Here are methods to quantify nutrients in pollen before and after its conversion to beebread by two subspecies of honeybees. We describe techniques to measure beebread consumption and resulting protein titers in both subspecies.
عسل النحل الحصول على المواد الغذائية من حبوب اللقاح التي يجمعونها وتخزينها في الخلية كما خبز النحل. قمنا بتطوير طرق للسيطرة على مصدر حبوب اللقاح التي جمع النحل وتحويله إلى خبز النحل عن طريق وضع المستعمرات في منطقة رحلة المغلقة شيدت خصيصا. تم تطوير طرق لتحليل البروتين وتكوين الأحماض الأمينية من حبوب اللقاح وخبز النحل. وصفنا أيضا كيف تم قياس استهلاك خبز النحل والأساليب المستخدمة لتحديد عامل الكبار التتر البروتين الدملمف النحل بعد تتغذى على خبز النحل لمدة 4 و 7 و 11 أيام بعد ظهور. طبقت أساليب لتحديد ما إذا كان النمط الجيني يؤثر على تحويل حبوب اللقاح إلى خبز النحل والمعدل الذي النحل تستهلك والحصول على البروتين من ذلك. قدمت مع مصدر حبوب اللقاح نفسه، واثنتان السلالة (EHB وAHB على التوالي نحل العسل الأوروبية وAfricanized). وبناء على أساليب تطويرها، وكان خبز النحل التي أدلى بها كل من سلالات أقل تركيزات البروتين والقيم الرقم الهيدروجيني من حبوب اللقاح. بشكل عام، الأمينية يخدع الحمضيةكانت centrations في خبز النحل التي أدلى بها إما EHB أو AHB مماثلة وقعت في المستويات العليا في خبز النحل مما كان عليه في حبوب اللقاح. كلا AHB وEHB تستهلك أكثر بكثير من خبز النحل التي أدلى بها AHB من قبل EHB. على الرغم من EHB وAHB تستهلك كميات مماثلة من كل نوع من خبز النحل، وكانت تركيزات البروتين الدملمف في AHB أعلى مما كانت عليه في EHB. قد تعكس الاختلافات في اكتساب البروتين بين AHB وEHB التكيفات البيئية المتصلة المنطقة الجغرافية التي تطورت كل السلالات. هذه الاختلافات يمكن أن يسهم في نجاح إنشاء السكان AHB في العالم الجديد بسبب الآثار المترتبة على تربية الحضنة والنمو مستعمرة.
التغذية يلعب دورا أساسيا في صحة وحيوية مستعمرات النحل العسل وفي إنشائها كما السكان. المواد المغذية من الطعام وتوفر الطاقة والمكونات الكيميائية الحيوية اللازمة لتربية الحضنة، الحراري، تستخدم علفا والاستجابة المناعية. لمستعمرات النحل والعسل، والعناصر الغذائية اللازمة لنمو السكان مستعمرة والحفاظ على صحتهم تأتي من الرحيق وحبوب اللقاح. توفر الرحيق وغبار الطلع الكربوهيدرات لوازم المتبقية المتطلبات الغذائية مثل البروتين، والدهون، والفيتامينات والمعادن 1.
يمكن أن سلالات من نحل العسل تختلف في مقرها غذائيا المعلمات على مستوى مستعمرة مثل طول العمر عامل، الحضنة تربية، وآليات الحصانة الاجتماعية 2-6. قد تكون مرتبطة هذه الاختلافات في كيفية الغذائي، لا سيما تتم معالجة حبوب اللقاح من قبل مستعمرة وهضمها في الأفراد. يتم تخزين حبوب اللقاح في الخلايا مشط وخلال بالميكروبات بوساطة حمض اللبنيك التخمير يتم تغيير كيميائيا <sup> 7-10. ويطلق على حبوب اللقاح المخمرة خبز النحل. قد تكون هناك اختلافات الوراثي بين السلالات في قدرتها على الحصول على المواد الغذائية من حبوب اللقاح التي جمع وتخزين وهذا يمكن أن يؤثر على نمو المستعمرة والبقاء على قيد الحياة. وقد تم توثيق الآثار الوراثي على تجهيز الأغذية واكتساب العناصر الغذائية في الكائنات الحية الأخرى التي تسبب بعض الأفراد للحصول على مزيد من المواد الغذائية والسعرات الحرارية من غيرها في حين تستهلك نفس الأطعمة 11-14.
