Artykuł metodologiczny

Metody porównywania składników odżywczych w pierzgach wytwarzanych przez zafrykanizowane i europejskie pszczoły miodne oraz wpływ na miana białek hemolimfy

DOI:

10.3791/52448

17 marca 2015

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Oto metody ilościowego określania składników odżywczych w pyłku przed i po jego przemianie w pierzgę przez dwa podgatunki pszczół miodnych. Opisujemy techniki pomiaru spożycia pierzgi pszczelej i wynikających z niej mian białek w obu podgatunkach.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pszczoły miodne otrzymują składniki odżywcze z pyłku, który zbierają i przechowują w ulu jako pierzga. Opracowaliśmy metody kontrolowania źródła pyłku, które pszczoły zbierają i przekształcają w pierzch, umieszczając kolonie w specjalnie skonstruowanym zamkniętym obszarze lotu. Opracowano metody analizy składu białkowego i aminokwasowego pyłku i pierzgi. Opisujemy również, w jaki sposób mierzono spożycie pierzgi i metody stosowane do określania miana białka hemolimfy u dorosłych robotnic pszczół po karmieniu się pierzką przez 4, 7 i 11 dni po wzejściu. Zastosowano metody w celu określenia, czy genotyp wpływa na przemianę pyłku w pierzgę oraz tempo, w jakim pszczoły spożywają i pozyskują z niego białko. Dwa podgatunki (pszczoły miodne europejskie i zafrykanizowane; EHB i AHB) podawano to samo źródło pyłku. Na podstawie opracowanych metod stwierdzono, że pierzga wytwarzana przez oba podgatunki miała niższe stężenie białka i wartości pH niż pyłek. Ogólnie rzecz biorąc, stężenia aminokwasów w pierzgi wytwarzanej przez EHB lub AHB były podobne i występowały na wyższych poziomach w chlebie pszczelim niż w pyłku. Zarówno AHB, jak i EHB spożywały znacznie więcej pierzgi wytwarzanej przez AHB niż przez EHB. Chociaż EHB i AHB spożywały podobne ilości każdego rodzaju pierzgi, stężenie białka w hemolimfie w AHB było wyższe niż w EHB. Różnice w pozyskiwaniu białka między AHB i EHB mogą odzwierciedlać adaptacje środowiskowe związane z regionem geograficznym, w którym wyewoluował każdy podgatunek. Różnice te mogą przyczynić się do pomyślnego osiedlenia się populacji AHB w Nowym Świecie ze względu na wpływ na odchów czerwiu i wzrost kolonii.

Wprowadzenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Odżywianie odgrywa fundamentalną rolę w zdrowiu i żywotności kolonii pszczół miodnych oraz w ich tworzeniu populacji. Składniki odżywcze z pożywienia dostarczają energii i składników biochemicznych potrzebnych do odchowu czerwiu, termoregulacji, żerowania i odpowiedzi immunologicznej. W przypadku rodzin pszczelich miodnych składniki odżywcze potrzebne do wzrostu populacji pszczół miodnych i utrzymania ich zdrowia pochodzą z nektaru i pyłku. Nektar dostarcza węglowodanów, a pyłek zaspokaja pozostałe zapotrzebowanie żywieniowe, takie jak białko, lipidy, witaminy i minerały 1.

Podgatunki pszczół miodnych mogą różnić się parametrami na poziomie kolonii zależnymi od odżywiania, takimi jak długowieczność robotnic, odchów czerwiu i mechanizmy odporności społecznej 2-6. Różnice te mogą być związane ze sposobem, w jaki żywność, w szczególności pyłek, jest przetwarzana przez kolonię i trawiona przez osobniki. Pyłek jest przechowywany w komórkach grzebieniowych i poprzez fermentację kwasu mlekowego za pośrednictwem mikroorganizmów jest chemicznie zmieniany 7-10. Sfermentowany pyłek nazywany jest pierzchą. Mogą istnieć różnice genotypowe między podgatunkami w ich zdolności do pozyskiwania składników odżywczych z pyłku, który zbierają i przechowują, co może wpływać na wzrost i przetrwanie kolonii. Wpływ genotypów na przetwarzanie żywności i pozyskiwanie składników odżywczych został udokumentowany w innych organizmach, powodując, że niektóre osoby uzyskują więcej składników odżywczych i kalorii niż inne podczas spożywania tych samych pokarmów.

