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.
蜜蜂获得蜂巢的beebread花粉,他们收集和储存的营养物质。我们开发的方法来控制花粉源蜜蜂采集并转换通过将菌落在一个专门建造的封闭飞行区域beebread。方法被开发来分析花粉和beebread的蛋白质和氨基酸组成。我们还描述了如何在beebread的消耗量,测定和方法中使用的出苗后喂食beebread为4,7和11天后,以确定成年工蜂血淋巴蛋白滴度。方法被应用,以确定是否基因型影响花粉转化为beebread和蜜蜂消耗,并从中获得的蛋白质的速度。两个亚种(欧洲和非洲化蜜蜂;分别EHB和AHB)被提供有相同的花粉源。基于所开发的方法,beebread由两个亚种制成具有较低的蛋白质浓度和pH值下比花粉。在一般情况下,氨基酸CONcentrations在beebread由两种或EHB AHB取得相近,且发生在较高水平beebread比花粉。无论AHB和EHB消耗显著更由AHB比EHB的beebread的。虽然EHB和AHB类似消费量的每种类型beebread的,血淋巴蛋白浓度AHB均高于EHB高。在AHB和EHB之间的蛋白质收购的差异可能反映了相关的地理区域,其中每个亚种进化的环境适应性。这些差异可能有助于成功建立,因为对育雏饲养和菌落生长的影响AHB人口的新世界。
营养在蜂蜜蜂群的健康和活力,并在其设立的人口基础性作用。从食物中营养物质提供能量和必要的育雏饲养,体温调节的生化成分,觅食和免疫反应。对于蜜蜂的殖民地,营养生长所需的菌落群和维护他们的健康来自花蜜和花粉。花蜜提供碳水化合物和花粉耗材的剩余饮食要求,如蛋白质,脂质,维生素和矿物质1。
蜜蜂亚种可以根据营养菌落级参数,如工人长寿,育雏饲养和社会免疫力2-6的机制不同。这些差异可能与食物如何,特别是花粉由菌落处理并消化在个人。花粉被存储在梳细胞和通过微生物介导的乳酸发酵是化学变化<sup> 7-10。发酵花粉被称为beebread。有可能是亚种间在他们从他们收集的花粉和存储获得营养物质的能力基因型差异,这可能会影响菌落生长和生存。食品加工和营养收购基因型效应已被记录在其他生物造成了一些个人同时消耗同样的食物11-14获得比别人更多的营养和热量。
在这里,我们描述了用于比较由蜜蜂亚种不同的制作成分和beebread的食用方法。方法测量也被描述所得血淋巴蛋白滴度工蜂。在beebread的营养成分先前的研究已经做完了欧洲蜜蜂(EHB)10,15,16。然而,可能会有在beebread由不同亚种蜂制成甚至当它们以相同的花粉的差异。 EHB和AHB进行比较,因为这些潜艇pecies有可能与食品加工和营养采集17独特行为和生理差异。其中最显着的区别在于AHB收集和消耗比EHB更多的花粉,似乎更容易转化为育雏18。 AHB殖民地有更高的蜂拥率比EHB和潜逃当食物资源变得有限19-23。潜逃是罕见的EHB。 AHB也有较高的代谢率比EHB 24。为EHB和AHB之间的菌落水平的差异的营养基础可能与花粉采集的速率,并以它的营养成分( 例如 ,氨基酸和蛋白质)之后它被转换为beebread。 Beebread消耗和由此产生的蛋白质收购也可能在EHB和AHB之间的群体水平的差异的作用。使用开发的方法,EHB和AHB从相同花粉源所做beebread。该beebread然后反馈到EAC的蜜蜂ħ亚种和可能确定是否蜜蜂采集蛋白从beebread在独特的,以它们的亚种或往beebread源的方式进行。
使用上述的方法,我们发现,通过AHB所作的beebread被消耗在更大量由两个AHB和EHB。虽然EHB和AHB类似消费量的每种类型beebread的,AHB有较高的血淋巴中的蛋白质滴度。根据我们的方法的调查结果是相似的过去的报告,其中血淋巴蛋白水平在AHB比在EHB虽然都饲喂相同日粮26更高。通过测量EBB和ABB其中被消耗以不同的速率由两个EHB和AHB的消耗,它被确定在每个亚种血淋巴蛋白浓度无法通过增加食物消耗上升。似乎有一个高原在护士蜂年龄工人血淋巴蛋白浓度以及为高原设定点是AHB比EHB高。
有用于建立菌落beebread生产,这将优化花粉存储的速率几个重要的条件。首先,将共lonies需要开放育雏帧。没有开放的育雏饲料,工人不会收集花粉多。其次,殖民地必须queenless因此不需要额外的育雏产生。育雏饲养需要大量的花粉,只有多余的花粉被存储。在建立了全民教育的小菌落,会有一点花粉被存储为beebread如果育雏领域不断扩大使殖民地必须queenless。最后,对于要作出beebread,花粉必须收集作为corbicular负荷和存储在梳细胞。如果花粉被收集在花粉陷阱,它必须被研磨成细粉它呈现给蜜蜂,这样他们可以收集它作为corbicular载荷之前。
的方法来测量beebread的消耗产生定性而不是绝对的估计。这是数只消费时,细胞完全排空的蜂粮。总蜂粮消费的一个更准确的估计可能会被删除蜂BR获得EAD从细胞并使其成能之前和研究期间之后被测量肉饼。但是,我们要保持蜂粮的细胞,使蜜蜂可以在上面饲料,因为他们会在一个殖民地,也许继续在研究期间处理它。前和研究后的重量梳子部的差异不是作为消费的估计中使用,因为体重可能增加,因为蜜蜂把稀释蜂蜜在某些细胞饲喂给他们。
工人们可能还增加了一些稀释的蜂蜜蜜蜂面包。由于这些原因,含有前后馈送周期的蜂面包大致相等量的细胞进行计数,并产生一个质量测量。尽管如此,仍有在空的ABB细胞后第11天用EBB相比计数的数量的两种类型beebread之间的显着差异。
当确定存储花粉变得beebread可迪fficult因为蜜蜂不断增加花粉细胞。用于生产beebread的殖民地,建立开放式育雏的框架,以便将蜜蜂采集花粉。然而,菌落queenless所以有成立菌落后幼虫喂养只有约9天。在3周时间内的剩余时菌落呈全民教育,所收集的蜜蜂被存储并转换为beebread花粉。保持在梳子细胞所存储的花粉为它在笼子里饲养时对蜜蜂额外11天还可继续花粉的处理,beebread。花粉的蜜蜂面包的转换需要大约7天8。送入EHB和AHB的beebread有较低的pH值和降低蛋白质浓度的花粉美联储相比。转换beebread后改变花粉类似的调查结果已报告了其他7,10,27。我们的研究结果与以往不同的报告然而,在有浓度差异Øbeebread和花粉F之间的某些氨基酸。在蛋白质和氨基酸的浓度的变化可能是由于蛋白水解酶的活性,其中的源可能是蜜蜂本身或设立于beebread 7,8,28,29的微生物群落。
用于测量蛋白质浓度的方法是类似于先前描述以确定对非洲化饮食蛋白质和欧洲蜜蜂26的影响。作为该方法的延伸,我们能够估计可溶性蛋白在花粉和beebread。这些方法产生类似的结果之前的报道7,10,27。我们的研究结果提供了额外的证据表明,AHB更有效地吸收食物的蛋白质比EHB,并认为这可能是AHB的大部分地区的生态优势,其中已移居,并成为建立30-32的关键因素。
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 |