين أن هذه الاختبارات المخبرية توفر نظرة قيمة على الآثار المحتملة للكيماويات الزراعية على طول عمر العامل ، إلا أنها ليست بالضرورة تنبؤية بآثارها على الملكات ، والتي تختلف بشكل كبير عن العمال بيولوجيا8 و9سلوكيا. وعلاوة على ذلك ، هناك العديد من الآثار المحتملة للكيماويات الزراعية على الحشرات بعد الوفيات ، والتي يمكن أن يكون لها عواقب كبيرة على الحشرات الاجتماعية التي تعتمد على السلوكيات المنسقة لتعمل كوحدة مستعمرة10،11.

على الرغم من أن معدل الوفيات هو التأثير الأكثر شيوعا من المبيدات الكيميائية الزراعية12، يمكن أن يكون لهذه المنتجات مجموعة واسعة من الآثار على كل من المفصليات المستهدفة وغير المستهدفة بما في ذلك السلوك المعدل13،14،15،16، الصد أو الانجذاب17،18،19، التغيرات في أنماط التغذية20،21،22 ، وزيد أو انخفض البراز20،21،22،23،24،25. بالنسبة للحشرات الاجتماعية ، يمكن لهذه الآثار أن تعطل بشكل منهجي تفاعلات المستعمرة ووظائفها11. ومن بين هذه الوظائف، قد يكون التكاثر، الذي يعتمد بشكل كبير على ملكة واحدة تضع البيض تدعمه بقية وحدة المستعمرة9،عرضة بشكل خاص للاضطرابات بسبب التعرض لمبيدات الآفات.

وقد أظهرت الدراسات التي أجريت على الملكات غير ناضجة أن التعرض التنموي لمبيدات الميتيسيدات يمكن أن تؤثر على سلوك الملكة الكبار، وعلم وظائف الأعضاء، والبقاء على قيد الحياة26،27. وبالمثل، أظهرت الدراسات باستخدام مستعمرات كاملة أو مخفضة الحجم أن المواد الكيميائية الزراعية يمكن أن تؤثر على ملكات نحل العسل الكبار عن طريق تقليل نجاح التزاوج28، وتقليل oviposition29، وتقليل صلاحية البيضالمنتجة 25،30،31. وقد كان من الصعب في السابق ملاحظة هذه الظواهر دون استخدام مستعمرات كاملة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى عدم وجود أساليب مختبرية متاحة. ومع ذلك ، تم مؤخرا طريقة لدراسة الملكة oviposition تحت ظروف مختبرية تخضع لرقابة مشددة باستخدام أقفاص مراقبة الملكة (QMC)32 تكييفها لدراسة آثار المواد الكيميائية الزراعية على البراز الملكة33. هنا، يتم وصف هذه التقنيات بالتفصيل جنبا إلى جنب مع أساليب إضافية لقياس وتتبع استهلاك النظام الغذائي للعمال في QMCs.

هذه الأساليب هي أكثر فائدة من التجارب التي تتطلب مستعمرات كاملة الحجم لأنها تسمح لإدارة جرعات دقيقة من المواد الكيميائية الزراعية لعدد أقل بكثير من العمال بالنسبة لعشرات الآلاف الموجودة عادة داخل مستعمرة34، والتي ثم توفير الملكة. تعكس تقنية التعرض هذه التعرض غير المباشر الذي ستختبره الملكات في سيناريوهات العالم الحقيقي لأن الملكات داخل المستعمرة لا يطعمن أنفسهن ويعتمدن على العمال لتوفير النظام الغذائي9لهم. وبالمثل، الملكات لا تترك عادة الخلية إلا أثناء استنساخ مستعمرة (يحتشدون) لرحلات التزاوج35. يمكن شراء ملكات نحل العسل المتزاوج من مربي الملكة التجارية وشحنها بين عشية وضحاها. عادة، مربي الملكة بيع الملكات مباشرة بعد التأكد من أنها بدأت في وضع البيض، والذي يؤخذ كمؤشر على التزاوج الناجح. إذا كانت هناك حاجة إلى معلومات أكثر دقة عن عمر الملكة أو الصلة، قد يتشاور الباحثون مع مربي الملكة قبل وضع أمر.

تسمح مراكز إدارة الجودة بالمراقبة الدقيقة والتحديد الكمي لملكة نحل العسل ومعدلات فقس البيض32،33، مما ينتج عنه بيانات قيمة تتعلق بآثار التعرض الكيميائي الزراعي على براز الملكة. تصف النتائج التمثيلية المعروضة هنا تجربة تحدد كميا الثبات واستهلاك النظام الغذائي وقابلية الجنين للحياة في مراكز إدارة الجودة تحت التعرض المزمن للتركيزات الميدانية ذات الصلة بمبيد الآفات النيونيكوتينويد النينيكوتيني الجهازي imidacloprid36. وبمجرد تطبيقها، imidacloprid translocates لزرع الأنسجة37،وقد تم الكشف عن بقايا حبوب اللقاح والرحيق من العديد من النباتات الملقحات النحل38،39،40. التعرض لimidacloprid يمكن أن يكون لها مجموعة واسعة من الآثار الضارة على نحل العسل بما في ذلك ضعف أداء الأعلاف16, ضعف وظيفة المناعة41, وانخفاض معدلات التوسع مستعمرة والبقاء على قيد الحياة42,43. هنا، تم اختيار إيميداكلوبريد للاستخدام كمادة اختبار لأن التجارب الميدانية أظهرت أنه يمكن أن تؤثر على ملكة نحل العسل oviposition29