Tutaj opisujemy metody używane do porównywania składu i konsumpcji pierzgi pszczelej wytwarzanej przez różne podgatunki pszczół miodnych. Opisano również metody pomiaru uzyskanych mian białek hemolimfy u pszczół robotnic. Wcześniejsze badania nad składem odżywczym pierzgi przeprowadzono na europejskich pszczołach miodnych (EHB) 10,15,16. Mogą jednak występować różnice w pierzgach wytwarzanych przez pszczoły różnych podgatunków, nawet jeśli żywią się tym samym pyłkiem. EHB i AHB porównano, ponieważ te podgatunki mają wyraźne różnice behawioralne i fizjologiczne, które mogą być związane z przetwarzaniem żywności i pozyskiwaniem składników odżywczych 17. Niektóre z najbardziej zauważalnych różnic polegają na tym, że AHB zbiera i spożywa więcej pyłku niż EHB i wydaje się, że łatwiej przekształca go w czerw 18. Kolonie AHB mają wyższe wskaźniki rojenia niż EHB i uciekają, gdy zasoby żywności stają się ograniczone 19-23. Ucieczka jest rzadkością w EHB. AHB mają również wyższe tempo przemiany materii niż EHB 24. Podstawy odżywcze różnic na poziomie kolonii między EHB i AHB mogą być związane z szybkością zbierania pyłku, a także z zawartością składników odżywczych (np. aminokwasów i białka) po przekształceniu go w pierzgę. Spożycie pierzgi pszczelej i wynikające z tego pozyskiwanie białka również mogą odgrywać rolę w różnicach na poziomie kolonii między EHB i AHB. Korzystając z opracowanych metod, EHB i AHB wyprodukowały pierzgę z tego samego źródła pyłku. Pierzga była następnie podawana z powrotem pszczołom każdego podgatunku i mogła określić, czy pszczoły pozyskują białko z chleba pszczelego w sposób charakterystyczny dla ich podgatunku lub dla źródła chleba pszczelego.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Pozyskiwanie pierzgi z kolonii AHB i EHB

  1. Umieść pułapki pyłkowe na rodzinach pszczół miodnych i zbieraj pyłek. Zmiel pyłek na drobny proszek (podobny do pyłku zrzucanego z pylników) za pomocą młynka do kawy.
  2. Założyć po 5 kolonii AHB i EHB w zamkniętym obszarze lotów (EFA), tak aby pszczoły żywiły się wyłącznie dostarczonym pyłkiem. Aby zapobiec przemieszczaniu się robotnic między koloniami EHB i AHB, należy podzielić EFA na oddzielne sekcje, aby pszczoły nie mogły między nimi przechodzić. W każdej sekcji NNKT należy umieścić indywidualne kolonie EHB lub AHB z 3 500-4 000 pszczół robotnic, plastr woskowy z nektarem, miodem, niedojrzałym czerwiem i pustym plastrem.
    UWAGA: Kolonie nie mają zmagazynowanego pyłku w momencie założenia. Szybkość przechowywania pyłku można zwiększyć, nie uwzględniając królowej niosek w koloniach.
  3. Nakarmić kolonie zmielonym pyłkiem, umieszczając tackę z pyłkiem w każdej sekcji NNKT. Rozprowadzanie około 60 g pyłku na każdej tacy, aby pszczoły żerujące mogły zbierać go w postaci ładunków cielesnych i przechowywać pyłek w swoich koloniach jako pierzch. Kontynuuj dostarczanie świeżego pyłku na każdą tacę codziennie przez 3 tygodnie.
  4. Pierzga z kolonii europejskich nazywana jest europejską pierzchą (EBB), a z kolonii afrykańskich nazywana jest pierzchą afrykanizowaną (ABB).

2. Karmienie pszczół w klatkach

  1. Umieść ramki z zapieczętowanym czerwiem robotnic z kolonii AHB i EHB w oddzielnych klatkach wyłaniających się w pomieszczeniu środowiskowym ustawionym na 32-34 °C i 40% wilgotności względnej.
  2. Kiedy robotnice wyjdą na zewnątrz i osiągną wiek około 24 godzin, ustaw 12 klatek do testów biologicznych z pleksiglasu (wymiary = 11,5 x 7,5 x 16,5 cm3) i dodaj do każdej klatki 100 nowo powstałych pszczół robotnic EHB lub 100 nowo wynurzonych pszczół robotnic AHB. Umieść fragment grzebienia ze znaną liczbą komórek EBB lub ABB (24-30 komórek na klatkę) w każdej klatce, aby uzyskać następujące kombinacje traktowania: AHB karmione ABB, EHB karmione ABB, AHB karmione EBB i EHB karmione EBB. (4 zabiegi; 6 klatek na zabieg; łącznie 24 klatki).
  3. Do każdej klatki dodać fiolki z wodą i 50% roztwór miodu i wody o objętościowym składzie. Napełniaj fiolki z miodem i wodą codziennie przez 11-dniowy okres badania.

