Przygotowanie kolonii jednokohortowych i leczenie hormonalne robotnic pszczół miodnych w celu analizy fizjologii związanej z rolą i/lub układem hormonalnym

Takayuki Ueno; Kiyoshi Kawasaki; Takeo Kubo

doi:10.3791/54240

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Przygotowanie kolonii jednokohortowych i leczenie hormonalne robotnic pszczół miodnych w celu analizy fizjologii związanej z rolą i/lub układem hormonalnym

15.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54240

⸱

6 września 2016

Takayuki Ueno¹^,² , Kiyoshi Kawasaki² , Takeo Kubo¹

¹Department of Biological Sciences, Graduate School of Sciences, The University of Tokyo, ²Faculty of Pharmaceutical Sciences, Doshisha Women's College

W tym artykule

Podsumowanie

Tutaj opisujemy nasz szczegółowy protokół przygotowania jednokohortowych kolonii pszczół miodnych - użyteczne narzędzie do analizy fizjologii pracowników związanych z rolą. Opisujemy również szczegółowe protokoły leczenia pracowników hormonem juwenilnym i ekdyzonem, aby ocenić udział tych hormonów w regulacji zachowania i/lub fizjologii pracowników.

Streszczenie

Robotnice pszczół miodnych są zaangażowane w różne zadania związane z utrzymaniem aktywności kolonii. Zadania pracowników zmieniają się w zależności od ich wieku (podział pracy związany z wiekiem). Młode robotnice zajmują się pielęgnacją czerwiu (pszczoły karmiące), podczas gdy starsze robotnice zajmują się zbieraniem nektaru i pyłku (zbieraczki). Fizjologia pracowników zmienia się w związku z tą zmianą ról. Na przykład główna funkcja gruczołów podgardłowych (HPG) zmienia się z wydzielania głównych białek mleczka pszczelego (MRJP) na wydzielanie enzymów metabolizujących węglowodany. Ponieważ zadania robotnic zmieniają się wraz z wiekiem w typowych koloniach, trudno jest odróżnić zmiany fizjologiczne, które zachodzą wraz ze starzeniem się, od tych, które zachodzą wraz ze zmianą ról. Aby zbadać zmiany fizjologiczne w tkankach robotnic, w tym w HPG, w związku ze zmianą ról, przydatne byłoby manipulowanie populacją kolonii pszczół miodnych poprzez przygotowanie kolonii jednokohortowych, w których robotnice w prawie tym samym wieku wykonują różne zadania. Poniżej opisujemy szczegółowy protokół przygotowania kolonii jednokohortowych do tej analizy. Sześć do ośmiu dni po przygotowaniu kolonii jednokohortowej w kolonii pojawiają się przedwcześnie rozwinięte zbieracze, które wykonują zadania żerowania wcześniej niż zwykle. Reprezentatywne wyniki wskazują na zmiany związane z rolą w ekspresji genu HPG, co sugeruje funkcję HPG związaną z rolą. Oprócz manipulowania populacją kolonii, analiza układu hormonalnego jest ważna dla badania fizjologii związanej z rolą. W tym miejscu opisujemy również szczegółowy protokół leczenia pracowników 20-hydroksyekdyzonem (20E), aktywną formą ekdyzonu, oraz metoprenem, analogiem hormonu juwenilnego. Wskaźnik przeżywalności leczonych pszczół był wystarczający do zbadania ekspresji genów w HPG. Zmiany ekspresji genów zaobserwowano w odpowiedzi na leczenie 20E i/lub metoprenem, co sugeruje, że leczenie hormonalne indukuje zmiany fizjologiczne HPG. Opisany tutaj protokół leczenia hormonalnego jest odpowiedni do badania wpływu hormonów na fizjologię pracowników.

Wprowadzenie

Europejska pszczoła miodna, Apis mellifera, jest owadem eusocjalnym o wysoce zorganizowanym społeczeństwie¹. Robotnice pszczół miodnych (kasta robotnicza) są zaangażowane w różne zadania mające na celu utrzymanie aktywności kolonii, a zadania te zmieniają się w zależności od wieku robotnicy pszczoły miodnej po elokcji, co jest określane jako podział pracy związany z wiekiem^2-4. Młode robotnice (<13 dni) opiekują się czerwiem w ulu, wydzielając mleczko pszczele (pszczoły karmiące), podczas gdy starsze robotnice (>15 dni) zbierają nektar i pyłek poza ulem (zbieraczki)^2-4. Fizjologia pracowników zmienia się w związku z tą zmianą ....