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تجميع مركز قطر الطبي

  1. تجميع QMCs من أجزاء(الشكل 1A)مع لوحة واحدة زرع البيض (ELP) إدراجها كما هو مبين في الشكل 1B. لا تقم بإضافة أنابيب التغذية إلا بعد إضافة العمال إلى القفص. تغطية مؤقتا 4 ثقوب التغذية مع الشريط الصف المختبري.
  2. أدخل استبعاد الملكة وباب غرفة التغذية فوق غرفة التغذية لمنع الملكة من دخول غرفة التغذية والاتصال بالنظام الغذائي المعالج. انظر Fine et al.32 لمزيد من تفاصيل التجميع.
  3. جمع إطارات مشط الشمع التي تحتوي على الحضنة العامل توج من مستعمرات نحل العسل 24 ساعة قبل انهيار الكبار ووضعها في حاضنة (34.5 درجة مئوية) داخل مربع الحضنة. 24 ساعة في وقت لاحق، فرشاة النحل eclosed قبالة الإطارات وإلى حاوية مفتوحة التي اصطف مع الطلاء حاجز الحشرات (على سبيل المثال، فلوون) لمنع النحل من الزحف.
  4. إضافة ما لا يقل عن 50 النحل حسب الوزن (5 غرام ≈ 50 النحل44،45) إلى غرفة وضع البيض من كل QMC. لضمان تمثيل مجموعة وراثية متنوعة من العمال في التجربة، والحصول على عدد متساو تقريبا من النحل العامل من ثلاث مستعمرات على الأقل ومزجها قبل إضافتها إلى مراكز إدارة الجودة.
    ملاحظة: النحل العامل eclosed حديثا أقل من 1 يوم من العمر لا يمكن أن تطير أو لدغة بسبب عضلات الطيران المتخلفة وجلجل سالمين. إذا تمت إضافتها في هذا العمر ، فلا حاجة لتخديرها قبل التعامل معها. يمكن وزنها عن طريق يغرف النحل بلطف من الحاوية باستخدام كوب صغير قياس حجم 1/4 كوب ووضعها في حاوية ثانية (اصطف مع الطلاء حاجز الحشرات على سبيل المثال، فلوون) التي تم تلطيخها على مقياس. يجب أن تكون مساحة الإطارات التي يغطيها الحضنة المتوجة متساوية تقريبا لضمان تمثيل مستعمرات المصدر على قدم المساواة في مجموعات العاملين في مركز قطر الطبي. يمكن تحقيق تجانس النحل العامل عن طريق تنظيف النحل الممنوع حديثا من الإطارات المأخوذة من جميع المستعمرات في نفس الحاوية والسماح لها بالخلط لمدة 5 دقائق قبل إضافتها إلى مراكز إدارة الجودة.
  5. أضف مغذيات تحتوي على محلول السكروز والماء ومكملات حبوب اللقاح (انظر القسم 2).
  6. تعريض الملكات المتزاوجات الفردية لغاز CO2 لتحفيز وضع البيض46 وتسهيل نقله إلى QMC.
    1. استخدام الملكات المشتراة من مربي تجاري في غضون 48 ساعة من الاستلام. بينما الملكة لا تزال داخل قفص الشحن، وضعه في كيس بلاستيكي واضح. ضع أحد طرفي أنبوب بلاستيكي متصل بعلبة غاز CO2 داخل الكيس وافتح صمام الكانيستر برفق للسماح لغاز CO2 بالتدفق.
    2. عندما يتم نفخ الحقيبة بالغاز، أغلق صمام العلبة في وقت واحد واغلق الحقيبة لاعتراض الغاز في الداخل. أبقي الحقيبة مغلقة لمدة 30 عاما أو حتى تتوقف الملكة عن الحركة إزالة الملكة وفتح قفص الشحن مرة واحدة لوحظ أنها فاقدة الوعي.
  7. فتح الباب جزئيا إلى غرفة وضع البيض، ووضع بلطف الملكة فاقد الوعي داخل وإغلاق الغطاء، مع الحرص على عدم سحق الملكة أو العمال في الداخل. إضافة البيضة الثانية وضع لوحة لكل QMC كما هو مبين في الشكل 1C. ضع قطعة من الشريط المختبري عبر الجزء العلوي من ELPs اثنين لمنعهم من الانفصال عن إطار QMC ومنع العمال من الخروج من القفص.
  8. ضع الأقفاص في حاضنة مظلمة مع ظروف بيئية مستقرة تبلغ 34 ± 0.5 درجة مئوية و 60٪ ± رطوبة نسبية بنسبة 10٪، مثل الظروف داخل المستعمرة العادية.

figure-protocol-1
الشكل 1. ج: تفكيك QMC. ب: تم تجميعها جزئيا QMC مع إدراج 1 ELP. جيم: مجمعة بالكامل QMC مع 2 ELPs. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. إعداد وإدارة الوجبات الغذائية التي تغلب عليها المواد الكيميائية الزراعية