3. Pobieranie próbek pszczół robotnic i pierzgi oraz szacowanie zużycia

  1. Pobranie próbki od 10 nowo wynurzonych robotnic EHB i AHB przed umieszczeniem ich w klatkach. Odnieś się do nich jako do pszczół dnia 0 i niech służą jako punkt odniesienia dla stężeń białka w hemolimfie.
  2. Usuń 10 pszczół z każdej klatki po tym, jak karmiły się EBB lub ABB przez 4, 7 i 11 dni.
  3. Umieść żywe pszczoły w osobnych probówkach do mikrowirówek i umieść na okładach z lodu. Wybierz podpróbkę czterech pszczół do analizy stężenia białka hemolimfy.
  4. Po pobraniu próbek od pszczół w dniu 11 policz liczbę komórek grzebienia, które nadal zawierają pierzch. Jest to względna miara spożycia pierzgi
  5. .
  6. Usuń pozostałą pierzgę z komórek w każdej klatce i przechowuj w oddzielnych probówkach do mikrowirówek zgodnie z klatką. Próbki pierzgi należy przechowywać w temperaturze -80 °C do czasu analizy pod kątem pH, stężenia białka rozpuszczalnego i zawartości aminokwasów.

4. Szacowanie pH pyłku i pierzgi

  1. Pobrać sześć losowych próbek pyłku o masie 0,3 g podawanego pszczołom w EFA i rozpuścić go w 300 μl wody destylowanej. Zmierz pH za pomocą wodoodpornej włóczni pH z podwójnym złączem z dokładnością +0,01.
  2. Pobrać 0,3 g próbki pierzgi, która pozostała po 11-dniowym okresie karmienia w każdej klatce. Rozpuścić pierzgę w 300 μl wody destylowanej i zmierzyć pH zgodnie z opisem dla pyłku (4.1).

5. Analiza białek

  1. Z każdej klatki pobrać sześć próbek pyłku oraz próbkę EBB i ABB. Próbki należy przechowywać w temperaturze -20 °C do czasu ich analizy pod kątem stężenia białka rozpuszczalnego.
  2. Zmieszać 20 mg pyłku lub pierzgi z 1 000 μl 0,1 M roztworu buforowego fosforanu (PBS).
  3. Mieszać mieszaninę przez 10 sekund i odwirowywać przy 571,2 x g przez 1 min.
  4. Pobrać 10 μl próbki supernatantu i umieścić w studzienkach 96-dołkowej płaskiej płytki polistyrenowej EIA/RIA. Powtórzyć każdą próbkę w trzech studzienkach.
  5. Narysuj hemolimfę od pszczół zebranych z każdej klatki, wkładając rurkę kapilarną o pojemności 20 μl (która została podgrzana i pociągnięta do ostrego jak igła punktu) do prawej bocznej części klatki piersiowej w pobliżu punktu przyczepienia skrzydeł. W razie potrzeby zbierz dodatkową hemolimfę, wkładając tę samą rurkę do błony między tergitami brzusznymi.
  6. Dodać 1 μl hemolimfy do 9 μl 0,1 M PBS. Przechowywać roztwór hemolimfy w temperaturze -20 °C do czasu analizy na obecność białka rozpuszczalnego.
  7. Określ całkowite stężenie rozpuszczalnego białka w próbkach pyłku, pierzgi pszczelejki i hemolimfy za pomocą komercyjnego zestawu do oznaczania białek Bradford. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta.
  8. Ustalić krzywą wzorcową w celu oszacowania stężenia białka rozpuszczalnego w próbkach, mierząc absorbancję białka ze znanymi stężeniami białka w albuminie surowicy bydlęcej (BSA). Zmierzyć absorbancję białka przy długości fali 595 nm za pomocą spektrofotometru.

