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.
דבורי דבש להשיג חומרים מזינים מאבקה שהם אוספים וחנות בכוורת כbeebread. פיתחנו שיטות לשליטה במקור האבקה שדבורים אוספות ולהמיר לbeebread על ידי הצבת מושבות שבנבנה במיוחד אזור טיסה סגורה. שיטות שפותחו כדי לנתח את הרכב חומצות אמינו של חלבון והאבקה וbeebread. אנו גם מתארים כיצד צריכת beebread נמדדה ושיטות המשמשות לקביעת titers חלבון hemolymph הדבורה עובד מבוגר לאחר ההאכלה על beebread ל4, 7 ו -11 ימים לאחר הופעתה. שיטות יושמו כדי לקבוע אם גנוטיפ משפיע על ההמרה של אבקה לbeebread והשיעור שדבורים לצרוך ולרכוש חלבון ממנה. שני תת-מינים (דבורי דבש אירופיים וAfricanized; EHB וAHB בהתאמה) סופקו עם אותו מקור האבקה. בהתבסס על השיטות שפותחו, beebread שנעשה על ידי שני תת-המין היה ריכוזים נמוכים יותר חלבון וערכי pH מהאבקה. באופן כללי, אמין con החומצההריכוזים בbeebread שנעשו על ידי שני EHB או AHB היו דומים והתרחשו ברמות גבוהות יותר בbeebread מאשר באבקה. שני AHB וEHB צרכו יותר באופן משמעותי של beebread שנעשה על ידי AHB מאשר על ידי EHB. למרות EHB וAHB צרכו כמויות דומות של כל סוג של beebread, ריכוזי חלבון hemolymph בAHB היו גבוהים יותר מאשר בEHB. הבדלים ברכישת חלבון בין AHB וEHB עשויים לשקף עיבודים סביבתיים הקשורים לאזור הגיאוגרפי שבו כל תת-מין התפתח. הבדלים אלה יכולים לתרום להקמה המוצלחת של אוכלוסיות AHB בעולם החדש בגלל ההשפעות על גידול גוזל וצמיחת מושבה.
תזונה משחקת תפקיד מהותי בבריאות והמרץ של מושבות דבורי דבש ובהקמתם כאוכלוסיות. חומרים מזינים ממזון מספקים אנרגיה והרכיבים ביוכימיים הנדרשים לגידול גוזל, ויסות חום, ליקוט ותגובה חיסונית. למושבות דבורי דבש, החומרים המזינים דרושים כדי לגדול אוכלוסיות מושבה ולשמור על בריאותם מגיעה מצוף ואבקה. צוף מספק פחמימות ואבקה מספקת את הדרישות תזונתיות שנותרו כגון חלבון, שומנים, ויטמינים ומינרלים 1.
תת-מין של דבורי דבש יכול להיות שונה בפרמטרי רמה-מושבה מבוססת מבחינה תזונתית כגון תוחלת חיים עובד, גידול גוזל, ומנגנוני חסינות חברתית 2-6. הבדלים אלה עשויים להיות קשורים לדרך בי מזון, במיוחד האבקה מעובד על ידי המושבה ומתעכלת ביחידים. אבקה מאוחסנת בתאי מסרק ובאמצעות תסיסה חומצת חלב microbially תיווך משתנה כימי <sup> 7-10. האבקה מותססת נקראת beebread. יתכנה הבדלים בין תת-מין genotypic ביכולתם לרכוש חומרים מזינים מהאבקה שהם אוספים וחנות וזה יכול להשפיע על צמיחת מושבה והישרדות. השפעות Genotypic על עיבוד מזון ורכישת חומרים מזינים תועדו באורגניזמים אחרים הגורמים לאנשים מסוימים כדי להשיג יותר חומרים מזינים וקלוריות מאשר לאחרים תוך צריכת את אותם המאכלים 11-14.