  1. لإعداد 1000 غرام من محلول السكروز 50٪ (غرام / غرام)، ضع شريط اثارة في الجزء السفلي من زجاجة كاشف الزجاج 1 لتر نظيفة. أضف 500 غرام سكروز و 500 مل من الماء المتأين. فك غطاء الزجاجة واستخدام لوحة اثارة ساخنة تعيين إلى حرارة منخفضة لخلط الحل حتى يذوب كل السكروز. السماح للمحلول لتبرد لدرجة حرارة الغرفة قبل إضافة حلول المخزون الكيميائي الزراعي.
  2. إعداد حلول المخزون من المواد الكيميائية الزراعية في المذيبات المناسبة، مثل الأسيتون، بتركيز يمكن إضافته إلى النظام الغذائي لتحقيق التركيز النهائي المطلوب من الكيماويات الزراعية ذات الأهمية.
    ملاحظة: عند استخدام الأسيتون كمذيب مركبة، تنص المبادئ التوجيهية لمنظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي على أن التركيز النهائي للأسيتون في النظام الغذائي يجب أن يكون ≤ 5٪ لاختبارات السمية الفموية المزمنة على نحل العسل البالغ47. ومع ذلك، يمكن لبعض المذيبات مثل n-methyl-2-pyrrolidone5و 31 و dimethyl sulfoxide25 ممارسة تأثيرات سامة تحت هذا التركيز، لذلك ينصح بالحفاظ على تركيزات المذيبات منخفضة قدر الإمكان في نظام العلاج الغذائي. اعتمادا على حجم ونوع المذيبات المستخدمة، قد يكون من الضروري أن تشمل كل من مجموعة التحكم المذيبات ومجموعة مراقبة سلبية لضمان أن يتم الكشف عن الآثار المحتملة بسبب سمية المذيبات. عند استخدام المنتجات المصاغة، يجب تعديل كمية المنتج المستخدم استنادا إلى التركيز الموجود في التركيبة. اعتمادا على استقرار الكيميائية الزراعية من الفائدة في المذيبات، يمكن الاحتفاظ حلول المخزون لمدة تصل إلى 2 أسابيع في -20 درجة مئوية.
  3. حدد جرعات تحت مميتة على أساس نتائج اختبار منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي رقم 245: نحل العسل(Apis mellifera L.)، اختبار السمية الفموية المزمنة (التغذية لمدة 10 أيام)47، وتحديد الأدبيات ذات الصلة عن طريق الاستعلام عن قاعدة المعرفة Ecotox48.
  4. إدارة العلاجات الكيميائية الزراعية في محلول السكروز، ملحق حبوب اللقاح التجارية (إذا كانت متاحة كمسحوق)، أو كليهما. إعداد النظام الغذائي التجريبي للاستخدام في نفس اليوم عن طريق إضافة كمية مناسبة من محلول المخزون إلى المبردة / غرفة درجة حرارة 50٪ محلول السكروز (ث / ث). تخلط جيدا عن طريق الدوامة أو مع شريط اثارة تعيين إلى سرعة متوسطة. لمكملات حبوب اللقاح, إضافة محلول السكروز الكيماويات الزراعية التي تغلب عليها إلى الملحق مسحوق بدلا من شراب وفقا لبروتوكولات الشركة المصنعة, التأكد من ضبط حجم محلول المخزون المستخدمة وفقا للوزن النهائي للنظام الغذائي حبوب اللقاح. راجع الجدول 1 على سبيل المثال الحسابات.
  5. قم بإعداد أنابيب التغذية من أنابيب الطرد المركزي الدقيق سعة 2 مل.
    1. لمغذيات النظام الغذائي السائل، تسخين غيض من إبرة قياس 20 على لوحة ساخنة / موقد وثقب الجزء السفلي من الأنبوب مرتين. أغلق غطاء الأنبوب وماصة حوالي 1.5 مل من محلول السكروز أو الماء من خلال أحد ثقوب الثقب. قم بتعيين الأنبوب لأسفل مع الجانب المثقوب حتى يتم إضافته إلى QMC.
    2. لمغذيات الملحق حبوب اللقاح، استخدم شفرة حلاقة لشريحة قبالة الجزء السفلي من الأنبوب. أغلق الغطاء وادفع كرة 1-2 غرام من مكمل حبوب اللقاح إلى الأنبوب حتى يلمس الغطاء.
  6. سجل أوزان التغذية قبل وضعها في مراكز إدارة الجودة. لا تبقي النظام الغذائي غير المستخدم عند 4 درجة مئوية لأكثر من 48 ساعة.
التركيز المطلوبتركيز السيارة المذيبات المطلوبالحجم النهائي المطلوب / كتلة محلول السكروزVoume من الأسهم الحلإيميداكلوبريد في حل الأسهموصفة حل المخزون المقترحة
محلول السكروز10 جزء في البليون (ث/ث)0.05٪ (v/v)81.45 مل/100 جم*40.7 ميكرولتر0.001 ملغ/40.7 ميكرولتر0.02 ملغ/814 ميكرولتر
ملحق حبوب اللقاح10 جزء في البليون (ث/ث)10 جم**4.07 ميكرولتر0.0001 ملغ/4.07 ميكرولتر0.02 ملغ/814 ميكرولتر
محلول السكروز50 جزء في البليون (ث/ث)0.05٪ (v/v)78.5 مل/100 جم*40.7 ميكرولتر0.005 ملغم/40.7 ميكرولتر0.1 ملغ/814 ميكرولتر
ملحق حبوب اللقاح50 جزء في البليون (ث/ث)10 جم**4.07 ميكرولتر0.0005 ملغ/4.07 ميكرولتر0.1 ملغ/814 ميكرولتر