6. Analiza aminokwasów

  1. Zebrać pojedyncze próbki z komórek grzebieniowych każdej kolonii, aby utworzyć reprezentatywną próbkę EBB i ABB do analizy.
  2. Pobrać próbkę pyłku lub chleba pszczelego o stężeniu 50 mg zważoną do fiolki z automatycznym podajnikiem próbek i dodać do niej 1 ml wody destylowanej wraz ze 100 μl roztworu wzorca wewnętrznego o stężeniu 50 ng/μl składającego się z 4-alaniny, kwasu23-laurynowego, 13C6-glukozy i kwasu d39-arachidiaku.
  3. Zamknąć próbkę i poddać sonikacji przez 5 minut.
  4. Kondycjonować wkład HLB dodając 1 ml metanolu, równoważąc dodając 1 ml wody destylowanej, a następnie dodając 1 ml próbki chleba pszczelego lub pyłku. Przemyć wkład 1 ml 5,0% MeOH/H2O i wymyć 1 ml 80% MeOH/H2O.
  5. Odparować próbkę do sucha pod strumieniem azotu. Rozpuścić próbkę w 50 μl pirydyny i 100 μl N,O-Bis (trimetylosililo)trifluoroacetamidu + trimetylochlorosilanu (BSTFA + TMCS).
  6. Zakryć próbkę i inkubować ją w temperaturze 70 °C przez 30 minut.
  7. Pozostawić próbkę do ostygnięcia i przenieść ją do czystej fiolki z automatycznym podajnikiem próbek.
  8. Nałożyć nakrętkę i umieścić próbkę w selektywnym detektorze masowym połączonym z chromatografem gazowym w celu analizy próbek zarówno pod kątem związków lotnych, jak i kwasów organicznych. Oddzielić cukier i kwasy organiczne po derywatyzacji TMS za pomocą BSTFA + TMCS za pomocą kolumny (średnica wewnętrzna 30 m x 0,25 mm) o grubości warstwy 1,0 μm.
  9. Ustawić piec kolumnowy na 50 C na 2 minuty, następnie zwiększyć temperaturę liniowo do 290 °C przy 5 C/min i przytrzymać przez 7 minut. Ustawić wtryskiwacz GC i interfejs GC/MS odpowiednio na 250 °C i 290 °C.
    1. Stosować hel jako nośnik przy natężeniu przepływu 1,0 ml/min. Ustawić temperaturę źródła MS na 230 °C.
  10. Codziennie dostrajaj i kalibruj spektrometr mas za pomocą perfluorotributyloaminy (PFTBA). Użyj wstrzyknięcia 1 μl PFTBA w trybie pełnego skanowania (35-700 amu) jonów dodatnich, aby uzyskać dane na temat obecności i stężeń aminokwasów.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Beebread był przechowywany w temperaturze -80 °C przez mniej niż miesiąc przed analizą pod kątem pH i stężenia białka, a także przez około 4 miesiące przed analizą aminokwasów. Pierzga różniła się od pyłku pszczelym pH i stężeniem białka (ryc. 1). pH pierzgi było niższe niż pyłku, podobnie jak stężenie białka. Zarówno EHB, jak i AHB zużywały więcej ABB niż EBB (Rysunek 2).

Poziomy rozpuszczalnego białka w hemolimfie AHB były znacznie wyższe niż EHB, niezależnie od rodzaju spożywanej przez nich pierzgi (Rysunek 3). Te różnice w poziomach białka w hemolimfie wystąpiły, mimo że EHB i AHB spożywały podobne ilości każdego rodzaju pierzgi. Wiek pszczół w momencie pobierania próbek istotnie wpłynął na stężenie białka rozpuszczalnego w hemolimfie. Stężenia białka były znacznie niższe u pszczół 4. dnia w porównaniu z pszczołami w 7. lub 11. dniu, które nie różniły się.

Spośród 10 aminokwasów, które są niezbędne dla pszczół miodnych, w pyłku wykryto wszystkie oprócz histydyny. W większości przypadków stężenia aminokwasów mierzone w pierzgi były wyższe niż w pyłku (ryc. 4). Na przykład stężenie leucyny i treoniny było o około 60% wyższe w pierzgi w porównaniu z pyłkiem, a stężenie waliny było o około 25% wyższe. Poziomy alaniny, kwasu asparaginowego, glutaminy i metioniny były również wyższe w pierzgach pszczelich niż w pyłku. Stężenia aminokwasów nie różniły się istotnie między ABB i EBB, z wyjątkiem fenyloalaniny i cysteiny. Poziomy fenyloalaniny były około dwa razy wyższe w ABB w porównaniu z EBB lub pyłkiem. Stężenia cysteiny były niższe w EBB w porównaniu z ABB lub pyłkiem. Tryptofan był jedynym aminokwasem obecnym w wyższych stężeniach w pyłku niż w EBB lub ABB. Stężenia proliny w pyłku i ABB były wyższe niż w EBB.