نحن هنا وصف الأساليب المستخدمة لمقارنة تكوين واستهلاك خبز النحل التي أدلى بها سلالات مختلفة من عسل النحل. أساليب لقياس الناتج الدملمف التتر البروتين في الشغالات أيضا تم وصفها. وقد أجريت الدراسات السابقة على تكوين الغذائية للخبز النحل مع العسل النحل الأوروبية (EHB) 10،15،16. ومع ذلك، قد تكون هناك اختلافات في خبز النحل التي أدلى بها النحل من السلالات المختلفة حتى عندما تتغذى على نفس حبوب اللقاح. وتمت مقارنة EHB وAHB لأن هذه الغواصاتPECIES لها الاختلافات السلوكية والفسيولوجية المميزة التي قد تكون ذات صلة تجهيز الأغذية والمواد الغذائية اقتناء 17. بعض من أبرز الاختلافات هي التي AHB جمع واستهلاك المزيد من حبوب اللقاح من EHB ويبدو لتحويله بسهولة إلى الحضنة 18. المستعمرات AHB لديهم معدلات ويحتشدون من EHB ويهرب عندما تصبح الموارد الغذائية محدود 19-23. فرار أمر نادر الحدوث في EHB. لديهم أيضا معدلات التمثيل الغذائي AHB أعلى من EHB 24. أساس التغذية للاختلافات على مستوى مستعمرة بين EHB وAHB قد تكون ذات صلة معدل جمع حبوب اللقاح، وكذلك إلى المحتوى المغذيات لها (على سبيل المثال، والأحماض الأمينية والبروتين) بعد أن تم تحويله إلى خبز النحل. استهلاك خبز النحل واكتساب البروتين مما يؤدي أيضا قد تلعب دورا في الاختلافات على مستوى مستعمرة بين EHB وAHB. باستخدام الأساليب المتقدمة، أدلى EHB وAHB خبز النحل من مصدر حبوب اللقاح نفسه. ثم تم تغذية خبز النحل الى النحل من EACح السلالة ويمكن تحديد ما إذا كان النحل تكتسب البروتين من خبز النحل بطريقة مميزة لالسلالة أو إلى مصدر للخبز النحل.
باستخدام الأساليب المذكورة أعلاه، وجدنا أن خبز النحل التي أدلى بها AHB كان يستهلك بكميات أكبر من قبل كل من AHB وEHB. على الرغم من EHB وAHB تستهلك كميات مماثلة من كل نوع من خبز النحل، وكان AHB أعلى التتر البروتين الدملمف. وكانت النتائج على أساس طرقنا مماثلة إلى التقارير السابقة حيث كانت مستويات البروتين الدملمف في AHB أعلى مما كانت عليه في EHB على الرغم من كل غذيت بنفس الوجبات الغذائية 26. من خلال قياس استهلاك EBB وABB التي كانت تستهلك بمعدلات مختلفة من قبل كل من EHB وAHB، تقرر أن تركيز البروتين الدملمف في كل السلالة لا يمكن أن تثار عن طريق زيادة استهلاك الأغذية. ويبدو أن هناك هضبة لالدملمف تركيز البروتين في العمال من العمر ممرضة النحل وأن نقطة مجموعة للهضبة أعلى في AHB من EHB.
هناك العديد من الشروط الهامة لإقامة المستعمرات لإنتاج خبز النحل التي من شأنها تحسين معدل تخزين حبوب اللقاح. أولا، شاركlonies تحتاج الإطارات مع الحضنة المفتوحة. دون الحضنة مفتوح لإطعام، والعمال لا جمع الكثير من حبوب اللقاح. ثانيا، يجب أن تكون مستعمرة queenless بحيث يتم إنتاج أي الحضنة إضافية. الحضنة تربية تتطلب كميات كبيرة من حبوب اللقاح، ويتم تخزين حبوب اللقاح الزائد الوحيد. في مستعمرات صغيرة أنشئت في توفير التعليم للجميع، لن يكون هناك غبار الطلع قليلا ليتم تخزينها على شكل خبز النحل إذا المناطق الحضنة تم التوسع لذلك تحتاج المستعمرات لتكون queenless. وأخيرا، لخبز النحل يتعين القيام بها، يجب جمع حبوب اللقاح كما الأحمال corbicular وتخزينها في الخلايا المشط. إذا يتم جمع حبوب اللقاح في الفخاخ حبوب اللقاح، فإنه يجب أن تكون الأرض إلى مسحوق ناعم قبل عرضه على النحل حتى يتمكنوا من جمع أنها الأحمال corbicular.
أساليب لقياس استهلاك خبز النحل ولدت النوع بدلا من التقديرات المطلقة. وكان استهلاك الوحيد الذي كان يحسب عندما خلايا أفرغت تماما من الخبز النحل. يمكن الحصول على تقديرات أكثر دقة من إجمالي استهلاك الخبز النحل عن طريق إزالة ر النحلEAD من الخلايا وجعلها في باتي يمكن أن يكون وزنه قبل وبعد فترة الدراسة. ومع ذلك، أردنا للحفاظ على الخبز النحل في الخلايا بحيث النحل يمكن أن تتغذى على ذلك كما يفعلون في مستعمرة وربما تستمر معالجتها خلال فترة الدراسة. الفرق في الوزن الأقسام مشط قبل وبعد الدراسة لم تستخدم تقديرا للاستهلاك وذلك لأن الوزن قد زادت لأن النحل وضعت العسل المخفف تغذية لهم في بعض الخلايا.