الجدول 1: وصفات المثال لحل السكروز المعالج، ومكمل حبوب اللقاح، وحل المخزون. *الحجم على أساس كثافة محلول السكروز (1.228 غرام/مل) بنسبة 50٪ (ث/ث). **تختلف كثافة مكمل حبوب اللقاح اعتمادا على المنتج المستخدم، ولكن إذا تم استخدام هذا الحجم المذيب، فإن تركيز المذيبات النهائي في ملحق حبوب اللقاح سيكون ضمن النطاق المطلوب من ≤ 5٪ من حيث الحجم.

3. الرصد - معدل إنتاج البيض

  1. قياس وضع البيض 1 إلى 2 مرات يوميا في الصباح و / أو المساء. ابدأ بإزالة QMCs من الحاضنة للتحقق من وجود البيض.
    ملاحظة: في تجربة ناجحة، سيبدأ إنتاج البيض في معظم مراكز إدارة الجودة في غضون 3 أيام من تجميع القفص الأولي. فقط تأخذ العديد من مراكز إدارة الجودة من الحاضنة في وقت واحد التي يمكن فحصها وإطعامها في غضون 10 دقائق. قد تؤدي الفترات الأطول خارج الحاضنة إلى تعطيل إنتاج البيض.
  2. فحص ظهور ELPs واضحة للبيض. إذا كان البيض موجودا، قم بإزالة لوحة الباب أمام لوحة الاهتمام. قم بإزالة الشريط من جميع أنحاء ELPs وانزلاق لوحة الباب بعناية بين ELP والنويس داخل QMC ، مع الحرص على عدم سحق أي النحل الذي قد يكون تنظيف الخلايا في ELPs.
  3. مع لوحة الباب في مكان، وإزالة ELP، والعد وتسجيل عدد من البيض داخل خلايا ELP. إزالة البيض عن طريق النقر على حافة ELP، فتح جانب الخلية إلى أسفل، على سطح صلب (مثل شفة وعاء النفايات). بمجرد سقوط البيض، استبدل ELP الفارغ في QMC. قم بإزالة لوحة الباب واستبدالها بلطف خلف ELP على السطح الخارجي ل QMC. كرر حسب الضرورة مع ELP الثاني واستبدال الشريط عبر QMC عند الانتهاء.
    ملاحظة: ينخفض إنتاج البيض بشكل عام ويزداد معدل الوفيات في مراكز إدارة الجودة بعد أسبوعين32و33، لذلك يوصى بإبرام التجارب بعد 14 يوما.

4. الرصد - استهلاك الغذاء

  1. استبدل جميع المواد الغذائية المتبقية في مغذيات QMC بنظام غذائي طازج كل يومين. إعداد أنابيب التغذية الجديدة (بما في ذلك المياه) ووزنها قبل إزالة QMCs من الحاضنة للرصد. مبادلة جميع الأنابيب القديمة مع أنابيب جديدة وتزن الأنابيب القديمة قبل التخلص من النظام الغذائي غير المعاد تشكيلها. قارن الوزن النهائي للأنبوب المغذي والنظام الغذائي غير المستهلك بوزن نفس الأنبوب المغذي قبل وضعه في QMC لتقدير استهلاك النظام الغذائي.
  2. بين الأيام التي يتم فيها جدولة استبدال مغذيات، تحقق من استهلاك النظام الغذائي مرة واحدة في اليوم (في نفس الوقت الذي يتم فيه مراقبة مراكز إدارة الجودة لإنتاج البيض) لضمان عدم خلو مغذيات البيض أبدا. إذا كان أنبوب التغذية فارغا أو شبه فارغ، قم بإزالتها، أعد تعبئتها، وسجل وزن الأنبوب قبل وبعده وأضف الفرق إلى إجمالي استهلاك النظام الغذائي لمدة يومين ل QMC.