figure-results-1
Rysunek 1: Porównanie pH (A) i stężeń rozpuszczalnego białka (B) w pyłku i pierzgach wytwarzanych przez europejskie (EHB) lub zafrykanizowane (AHB) pszczoły miodne. pH pyłku było znacznie wyższe niż w przypadku pierzgi, co określono na podstawie analizy wariancji (F2,12 = 3725, p <0,0001), a następnie testu wielokrotnego porównania Tukeya W. Stężenie białka w pyłku było istotnie wyższe niż w chlebie pszczelim wytwarzanym metodą EHB (EBB) lub AHB (ABB) (F2,27 = 16,49; p <0,0001). Średnie, po których następuje ta sama litera, nie różnią się znacząco na poziomie 0,05.

figure-results-2
Rysunek 2: Średni odsetek komórek zawierających pierzch, które zostały całkowicie skonsumowane w ciągu 11 dni przez pszczoły trzymane w klatkach. Pierzga została wyprodukowana przez pszczoły europejskie (EHB) lub afrykańskie (AHB) przy użyciu tego samego źródła pyłku. Środki oszacowano na podstawie pięciu klatek z każdej próby; te z tą samą literą nie różnią się istotnie na poziomie 0,05, jak określono za pomocą jednokierunkowej analizy wariancji (F3,16 = 7,3, p = 0,003) i testu W Tukeya. Ten rysunek został zmodyfikowany z 25.

figure-results-3
Rycina 3: Średnie stężenie białka w hemolimfie od europejskich (EHB) lub afrykanizowanych (AHB) pszczół miodnych karmionych pierzją wytwarzaną przez pszczoły europejskie (EBB) lub afrykanizowane (ABB) przez 4, 7 i 11 dni. Analiza wariancji przeprowadzona w wyniku powtarzających się pomiarów wykazała istotne różnice między 4 grupami badanymi (F3,20 = 19,7, p <0,001). Poziomy rozpuszczalnego białka w ABB karmionym AHB były znacznie wyższe niż w ABB karmionym EHB (p = 0,008) lub EBB (p = 0,018). Wiek pszczół w momencie pobierania próbek istotnie wpłynął na stężenie białka rozpuszczalnego w hemolimfie. Poziomy były znacznie niższe u pszczół dnia 4 w porównaniu z dniem 7 (p <0,0001) lub 11 (p = 0,001). Pszczoły dnia 7 i dnia 11 nie różniły się (p = 0,149). Liczba ta została zmodyfikowana z25 .

figure-results-4
Rysunek 4: Stężenie aminokwasów (μg na gram pyłku lub pierzgi) w pyłku lub wytwarzanej z niego pierzchły. EBB to pierzga wytwarzana przez pszczoły europejskie, a ABB była wytwarzana przez pszczoły zafrykanizowane. Tryptofan, cysteina, fenyloalanina i prolina zostały wykreślone oddzielnie w celu jasności przedstawienia ich ilości. Liczba ta została zmodyfikowana z 25.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Korzystając z metod opisanych powyżej, stwierdziliśmy, że pierzga wytwarzana przez AHB była spożywana w większych ilościach zarówno przez AHB, jak i EHB. Chociaż EHB i AHB spożywały podobne ilości każdego rodzaju pierzchy, AHB miało wyższe miana białka w hemolimfie. Wyniki oparte na naszych metodach były podobne do poprzednich doniesień, w których poziomy białka hemolimfy w AHB były wyższe niż w EHB, chociaż obie były karmione tymi samymi dietami 26 . Mierząc spożycie EBB i ABB, które były spożywane w różnym tempie zarówno przez EHB, jak i AHB, ustalono, że stężenie białka hemolimfy w każdym podgatunku nie może zostać zwiększone przez zwiększenie spożycia żywności. Wydaje się, że stężenie białka hemolimfy u robotnic w wieku pszczół pielęgniarskich utrzymuje się na stałym poziomie, a wartość zadana dla tego poziomu jest wyższa w przypadku AHB niż EHB.

