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.
ミツバチはbeebreadとしてハイブに、彼らが集めた花粉や店舗からの栄養素を得る。私たちは、ミツバチが収集し、特別に構築囲まれた飛行領域にコロニーを置くことによってbeebreadに変換花粉源を制御するための方法を開発しました。方法は、花粉やbeebreadのタンパク質およびアミノ酸組成を分析するために開発された。またbeebreadの消費量を測定した方法が出現した後、4,7及び11日間beebreadを食べた後の大人の労働者蜂の血リンパタンパク質力価を決定するために使用した方法について説明します。方法は、遺伝子型はbeebreadハチが消費率及びそれからタンパク質を取得するための花粉への変換に影響するかどうかを決定するために適用した。二つの亜種(ヨーロッパとAfricanizedミツバチ、それぞれEHBとAHB)は、同じ花粉源を備えた。開発された方法に基づいて、両方の亜製beebread花粉より低いタンパク質濃度およびpH値を有していた。一般に、アミノ酸コンEHBまたはAHBいずれかによって行わbeebreadでcentrationsは同様であったと花粉よりもbeebreadで高いレベルで発生した。 AHBとEHBの両方がEHBによってよりもAHBによってなさbeebreadのかなり多くを消費する。 EHBとAHBはbeebreadの各タイプの同様の量を消費しますが、AHBにおける体液タンパク質濃度は、EHBを上回りました。 AHBとEHB間のタンパク質獲得の違いは、それぞれの亜種が進化の地域に関連した環境適応を反映することがあります。これらの違いが原因ひな飼育とコロニー成長への影響の新世界でAHB集団の成功確立に貢献することができる。
栄養は、ミツバチコロニーの健康と活力でそして集団としての設立に基本的な役割を果たしている。食物から栄養素は、エネルギーとひな飼育、体温調節のために必要な生化学成分、採餌し、免疫応答を提供する。ミツバチコロニーについて、コロニー集団を成長し、自分の健康を維持するために必要な栄養素は蜜や花粉から来る。ネクターは、炭水化物を提供し、花粉は、タンパク質、脂質、ビタミン、ミネラル1と残りの栄養要件を提供しています。
ミツバチの亜種は、このような労働者の長寿、ひな飼育、および社会的な免疫2-6のメカニズムなど栄養的に基づいて、コロニーレベルのパラメータに異なる場合があります。これらの違いは、食品、特に花粉はコロニーによって処理され、個人の中で消化されている方法にリンクされる場合があります。花粉櫛セルに格納され、微生物を介して媒介される乳酸発酵は、化学的に変更される<sup> 7-10。発酵した花粉はbeebreadと呼ばれている。そこに彼らが集める花粉から栄養素を取得し、保存する能力において亜種間の遺伝子型の違いかもしれないし、これは、コロニーの成長と生存に影響を与える可能性があります。食品加工や栄養取得による遺伝子型の効果は同じ食べ物11-14を消費しながら、他のものより栄養素やカロリーを得るために、いくつかの個体を引き起こす他の生物に記載されています。
ここでは、ミツバチの異なる亜種によって作らbeebreadの組成及び消費量を比較するために使用される方法について説明します。働きバチで生じた体液タンパク質力価を測定するための方法もまた記載されている。 beebreadの栄養組成に関するこれまでの研究では、ヨーロッパのミツバチ(EHB)10,15,16を用いて行った。しかし、それらは同じ花粉を餌場合でも、異なる亜種のミツバチによって作らbeebreadに違いがあるかもしれません。これらの潜水艦のでEHBとAHBを比較したpeciesは食品加工や栄養買収17に関連している可能性があり明確な行動や生理的な違いがあります。最も顕著な違いの中には、AHBが収集し、EHBより多くの花粉を消費し、ひな18により容易にそれを変換するように見えるということです。 AHBコロニーはEHBよりも高いスウォーミング率を持っており、食糧資源が限られた19〜23になったときに持ち逃げ。失踪はEHBに稀である。 AHBもEHB 24よりも高い代謝率を持っている。それはbeebreadに変換された後、EHBとAHB間のコロニーレベル差のための栄養基礎花粉回収率にも、その栄養成分( 例えば 、アミノ酸、タンパク質)に関連するかもしれない。 Beebread消費量と得られたタンパク質の取得もEHBとAHB間のコロニーレベル差で役割を果たし得る。開発された方法を用いて、EHBとAHBは、同一の花粉源からbeebreadた。 beebreadその後、EACのミツバチにフィードバックされましたH亜種とミツバチが自分の亜種またはbeebreadのソースに独特の方法で、beebreadからタンパク質を取得するかどうかを判断することができます。