5. الرصد - صلاحية الجنين

  1. عند نقطة محددة خلال تجربة QMC، قم بإزالة ELPs التي تحتوي على بيض طازج من QMC وفقا للخطوة 3،ولكن لا تطرد البيض من ELP.
  2. قم بتغطية ELP بغطاء ميكروبليت عالمي وضعه داخل مجفف بمحلول K2SO4 المشبع (150 جم K2SO4 في 1 لتر من الماء، يتم الاحتفاظ به في طبق ضحل).
    ملاحظة: يجب أن يكون بعض الملح مرئيا في الجزء السفلي من الطبق بعد أن يصل الخليط إلى درجة الحرارة في الحاضنة.
  3. الحفاظ على desiccator في حاضنة تعيين إلى 34.5 درجة مئوية، مما أدى إلى رطوبة نسبية من 95٪ داخل المجفف، على غرار الظروف المستخدمة من قبل كولينز49.
    ملاحظة: تقريبا جميع البيض سوف يفقس في غضون 72 ± 6 ساعات من عندما وضعت49،وبالتالي يمكن تقييم معدلات الفقس في وقت مبكر من 78 ساعة بعد إزالة ELPs من QMC. تشير يرقة الشكل "C" في الجزء السفلي من الخلية إلى حدث فقس ناجح. بعض الاختلاف في هذا التوقيت ممكن إذا كان البيض ، على سبيل المثال ، طائرات بدون طيار وليسعمالا 50.

6. أخذ عينات العمال

  1. إذا كانت مراكز إدارة الجودة قد تم ملؤها بعمال زائدين ، فاختبر النحل العامل في نقطة زمنية محددة أثناء التجربة لتقييم التغيرات الناجمة عن العلاج في فسيولوجيا. تنفيذ المجموعات بالتزامن مع أنشطة التغذية اليومية وعد البيض لتقليل الوقت الذي تكون فيه مراكز إدارة الجودة خارج الحاضنة.
  2. قبل أخذ العينات، ضع لوحة باب بين ELP والداخلية من QMC، وإزالة ELP. ارفع لوحة الباب بعناية على بعد 0.5 سم تقريبا من قاعدة القفص وأزل نحلة عامل من داخل QMC باستخدام ملاقط وزن الريشة. لمنع النحل من الهرب، قم بتغطية أجزاء من فتحة 0.5 سم بإصبع قفاز أو قطعة من القطن حسب الضرورة.
  3. الحفاظ على النحلة التي تم جمعها لتحليل المتابعة وتكرار هذه العملية حتى يتم جمع العدد المطلوب من العينات. لتحليل التعبير الجيني، ينصح بشدة النحل تجميد المفاجئة في النيتروجين السائل والتخزين الفوري في -80 درجة مئوية51.

7. وفيات العمال

  1. تقييم وفيات العمال أثناء التجربة عن طريق حساب عدد النحل الميت في الجزء السفلي من غرفة التغذية وغرفة وضع البيض. قم بإجراء هذا التقييم بالتزامن مع وضع البيض اليومي كميا.
  2. باستخدام ملقط، وإزالة بعناية النحل الميت من خلال الثقوب المغذية، وتغطي الحفرة بإصبع قفاز أو قطعة من القطن في حين لا يتم إدراج ملقط.
  3. إزالة النحل الميت من البيض زرع الغرفة عن طريق رفع بعناية لوحة الباب حوالي 0.5 سم من قاعدة القفص وإدراج ملقط. لمنع النحل من الهرب، قم بتغطية أجزاء من فتحة 0.5 سم بإصبع قفاز أو قطعة من القطن حسب الضرورة.
  4. تقييم وفيات العمال في ختام التجربة عن طريق إزالة وعد جميع النحل الميت من مراكز إدارة الجودة باستخدام الأساليب الموصوفة سابقا قبل القتل الرحيم للنزال المتبقي.
    ملاحظة: في حالة عدم وجود النحل العامل، الملكات لن تنتج البيض وسوف يتضورون جوعا في غضون 24 ساعة. لذلك، إذا لوحظ أن جميع العاملين في مركز قطر الطبي قد لقوا حتفهم، يجب إزالة QMC من التجربة. وبالمثل، إذا ماتت ملكة أثناء التجربة، يجب إزالة مركز قطر الطبي، وينبغي فرض رقابة مناسبة على البيانات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

تم رصد إنتاج البيض في مراكز إدارة الجودة التي تم تجميعها وصيانتها على النحو المبين أعلاه مع ملاحظات يومية مرة واحدة لإنتاج البيض و 15 قفصا لكل مجموعة علاج. تم شراء الملكات المتزاوجات حديثا من مخزون Carniolan في المقام الأول وشحنها بين عشية وضحاها من مربي الملكة ، وتم الحصول على عمال نحل العسل من 3 مستعمرات تم الحفاظ عليها وفقا للطرق التجارية القياسية في مرفق أبحاث النحل في جامعة إلينوي أوربانا شامبين. هنا، 4 تم استخدام مجموعات العلاج الغذائي: 1) 50 جزء في البليون (ز / ز) imidacloprid في محلول السكروز ومكملات حبوب اللقاح ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

يمكن أن تتأثر برازية الحشرات الانفرادية الأنثوية وكذلك الملكات في مستعمرات الحشرات eusocial بالضغوط اللاأحيائية مثل المواد الكيميائية الزراعية25و28و29و30و33. في نحل العسل ، قد تكون آثار المواد الكيميائية الزراعية على الملكات غير مباشرة ، لأنها يمكن أن تحدث عن طريق تغييرات في رعايتهم وإطعامهم من قبل النحل العامل. تظهر النتائج التمثيلية، التي تشبه تلك التي تم ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ولا يوجد لدى صاحبي البلاغ تضارب في المصالح يعلنانه.