Istnieje kilka ważnych warunków do zakładania rodzin pszczelich do produkcji pierzgi, które zoptymalizują tempo przechowywania pyłku. Po pierwsze, rodziny potrzebują ramek z otwartym czerwiem. Bez otwartego czerwiu do karmienia robotnice nie zbiorą dużo pyłku. Po drugie, rodzina musi być pozbawiona królowej, aby nie wytwarzać dodatkowego czerwiu. Odchów czerwiu wymaga dużych ilości pyłku, a magazynowany jest tylko nadmiar pyłku. W małych koloniach założonych w NNKT byłoby niewiele pyłku do przechowywania w postaci pierzgi, gdyby obszary lęgowe się powiększały, więc rodziny muszą być pozbawione królowej. Wreszcie, aby wyprodukować pierzchlę, pyłek musi być zbierany w postaci ładunków sercowych i przechowywany w komórkach grzebieniowych. Jeśli pyłek jest zbierany w pułapkach pyłkowych, należy go zmielić na drobny proszek przed przedstawieniem go pszczołom, aby mogły zebrać go w postaci ładunków korpusowych.

Metody pomiaru spożycia pierzgi pszczelej pozwoliły na uzyskanie szacunków jakościowych, a nie bezwzględnych. Jedyne spożycie, które zostało policzone, miało miejsce, gdy komórki zostały całkowicie opróżnione z chleba pszczelego. Dokładniejsze oszacowanie całkowitego spożycia chleba pszczelego można uzyskać, usuwając chleb pszczeli z komórek i przekształcając go w kotlet, który można zważyć przed i po okresie badania. Chcieliśmy jednak zatrzymać chleb pszczeli w komórkach, aby pszczoły mogły się nim żywić tak, jak w kolonii i być może kontynuować jego przetwarzanie w okresie badania. Różnica w wadze odcinków plastra przed i po badaniu nie została wykorzystana jako oszacowanie spożycia, ponieważ waga mogła wzrosnąć, ponieważ pszczoły umieszczały w niektórych komórkach rozcieńczony miód, którym je karmiono.

Robotnicy mogli również dodać trochę rozcieńczonego miodu do chleba pszczelego. Z tych powodów policzono komórki zawierające w przybliżeniu równe ilości chleba pszczelego przed i po okresie karmienia i wygenerowano pomiar jakościowy. Mimo to istniała uderzająca różnica między tymi dwoma rodzajami pierzgi w liczbie zliczonych pustych komórek ABB w porównaniu z EBB po 11 dniach.

Określenie, kiedy przechowywany pyłek staje się chlebem pszczelim, może być trudne, ponieważ pszczoły stale dodają pyłek do komórek. Kolonie używane do produkcji pierzgi były zakładane z ramkami z otwartym czerwiem, aby pszczoły zbierały pyłek. Jednak kolonie były pozbawione królowych, więc larwy były do karmienia tylko przez około 9 dni po założeniu kolonii. Przez pozostałą część 3-tygodniowego okresu, kiedy rodziny pszczele znajdowały się w NNKT, pyłek zebrany przez pszczoły był przechowywany i przekształcany w pierzchę. Przetrzymywanie zmagazynowanego pyłku w komórkach plastra przez dodatkowe 11 dni podczas karmienia nim pszczół w klatkach mogło również kontynuować przetwarzanie pyłku na pierzoś. Przemiana pyłku w pierzgę trwa około 7 dni 8. Pierzga podawana EHB i AHB miała niższe pH i obniżone stężenie białka w porównaniu z pierzgą podawaną pyłkiem. Podobne wyniki zmian w pylku po konwersji pszczeli podaje inni 7,10,27. Nasze wyniki różniły się jednak od poprzednich doniesień tym, że istniały różnice w stężeniach niektórych aminokwasów między pierzchą a pyłkiem. Zmiany zarówno w stężeniach białek, jak i aminokwasów mogą być spowodowane aktywnością enzymów proteolitycznych, których źródłem mogą być same pszczoły lub społeczności mikrobiologiczne zadomowione w pierzgu 7,8,28,29 .