上記の方法を用いて、我々は、AHB製beebreadはAHBとEHB両方でより大量に消費されたことがわかった。 EHBとAHBはbeebreadの各タイプの同様の量を消費しますが、AHBは、より高い血リンパタンパク質力価を有した。 AHBにおける体液タンパク質レベルの両方が、同じ飼料26を与えたにもかかわらずEHBを上回った場合に我々の方法に基づく知見は、以前の報告と同様であった。 EHBとAHBの両方によって異なる速度で消費されたEBBとABBの消費量を測定することは、各亜種における体液のタンパク質濃度は、食物消費を増加させることによって上昇させることができなかったことが判明した。看護師の蜂の時代の労働者と高原の設定ポイントがEHBよりAHBで高くなるよう体液タンパク質濃度のために高原があるようです。
花粉ストレージの速度を最適化するbeebread生産のためのコロニーを確立するためのいくつかの重要な条件がある。まず、共同loniesはオープンひなを持つフレームを必要としています。養うために開いたひながなければ、労働者は非常に花粉を収集することはありません。追加のひなが発生しないので、第二に、コロニーがqueenlessでなければなりません。ひな飼育花粉を大量に必要とし、唯一の過剰花粉が格納される。 EFAに設立された小さなコロニーでは、コロニーがqueenlessする必要がので、ひなエリアが拡大された場合beebreadとして格納されるために少し花粉があるでしょう。最後に、形成されるbeebreadために、花粉corbicular負荷として収集する必要があり、櫛セルに格納される。花粉が花粉トラップ内に回収される場合、それらはcorbicular負荷として、それを収集することができますので、それが蜂に提示する前に微粉末に粉砕しなければならない。
beebreadの消費量を測定する方法ではなく絶対的な推定値より質的に生成。細胞が完全にミツバチのパンを空にしたときにカウントされた唯一の消費でした。総蜂パンの消費のより正確な推定値がハチbrのを除去することによって得られるであろう細胞からのEADと研究期間の前後に重量を測定することができたパテにそれを作る。しかし、我々は、彼らが植民地で、おそらく研究期間中にそれを処理し続けるようにミツバチがそれを餌にすることができるように細胞内の蜂パンを維持したい。ミツバチが一部の細胞でそれらに供給された希釈された蜂蜜を入れているため重量が増加している可能性があるため、調査前と後の櫛部の重量差は、消費量の推定値として使用されませんでした。
労働者も蜂のパンに希釈した蜂蜜のいくつかを追加した可能性があります。これらの理由から、給餌期間の前後蜂パンのほぼ等量を含有する細胞を計数し、定性的な測定値を生成した。それでも、11日後にEBBと比べてカウント空のABB細胞数のbeebreadの2種類の間の顕著な違いがあった。
格納された花粉がbeebreadがディ可能になったときに決定ミツバチが継続的に細胞に花粉を追加するためfficult。ミツバチが花粉を集めたいのでbeebreadを製造するために使用したコロニーを開いたひなの枠で設立された。コロニーが確立された後にのみ約9日間養うために幼虫があったので、しかし、コロニーがqueenlessた。コロニーがEFAにあった3週間の期間の残りの部分では、ミツバチが集めた花粉を貯蔵し、beebreadに変換される。ケージでミツバチに送り、またbeebread花粉の処理を継続している場合があり、追加の11日間櫛細胞において保存された花粉を維持する。蜂のパンへの花粉の転化率は約7日間8かかります。 EHBとAHBに送らbeebreadはより低いpHを有し、花粉給餌に比べてタンパク質濃度を減少させた。変換beebread後の花粉の変化の同様の知見は、他の人7,10,27によって報告されている。濃度Oの違いがあったという点で、我々の結果は、しかし、これまでの報告とは異なっbeebreadと花粉の間にF特定のアミノ酸。両方のタンパク質およびアミノ酸濃度の変化は、タンパク質分解酵素の活性に起因する可能性があり、ソースのは、ミツバチ自身またはbeebread 7,8,28,29に設立された微生物群集可能性があります。
タンパク質濃度を測定するために使用される方法は、以前にAfricanizedおよびヨーロッパミツバチ26上の食事性タンパク質の効果を決定するために記載したものと同様であった。メソッドの拡張として、私たちは花粉とbeebreadに可溶性タンパク質を推定することができました。これらの方法は、以前の報告7,10,27と同様の所見を生成した。今回の知見は、AHBをより効率的にEHBよりも食事タンパク質を同化することを、これはそれが移住して30〜32を確立されているほとんどの地域でのAHBの生態優位性の重要な要因となる可能性があることを追加の証拠を提供する。
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 |