כאן אנו מתארים שיטות משמשות להשוואת ההרכב והצריכה של beebread שנעשה על ידי תת-מין שונה של דבורי דבש. שיטות למדידת titers כתוצאה hemolymph החלבון בדבורים פועל גם מתוארות. מחקרים קודמים על הרכב התזונתי של beebread נעשו עם דבורי דבש אירופיים (EHB) 10,15,16. עם זאת, ייתכנו הבדלים בbeebread שנעשה על ידי דבורים של תת-מין שונה גם כאשר הם מאכילים באותו האבקה. EHB וAHB הושוו כי צוללות אלהיש לי pecies בדלים התנהגותיים ופיסיולוגיים שונים שעשויים להיות קשור לעיבוד מזון ומזין רכישה 17. חלק מההבדלים הבולטים ביותר הוא שAHB לאסוף ולצרוך יותר מאשר אבקת EHB ונראה להמיר אותו בקלות רבה יותר לגוזלים 18. יש מושבות AHB שיעורים גבוהים יותר מאשר רץ EHB ולהתחמק כאשר משאבי מזון הפכו מוגבל 19-23. Absconding הוא נדיר בEHB. AHB יש גם קצב חילוף חומרים גבוה יותר מ -24 EHB. הבסיס התזונתי להבדלים ברמה בין המושבה EHB וAHB עשוי להיות קשור לשיעור גביית אבקה וגם לתוכן התזונתי שלה (למשל, חומצות אמינו וחלבונים) אחרי שהוא מומר לbeebread. צריכת Beebread ורכישת חלבון וכתוצאה מכך גם עשויות לשחק תפקיד בהבדלים ברמה בין המושבה EHB וAHB. על פי השיטה, EHB וAHB עשו beebread מאותו מקור האבקה. Beebread לאחר מכן האכיל בחזרה לדבורים של EACתת-מין h ויכול לקבוע אם דבורים לרכוש חלבון מbeebread באופן ייחודי לתת-המין שלהם או למקור של beebread.
שימוש בשיטות שתוארו לעיל, מצאנו כי beebread שנעשה על ידי AHB היה נצרך בכמויות גדולות יותר על ידי שני AHB וEHB. למרות EHB וAHB צרכו כמויות דומות של כל סוג של beebread, היה לי AHB titers חלבון hemolymph גבוה יותר. ממצאים מבוססים על השיטות שלנו היו דומים לדיווחים קודמים שבו רמות חלבון hemolymph בAHB היו גבוהות יותר מאשר בEHB אם כי שניהם האכילו אותו הדיאטות 26. על ידי מדידת הצריכה של גאות וABB שנצרכו בשיעורים שונים על ידי שני EHB וAHB, נקבע כי ריכוז חלבון hemolymph בכל תת-מין לא יכול להיות שהועלה על ידי הגדלת צריכת מזון. נראה שיש רמת ריכוז חלבון hemolymph בעובדים בגיל דבורת אחות וכי הנקודה להגדיר לרמה גבוהה יותר בAHB מ EHB.
ישנם כמה תנאים חשובים להקמת מושבות לייצור beebread שיהיה לייעל את קצב אחסון אבקה. ראשית, שיתוףlonies צריך מסגרות עם להרהר פתוח. בלי להרהר פתוח להאכיל, עובדים לא יגבו הרבה אבקה. שנית, המושבה חייבת להיות ללא מלכה ולכן אין להרהר נוסף מיוצרת. גידול גוזל דורש כמויות גדולות של אבקה, והאבקה עודפת רק מאוחסנת. במושבות הקטנות שהוקמו בEFA, לא יהיה אבקה קטנה לאחסון כbeebread אם אזורי הקינון התרחבו כל כך מושבות צריכים להיות ללא מלכה. לבסוף, לbeebread להתבצע, אבקה יש לאסוף כמו המון corbicular ומאוחסן בתאי מסרק. אם האבקה נאסף במלכודות אבקה, זה חייב להיות בשטח לאבקה דקה לפני הצגתו לדבורים, כדי שתוכל לאסוף אותו כהמון corbicular.