Metody stosowane do pomiaru stężenia białka były podobne do tych wcześniej opisanych w celu określenia wpływu białka pokarmowego na pszczoły afrykańskie i europejskie26. Jako rozszerzenie metod, byliśmy w stanie oszacować zawartość rozpuszczalnego białka w pyłku i pierzch. Metody te przyniosły podobne wyniki jak w poprzednich raportach 7,10,27. Nasze odkrycia dostarczają dodatkowych dowodów na to, że AHB skuteczniej przyswaja białko w diecie niż EHB i że może to być kluczowy czynnik w ekologicznej dominacji AHB w większości regionów, w których wyemigrował i zadomowił się w wieku 30-32 lat.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują Monie Chambers, Geoffreyowi Hidalgo i Maurissie Two Two za ich pomoc techniczną. Dziękujemy również dr Earlowi White'owi za analizę aminokwasów, dr Rogerowi Simondsowi za analizę pyłku pod kątem pestycydów oraz dr Stanleyowi S. Schneiderowi, Vanessie Corby-Harris i Kirkowi Andersonowi za ich recenzje i dyskusję na temat wcześniejszych wersji manuskryptu oraz wiele pomocnych sugestii.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
wodoodporne podwójne złącze pH spear Młynek do kawy Thermo Fisher
Mr. Coffee model 1DS77
Bufor fosforanowy DulbeccoEmd-milliporeBSS-1005-B
EIA/RIA płytka polistyrenowaSigma-Aldrich-CorningCLS3590-100EA
pipety mikrokapilarneKimble Glass Inc.
Szybki start Zestaw do oznaczania białek Bradford 2 Bio-Rad#500-0202
SpektrofotometrBiotek Synergy HT 
Masowy detektor selektywny Chromatograf
HLB
Agilent6930
  Kolumna chromatografii gazowej A J& W Naukowy DB-1701
d4-alanina Kwas d488917
dsub>23-laurynowySigma-Aldrich451401
13C6-glukozaSigma-Aldrich389374
Pirydyna Sigma-Aldrich270970
N,O-Bis (trimetylosililo)trifluoroacetamid +   
Trimetylochlorosilan (BSTFA + TMCS)Sigma-Aldrich33148
Perfluorotributyloamina (PFTBA)Sigma-Aldrich442747-U
d39-arachidiak IzotopCambridge 
gazowy z nabojem Agilent 5973N  