شكر وتقدير

شكرا للدكتورة إيمي كاش أحمد، وناثانايل ج. بيتش، وأليسون ل. سانكي على مساعدتهم في تنفيذ هذا العمل. ذكر الأسماء التجارية أو المنتجات التجارية في هذا المنشور هو فقط لغرض تقديم معلومات محددة ولا يعني توصية أو تأييد من قبل وزارة الزراعة الأمريكية. وزارة الزراعة هي مزود تكافؤ الفرص وصاحب العمل. تم دعم هذا البحث بمنحة من وكالة مشاريع البحوث المتقدمة الدفاعية # HR0011-16-2-0019 لجين روبنسون وهويمين تشاو ، ومشروع وزارة الزراعة الأمريكية 2030-21000-001-00-D ، وتجربة أبحاث اللدونة فينوتيبيك لطلاب كلية المجتمع في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
FluonBioQuip ، رانشو دومينغيز ، كاليفورنيا2871A
ملكات نحل العسلأوليفاريز نحل العسل ، أورلاند ، كاليفورنيا
إيميداكلوبريدسيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوري37894
مسحوق ميجابيميجابي ، سان ديياغو ، كاليفورنيا
أنابيب الطرد المركزي الدقيقة 2 ملThermoFisher Scientific ، والثام ، ماساتشوستس02-682-004
الإبر 20 مقياسدبليو دبليو غرينجر ، ليك فورست ، إلينوي5FVK4
كبريتات البوتاسيومسيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوريP0772
أقفاص مراقبة الملكةجامعة إلينوي أوربانا شامبينرقم طلب براءة الاختراع: 20190350175
السكروزسيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوريS8501
أغطيةصفيحة دقيقة عالميةThermoFisher Scientific ، والثام ، ماساتشوستس5500