أيضا قد أضاف العمال بعض من العسل المخفف للخبز النحل. لهذه الأسباب، احصي الخلايا التي تحتوي على كميات متساوية تقريبا من الخبز النحل قبل وبعد فترة التغذية ولدت القياس النوعي. ومع ذلك، كان هناك وجود فرق صارخ بين هذين النوعين من خبز النحل في عدد الخلايا ABB فارغة عدها مقارنة مع EBB بعد 11 يوما.
يمكن تحديد متى يصبح حبوب اللقاح المخزنة خبز النحل يكون ديfficult لأن النحل حبوب اللقاح باستمرار إضافة إلى الخلايا. تم إنشاء المستعمرات المستخدمة لإنتاج خبز النحل مع إطارات من الحضنة مفتوحة حتى النحل أن جمع حبوب اللقاح. ومع ذلك، كانت المستعمرات queenless حيث كانت هناك اليرقات لإطعام فقط حوالي 9 أيام بعد أنشئت مستعمرة. للفترة المتبقية من فترة 3 أسابيع عندما كانت المستعمرات في التعليم للجميع، وحبوب اللقاح أن النحل التي تم جمعها تخزين ويجري تحويلها إلى خبز النحل. حفظ حبوب اللقاح المخزنة في الخلايا مشط لمدة 11 يوما إضافية عند تغذية لالنحل في أقفاص أيضا قد واصلت تجهيز حبوب اللقاح إلى خبز النحل. تحويل حبوب اللقاح إلى خبز النحل يستغرق حوالي 7 أيام 8. كان خبز النحل لتغذية EHB وAHB أقل درجة الحموضة وانخفاض تركيزات البروتين مقارنة مع تغذية حبوب اللقاح. وقد تم الإبلاغ عن نتائج مماثلة للتغيرات في حبوب اللقاح خبز النحل بعد تحويل من قبل الآخرين 7،10،27. اختلفت نتائجنا من التقارير السابقة ولكن في وجود فروق في تركيزات سو الأحماض الأمينية معينة بين خبز النحل وحبوب اللقاح. التغييرات في كل من البروتين والأحماض تركيز الأحماض يمكن أن يعزى إلى نشاط الأنزيمات المحللة للبروتين، والمصدر منها قد يكون النحل أنفسهم أو المجتمعات الميكروبية التي أنشئت في خبز النحل 7،8،28،29.
وكانت الأساليب المستخدمة لقياس تركيز البروتين مماثلة لتلك التي سبق وصفها لتحديد آثار البروتين الغذائي على Africanized والنحل الأوروبية 26. امتدادا من الطرق، كنا قادرين على تقدير البروتين القابلة للذوبان في حبوب اللقاح وخبز النحل. تلك الأساليب ولدت نتائج مماثلة لتقارير سابقة 7،10،27. وتقدم النتائج التي توصلنا إليها دليلا إضافيا على أن AHB استيعاب أكثر كفاءة البروتين الغذائي من EHB، وأن هذا يمكن أن يكون عاملا رئيسيا في الهيمنة الإيكولوجية للAHB في معظم المناطق حيث هاجر وتصبح أنشئت 30-32.
The authors have nothing to disclose.
The authors thank Mona Chambers, Geoffrey Hidalgo and Maurissa Two Two for their technical assistance. We also thank Dr. Earl White for amino acid analysis, Dr. Roger Simonds for analysis of pollen for pesticides, and Drs. Stanley S. Schneider, Vanessa Corby-Harris and Kirk Anderson for their reviews and discussion of earlier versions of the manuscript and many helpful suggestions.
Name of the Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
waterproof double junction pH spear | Thermo Fisher | ||
Scientific | |||
Coffee Grinder | Mr. Coffee | model 1DS77 | |
Dulbecco's phosphate buffer solution | Emd-millipore | BSS-1005-B | |
EIA/RIA polystyrene plate | Sigma-Aldrich-Corning | CLS3590-100EA | |
microcapillary pipets | Kimble Glass Inc. | ||
Quick Start Bradford Protein Assay Kit 2 | Bio-Rad | #500-0202 | |
Laboratories | |||
Spectrophotometer | Biotek Synergy HT | ||
Mass Selective Detector | Agilent | 5973N | |
HLB cartridge | |||
gas chromatograph | Agilent | 6930 | |
gas chromatography column | A J&W Scientific | DB-1701 | |
d4-alanine | Sigma-Aldrich | 488917 | |
d23-lauric acid | Sigma-Aldrich | 451401 | |
13C6-glucose | Sigma-Aldrich | 389374 | |
Pyridine | Sigma-Aldrich | 270970 | |
N,O-Bis (trimethylsilyl)trifluoroacetamide + | |||
Trimethylchlorosilane (BSTFA + TMCS) | Sigma-Aldrich | 33148 | |
Perfluorotributylamine (PFTBA) | Sigma-Aldrich | 442747-U | |
d39-arachidiac acid | Cambridge Isotope | ||
Laboratories |