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Brodschneider, R., Crailsheim, K. Nutrition and health in honey bees. Apidologie. 41 (3), 278-294 (2010).
  2. Spivak, M. The relative success of Africanized and European honey-bees over a range of life-zones in Costa Rica. J. Appl. Ecol. 29 (1), 150-162 (1992).
  3. Schneider, S. S., McNally, L. C. Spatial foraging patterns and colony energy status in the African honey bee Apis mellifera scutellata. J. Insect Behav. 6 (2), 195-210 (1993).
  4. Becerra-Guzman, F., Guzman-Novoa, E., Correa-Benitez, A., Zozaya-Rubio, A. Length of life, age at first foraging and foraging life of Africanized and European honey bee (Apis mellifera) workers, during conditions of resource abundance. J. Api. Res. 44 (4), 151-156 (2005).
  5. Saltykova, E. S., Lvov, A. V., Ben’kovskaya, G. V., Poskryakov, A. V., Nikolenko, A. G. Interracial differences in expression of genes of antibacterial peptides, Abaecin, Hymenoptaecin, and Defensin, in bees Apis mellifera mellifera and Apis mellifera caucasica. J. Evol. Biochem. Phys. 41 (5), 506-510 (2005).
  6. Decanini, L. I., Collins, A. M., Evans, J. D. Variation and heritability in immune gene expression by diseased honeybees. J. Hered. 98 (3), 195-201 (2007).
  7. Gilliam, M. Microbiology of pollen and beebread: the genus Bacillus. Apidologie. 10 (3), 269-274 (1979).
  8. Gilliam, M. Microbiology of pollen and beebread: the yeasts. Apidologie. 10 (3), 43-53 (1979).
  9. Gilliam, M. Identification and roles of non-pathogenic microflora associated with honey bees. FEMS Microbiology Letters. 155 (1), 1-10 (1997).
  10. Loper, G. M., Standifer, L. N., Thompson, M. J., Gilliam, M. Biochemistry and microbiology of bee-collected almond (Prunus dulcis) pollen and beebread. I. Fatty acids, sterols, vitamins, and minerals. Apidologie. 11 (1), 63-73 (1980).
  11. Khachatryan, Z. A., et al. Predominant role of host genetics in controlling the composition of gut microbiota. PLoS ONE. 3 (8), e3064(2008).
  12. Turnbaugh, P. J., Ley, R. E., Mahowald, M. A., Magrini, V., Mardis, E. R., Gordon, J. I. An obesity associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 444 (7122), 1027-1031 (2006).
  13. Ley, R. E., et al. Obesity alters gut microbial ecology. Proc. Natl. Acad. Sci. 102 (31), 11070-11075 (2005).
  14. Ley, R. E., Peterson, D. A., Gordon, J. I. Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine. Cell. 124 (4), 837-848 (2006).
  15. Standifer, L. N., McCaughey, W. F., Dixon, S. E., Gilliam, M., Loper, G. M. Biochemistry and microbiology of pollen collected by honey bees (Apis mellifera L.) from almond, Prunisdulcis. II. Protein, amino acids and enzymes. Apidologie. 11 (2), 163-171 (1980).
  16. Human, H., Nicolson, S. W. Nutritional content of fresh, bee-collected and stored pollen of Aloe greatheadii var davyana (Asphodelaceae). Phytochem. 67 (14), 1486-1492 (2006).
  17. Schneider, S. S., DeGrandi-Hoffman, G., Smith, D. The African honeybee: Factors contributing to a successful biological invasion. Ann. Rev. Entomol. 49, 351-376 (2004).
  18. Winston, M. The biology and management of Africanized honey bees. Annu. Rev. Entomol. 37, 173-193 (1992).
  19. Woyke, J. Brood-rearing efficiency and absconding in Indian honeybees. J. Apic. Res. 15 (3/4), 133-143 (1976).
  20. Fletcher, D. J. C. Brood rearing and absconding of tropical honey bees. African Bees. , Apimondia. Pretoria, South Africa. 96-102 (1977).
  21. Winston, M. L., Otis, G. W., Taylor, O. R. Absconding behavior of the Africanized honey bee in. South America. J. Api. Res. 18 (2), 85-94 (1979).
  22. Schneider, S. S., McNally, L. C. Factors influencing seasonal absconding in colonies of the African honey bee, Apis mellifera scutellata. Insectes Soc. 39 (4), 402-423 (1992).
  23. Hepburn, H. R., Reece, S. L., Neumann, P., Moritz, R. F. A., Radloff, S. E. Absconding in honeybees (Apis mellifera) in relation to queen status and mode of worker reproduction. Insectes Soc. 46 (4), 323-326 (1999).
  24. Harrison, J. F., Fewell, J. H., Anderson, K. E., Loper, G. M. Environmental physiology of the invasion of the Americas by Africanized honeybees. Integr. Comp. Biol. 46 (6), 1110-1122 (2006).
  25. DeGrandi-Hoffman, G., Eckholm, B. J., Huang, M. H. A comparison of bee bread made by Africaized and European honey bees (Apis mellifera) and its effects on hemolymph protein titers. Apidologie. 44 (1), 52-63 (2013).
  26. Cappelari, F. A., Turcatto, A. P., Morais, M. M., DeJong, D. Africanized honey bees more efficiently convert protein diets into hemolymph protein than do Carniolan bee (Apis melliferacarnica). Genet. Mol. Res. 8 (4), 1245-1249 (2009).
  27. Human, H., Nicolson, S. W. Nutritional content of fresh, bee-collected and stored pollen of Aloe greatheadii var davyana (Asphodelaceae). Phytochem. 67, 1486-1492 (2006).
  28. Bonvehi, J. S., Jorda, R. E. Nutrient composition and microbiological quality of honeybee-collected pollen in Spain. J. Agric. Food Chem. 45 (3), 725-732 (1997).
  29. Anderson, K. E., et al. Microbial ecology of the hive and pollination landscape: Bacterial associates from floral nectar, the alimentary tract and stored food of honey bees (Apismellifera). PLoS ONE. 8 (12), e83125(2013).
  30. Southwick, E. E., Roubik, D. W., Williams, J. M. Comparative energy balance in groups of Africanized and European honey bees: ecological implications. Comp. Biochem. Physiol. A. 97 (1), 1-7 (1990).
  31. Spivak, M. The relative success of Africanized and European honey-bees over a range of life-zones in Costa Rica. J. Appl. Ecol. 29 (1), 150-162 (1992).
  32. Francoy, T. M., et al. Morphometric and genetic changes in a population of Apis mellifera after 34 years of Africanization. Genet. Mol. Res. 8 (2), 709-717 (2009).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

ywienie pszczo y miodnejanaliza chlebca pszczelegost enie bia kask ad aminokwasowyafrykanizowane pszczo y miodnekontrola r d a py kuzamkni ty obszar lotumetoda Bradforda do oznaczania st enia bia ka

Powiązane artykuły