المراجع

  1. Hedlund, J., Longo, S. B., York, R. Agriculture, pesticide use, and economic development: A global examination (1990-2014). Rural Sociology. 85 (2), 519-544 (2020).
  2. Calderone, N. W. Insect pollinated crops, insect pollinators and US agriculture: Trend analysis of aggregate data for the period 1992-2009. PLOS ONE. 7 (5), 37235(2012).
  3. Johnson, R. M., Ellis, M. D., Mullin, C. A., Frazier, M. Pesticides and honey bee toxicity - USA. Apidologie. 41 (3), 312-331 (2010).
  4. Walsh, E. M., Sweet, S., Knap, A., Ing, N., Rangel, J. Queen honey bee (Apis mellifera) pheromone and reproductive behavior are affected by pesticide exposure during development. Behavioral Ecology and Sociobiology. 74 (3), 33(2020).
  5. Zhu, W., Schmehl, D. R., Mullin, C. A., Frazier, J. L. Four Common Pesticides, Their Mixtures and a Formulation Solvent in the Hive Environment Have High Oral Toxicity to Honey Bee Larvae. PLoS ONE. 9 (1), 77547(2014).
  6. Fisher, A., Rangel, J. Exposure to pesticides during development negatively affects honey bee (Apis mellifera) drone sperm viability. PLoS ONE. 13 (12), 0208630(2018).
  7. EPA. How we assess risks to pollinators. US EPA. , Available from: https://www.epa.gov/pollinator-protection/how-we-assess-risk-polliators (2013).
  8. Snodgrass, R. E. Anatomy of the honey bee. , Cornell University Press. (1956).
  9. Allen, M. D. The honeybee queen and her attendants. Animal Behaviour. 8 (3), 201-208 (1960).
  10. Hölldobler, B., Wilson, E. O. The superorganism: The beauty, elegance, and strangeness of insect societies. , W. W. Norton & Company. (2009).
  11. Berenbaum, M. R., Liao, L. -H. Honey bees and environmental stress: Toxicologic pathology of a superorganism. Toxicologic Pathology. 47 (8), 1076-1081 (2019).
  12. Yu, S. J. The toxicology and biochemistry of insecticides. , CRC Press. (2014).
  13. Ciarlo, T. J., Mullin, C. A., Frazier, J. L., Schmehl, D. R. Learning impairment in honey bees caused by agricultural spray adjuvants. PloS One. 7 (7), 40848(2012).
  14. Fourrier, J., et al. Larval exposure to the juvenile hormone analog pyriproxyfen disrupts acceptance of and social behavior performance in adult honeybees. PLoS ONE. 10 (7), (2015).
  15. Morfin, N., Goodwin, P. H., Correa-Benitez, A., Guzman-Novoa, E. Sublethal exposure to clothianidin during the larval stage causes long-term impairment of hygienic and foraging behaviours of honey bees. Apidologie. 50 (5), 595-605 (2019).
  16. Colin, T., Meikle, W. G., Wu, X., Barron, A. B. Traces of a neonicotinoid induce precocious foraging and reduce foraging performance in honey bees. Environmental Science & Technology. 53 (14), 8252-8261 (2019).
  17. Liao, L. H., Wu, W. Y., Berenbaum, M. R. Behavioral responses of honey bees (Apis mellifera) to natural and synthetic xenobiotics in food. Scientific Reports. 7 (1), 1-8 (2017).
  18. Kessler, S. C., et al. Bees prefer foods containing neonicotinoid pesticides. Nature. 521 (7550), 74-76 (2015).
  19. Metcalf, R. L., Luckmann, W. H. Introduction to Insect Pest Management. , John Wiley & Sons. (1994).
  20. Duncan, J. Post-treatment effects of sublethal doses of dieldrin on the mosquito Aedes aegypti L. Annals of Applied Biology. 52 (1), 1-6 (1963).
  21. Haynes, K. F. Sublethal effects of neurotoxic insecticides on insect behavior. Annual Review of Entomology. 33 (1), 149-168 (1988).
  22. James, D. G., Price, T. S. Fecundity in twospotted spider mite (Acari: Tetranychidae) is increased by direct and systemic exposure to imidacloprid. Journal of Economic Entomology. 95 (4), 729-732 (2002).
  23. Hodjat, S. H. Effects of sublethal doses of insecticides and of diet and crowding on Dysdercus fasciatus Sign. (Hem., Pyrrhocoridae). Bulletin of Entomological Research. 60 (3), 367-378 (1971).
  24. Feng, W. B., Bong, L. J., Dai, S. M., Neoh, K. B. Effect of imidacloprid exposure on life history traits in the agricultural generalist predator Paederus beetle: Lack of fitness cost but strong hormetic effect and skewed sex ratio. Ecotoxicology and Environmental Safety. 174, 390-400 (2019).
  25. Milchreit, K., Ruhnke, H., Wegener, J., Bienefeld, K. Effects of an insect growth regulator and a solvent on honeybee (Apis mellifera L.) brood development and queen viability. Ecotoxicology. 25 (3), 530-537 (2016).
  26. Haarmann, T., Spivak, M., Weaver, D., Weaver, B., Glenn, T. Effects of fluvalinate and coumaphos on queen honey bees (Hymenoptera: Apidae) in two commercial queen rearing operations. Journal of Economic Entomology. 95 (1), 28-35 (2002).
  27. Pettis, J. S., Collins, A. M., Wilbanks, R., Feldlaufer, M. F. Effects of coumaphos on queen rearing in the honey bee, Apis mellifera. Apidologie. 35 (6), 605-610 (2004).
  28. Thompson, H. M., Wilkins, S., Battersby, A. H., Waite, R. J., Wilkinson, D. The effects of four insect growth-regulating (IGR) insecticides on honeybee (Apis mellifera L.) colony development, queen rearing and drone sperm production. Ecotoxicology. 14 (7), 757-769 (2005).
  29. Wu-Smart, J., Spivak, M. Sub-lethal effects of dietary neonicotinoid insecticide exposure on honey bee queen fecundity and colony development. Scientific Reports. 6 (1), 1-11 (2016).
  30. Chen, Y. W., Wu, P. S., Yang, E. C., Nai, Y. S., Huang, Z. Y. The impact of pyriproxyfen on the development of honey bee (Apis mellifera L.) colony in field. Journal of Asia-Pacific Entomology. 19 (3), 589-594 (2016).
  31. Fine, J. D., Mullin, C. A., Frazier, M. T., Reynolds, R. D. Field residues and effects of the insect growth regulator novaluron and its major co-formulant n-methyl-2-pyrrolidone on honey bee reproduction and development. Journal of Economic Entomology. 110 (5), 1993-2001 (2017).
  32. Fine, J. D., et al. Quantifying the effects of pollen nutrition on honey bee queen egg laying with a new laboratory system. PLoS ONE. 13 (9), 0203444(2018).
  33. Fine, J. D. Evaluation and comparison of the effects of three insect growth regulators on honey bee queen oviposition and egg eclosion. Ecotoxicology and Environmental Safety. 205, 111142(2020).