השיטות למדידת צריכת beebread נוצרה איכותית ולא הערכות מוחלטות. הצריכה היחידה שנספרה הייתה כאשר תאים התרוקנו לחלוטין לחם דבורים. הערכה מדויקת יותר מסך צריכת לחם דבורה עשויה להיות מושגת על ידי הסרת br הדבורהEAD מהתאים והופכים אותו לקציצה שיכול להישקל לפני ואחרי תקופת המחקר. עם זאת, אנחנו רוצים לשמור על לחם הדבורה בתאים, כך שהדבורים יכולים להאכיל אותו כפי שהם היו במושבה, ואולי ימשיכו לעבד אותו במהלך תקופת המחקר. ההבדל במשקל של חלקי מסרק לפני ואחרי המחקר לא היה בשימוש כאומדן לצריכה בגלל המשקל אולי עלה כי דבורי הדבש המדולל לשים האכיל אותם בחלק מהתאים.
העובדים גם היו יכולים להוסיף כמה מהדבש המדולל ללחם הדבורים. מסיבות אלה, תאים המכילים כמויות שווה של לחם דבורה לפני ואחרי תקופת ההאכלה נספרו ונוצרו מדידה איכותית. ובכל זאת, יש הבדל בולט בין שני הסוגים של beebread במספר תאי ABB הריקים נספרו לעומת גאות לאחר 11 ימים.
קביעה כאשר אבקה מאוחסנת הופכת beebread יכולה להיות דיfficult כי דבורים להוסיף הרף אבקה לתאים. המושבות המשמשות לייצור beebread הוקמו עם מסגרות של גוזלים פתוחים כל כך דבורים לאסוף אבקה. עם זאת, המושבות היו ללא מלכה כך היו זחלים להאכיל רק כ 9 ימים לאחר המושבה הוקמה. ליתרת תקופת 3 שבועות כאשר מושבות היו בEFA, האבקה שהדבורים שנאספו אוחסנו ומרה לbeebread. שמירה על האבקה מאוחסנת בתאי מסרק ל-11 ימים נוספים כאשר מאכילים אותו לדבורים בכלובים גם אפשר שהמשיכה את הטיפול באבקה לbeebread. המרה של אבקה ללחם דבורה לוקחת בערך 7 ימים 8. Beebread המוזן לEHB וAHB היה pH וריכוז חלבון מופחת בהשוואה לfed האבקה נמוכים יותר. ממצאים דומים של שינויים באבקה לאחר beebread ההמרה דווחו על ידי אחרים 7,10,27. התוצאות שלנו שונות מדיווחים קודמים עם זאת, בכך שהיו הבדלים בריכוזים oחומצות אמינו מסוימות f בין beebread ואבקת פרחים. השינויים בשני ריכוזי חומצת אמינו החלבון ויכולים להיות בגלל הפעילות של אנזימי מפרקי חלבונים, שמקורו יכול להיות הדבורים עצמם או קהילות החיידקים הוקמו בbeebread 7,8,28,29.
השיטות המשמשות למדידת ריכוז חלבון היו דומות לאלה שתוארו קודם לכן כדי לקבוע את ההשפעות של חלבון בתזונה בAfricanized ודבורים אירופיים 26. כשלוחה של השיטות, שהיינו מסוגלים להעריך חלבון מסיס באבקה וbeebread. שיטות אלה שנוצרו על ממצאים דומים לדיווחים קודמים 7,10,27. הממצאים שלנו מספקים ראיות נוספות שAHB ביעילות רבה יותר להטמיע חלבון תזונתי מאשר EHB, ושזה יכול להיות גורם מפתח בדומיננטיות האקולוגיות של AHB ברוב האזורים שבם הוא עלה והפך הוקם 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 |