  34. The Colony and Its Organization. MAAREC - Mid Atlantic Apiculture Research & Extension Consortium. , Available from: https://agdev.anr.udel.edu/maarec/honey-bee-biology/the-colony-and-its-organization/ (2020).
  35. Winston, M. L. The biology of the honey bee. , Harvard University Press. (1991).
  36. Mullins, J. W. Pest control with enhanced environmental safety. Imidacloprid. 524, 183-198 (1993).
  37. Sur, R., Stork, A. Uptake, translocation and metabolism of imidacloprid in plants. Bulletin of Insectology. 56 (1), 35-40 (2003).
  38. Dively, G. P., Kamel, A. Insecticide residues in pollen and nectar of a cucurbit crop and their potential exposure to pollinators. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60 (18), 4449-4456 (2012).
  39. Goulson, D. Review: An overview of the environmental risks posed by neonicotinoid insecticides. Journal of Applied Ecology. , 977-987 (2014).
  40. Krischik, V., Rogers, M., Gupta, G., Varshney, A. Soil-applied imidacloprid translocates to ornamental flowers and reduces survival of adult Coleomegilla maculata, Harmonia axyridis, and Hippodamia convergens lady beetles, and larval Danaus plexippus and Vanessa cardui butterflies. PLoS ONE. 10 (3), (2015).
  41. Prisco, G. D., et al. Neonicotinoid clothianidin adversely affects insect immunity and promotes replication of a viral pathogen in honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (46), 18466-18471 (2013).
  42. Dively, G. P., Embrey, M. S., Kamel, A., Hawthorne, D. J., Pettis, J. S. Assessment of chronic sublethal effects of imidacloprid on honey bee colony health. PLoS ONE. 10 (3), 01118748(2015).
  43. Sandrock, C., Tanadini, M., Tanadini, L. G., Fauser-Misslin, A., Potts, S. G., Neumann, P. Impact of chronic neonicotinoid exposure on honeybee colony performance and queen supersedure. PLoS ONE. 9 (8), 103592(2014).
  44. Brodschneider, R., Riessberger-Gallé, U., Crailsheim, K. Flight performance of artificially reared honeybees (Apis mellifera). Apidologie. 40 (4), 441-449 (2009).
  45. Harrison, J. M. Caste-specific changes in honeybee flight capacity. Physiological Zoology. 59 (2), 175-187 (1986).
  46. Mackensen, O. Effect of carbon dioxide on initial oviposition of artificially inseminated and virgin queen bees. Journal of Economic Entomology. 40 (3), 344-349 (1947).
  47. OECD. OECD Test No. 245: Honey bee (Apis Mellifera L.), chronic oral toxicity test (10-Day Feeding), OECD guidelines for the testing of chemicals, section 2. , OECD Publishing. Paris. (2017).
  48. ECOTOX Home. , Available from: https://cfpub.epa.gov/ecotox/ (2020).
  49. Collins, A. M. Variation in time of egg hatch by the honey bee, Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae). Annals of the Entomological Society of America. 97 (1), 140-146 (2004).
  50. Santomauro, G., Engels, W. Sexing of newly hatched live larvae of the honey bee, Apis mellifera, allows the recognition of diploid drones. Apidologie. 33 (3), 283-288 (2002).
  51. Tang, W., Hu, Z., Muallem, H., Gulley, M. L. Quality assurance of RNA expression profiling in clinical laboratories. The Journal of Molecular Diagnostics JMD. 14 (1), 1-11 (2012).
  52. Henry, M., et al. Reconciling laboratory and field assessments of neonicotinoid toxicity to honeybees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 282 (1819), (2015).
  53. Singaravelan, N., Nee'man, G., Inbar, M., Izhaki, I. Feeding responses of free-flying honeybees to secondary compounds mimicking floral nectars. Journal of Chemical Ecology. 31 (12), 2791-2804 (2005).
  54. Brown, L. A., Ihara, M., Buckingham, S. D., Matsuda, K., Sattelle, D. B. Neonicotinoid insecticides display partial and super agonist actions on native insect nicotinic acetylcholine receptors. Journal of Neurochemistry. 99 (2), 608-615 (2006).
  55. Dupuis, J. P., Gauthier, M., Raymond-Delpech, V. Expression patterns of nicotinic subunits α2, α7, α8, and β1 affect the kinetics and pharmacology of ACh-induced currents in adult bee olfactory neuropiles. Journal of Neurophysiology. 106 (4), 1604-1613 (2011).
  56. Crailsheim, K., et al. Pollen consumption and utilization in worker honeybees (Apis mellifera carnica): Dependence on individual age and function. Journal of Insect Physiology. 38 (6), 409-419 (1992).
  57. The Merck Index Online - chemicals, drugs and biologicals. , Available from: https://www.rsc.org/merck-index (2020).
  58. Trostanetsky, A., Kostyukovsky, M. Note: Transovarial activity of the chitin synthesis inhibitor novaluron on egg hatch and subsequent development of larvae of Tribolium castaneum. Phytoparasitica. 36 (1), 38-41 (2008).
  59. Medina, P., Smagghe, G., Budia, F., del Estal, P., Tirry, L., Viñuela, E. Significance of penetration, excretion, and transovarial uptake to toxicity of three insect growth regulators in predatory lacewing adults. Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 51 (2), 91-101 (2002).
  60. Kim, S. H. S., Wise, J. C., Gökçe, A., Whalon, M. E. Novaluron causes reduced egg hatch after treating adult codling moths, Cydia pomenella: Support for transovarial transfer. Journal of Insect Science. 11, (2011).
  61. Joseph, S. V. Transovarial effects of insect growth regulators on Stephanitis pyrioides (Hemiptera: Tingidae). Pest Management Science. 75 (8), 2182-2187 (2019).
  62. Tasei, J. N. Effects of insect growth regulators on honey bees and non-Apis bees. A review. Apidologie. 32 (6), 527-545 (2001).
  63. Haydak, M. H. Honey Bee Nutrition. Annual Review of Entomology. 15 (1), 143-156 (1970).
  64. Böhme, F., Bischoff, G., Zebitz, C. P. W., Rosenkranz, P., Wallner, K. From field to food-will pesticide-contaminated pollen diet lead to a contamination of royal jelly. Apidologie. 49 (1), 112-119 (2018).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

التعرض للمواد الكيميائية الزراعيةقفص مراقبة الملكةتتبع إنتاج البيضالمعالجة بمادة إيميداكلوبيريدالنحل الشغال المرافق للملكةمكمل حبوب اللقاحمحلول السكروزتحليل التعبير الجينيتقييم المخاطر
تقييم المخاطر الكيميائية الزراعية لملكات نحل العسل المتزاوج
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.