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.
Las abejas obtienen nutrientes de polen que recogen y almacenan en la colmena como jalea real. Hemos desarrollado métodos para controlar la fuente de polen que las abejas recolectan y se convierten en jalea real mediante la colocación de colonias en un área cerrada de vuelo especialmente construido. Se desarrollaron métodos para analizar la composición de ácido proteínas y amino del polen y jalea real. También describe cómo se midió el consumo de la jalea real y los métodos utilizados para determinar los trabajadores adultos títulos proteínas hemolinfa de la abeja después de alimentarse de jalea real para 4, 7 y 11 días después de la emergencia. Los métodos se aplican para determinar si el genotipo afecta a la conversión de polen para jalea real y la tasa de que las abejas consumen y adquieren la proteína de ella. Dos subespecies (las abejas europeas y africanizadas; EHB y AHB, respectivamente) fueron proporcionados con la misma fuente de polen. Sobre la base de los métodos desarrollados, jalea real hecha por ambas subespecies tenía concentraciones de proteína más bajos y valores de pH que el polen. En general, los amino con ácidoconcentraciones en jalea real realizadas bien por EHB o AHB fueron similares y se produjeron en los niveles más altos en jalea real que en el polen. Tanto AHB y EHB consumen significativamente más de la jalea real hecha por AHB que por EHB. Aunque EHB y AHB consumieron cantidades similares de cada tipo de jalea real, las concentraciones de proteína hemolinfa en AHB fueron mayores que en EHB. Las diferencias en la adquisición de proteína entre AHB y EHB podrían reflejar adaptaciones ambientales relacionados con la región geográfica en la que se desarrollaron cada subespecie. Estas diferencias podrían contribuir al establecimiento exitoso de las poblaciones AHB en el Nuevo Mundo a causa de los efectos sobre la crianza de la cría y crecimiento de la colonia.
La nutrición juega un papel fundamental en la salud y el vigor de las colonias de abejas de miel y en su establecimiento como poblaciones. Los nutrientes de los alimentos proporcionan la energía y los componentes bioquímicos necesarios para la cría de cría, la termorregulación, forrajeo y la respuesta inmune. Para las colonias de abejas de miel, los nutrientes necesarios para crecer poblaciones de las colonias y mantener su salud provienen de néctar y polen. Néctar proporciona hidratos de carbono y el polen suministra los requerimientos dietéticos restantes tales como proteínas, lípidos, vitaminas y minerales 1.
Subespecies de abejas pueden diferir en los parámetros de nivel de colonia basados nutricionalmente como la longevidad de los trabajadores, la cría de cría, y los mecanismos de inmunidad sociales 6.2. Estas diferencias podrían estar vinculados a la forma de alimentos, en particular el polen es procesada por la colonia y se digirió en los individuos. El polen se almacena en las células de peine y por medio de microbios mediada por la fermentación del ácido láctico se cambia químicamente <sup> 7-10. El polen fermentado se llama jalea real. Puede haber diferencias genotípicas entre subespecies en su capacidad para adquirir los nutrientes del polen que recogen y almacenan y esto podría afectar el crecimiento de colonias y la supervivencia. Efectos genotípicas en la elaboración de alimentos y la adquisición de nutrientes se han documentado en otros organismos causantes de algunos individuos para obtener más nutrientes y calorías que otros, mientras que consume los mismos alimentos 11-14.
Aquí se describen los métodos utilizados para comparar la composición y el consumo de jalea real hecha por diferentes subespecies de abejas de miel. Los métodos para medir las concentraciones de proteína hemolinfa resultantes en las abejas obreras también se describen. Estudios anteriores sobre la composición nutricional de jalea real se realizaron con las abejas europeas (EHB) 10,15,16. Sin embargo, puede haber diferencias en la jalea real elaborado por las abejas de diferentes subespecies, incluso cuando se alimentan de la misma polen. EHB y AHB se compararon porque estos subspecies tienen diferencias fisiológicas y de comportamiento diferentes que podrían estar relacionados con la elaboración de alimentos y nutrientes adquisición 17. Algunas de las diferencias más notables son que AHB recolectar y consumir más polen que EHB y parecen convertir más fácilmente en la cría 18. Colonias AHB tienen mayores tasas de enjambre que EHB y fugan cuando los recursos alimenticios convierten limitada 19-23. La emigración es raro en EHB. AHB también tienen mayores tasas metabólicas que EHB 24. La base nutricional para las diferencias de nivel entre colonia EHB y AHB podría estar relacionado con la tasa de recogida de polen y también a su contenido de nutrientes (por ejemplo, aminoácidos y proteínas) después de que se convierte en jalea real. El consumo de jalea real y la adquisición proteína resultante también podrían desempeñar un papel en las diferencias de nivel de colonia entre EHB y AHB. Utilizando los métodos desarrollados, EHB y AHB hicieron jalea real de la misma fuente de polen. A continuación, la jalea real se alimenta de nuevo a las abejas de each subespecies y podría determinar si las abejas adquieren proteína a partir de jalea real de una manera distintiva a sus subespecies o a la fuente de la jalea real.
Usando los métodos descritos anteriormente, se encontró que la jalea real hecha por AHB se consume en mayores cantidades por tanto AHB y EHB. Aunque EHB y AHB consumieron cantidades similares de cada tipo de jalea real, AHB tenía mayores títulos de proteínas hemolinfa. Los resultados basados en nuestros métodos fueron similares a los anteriores informes donde los niveles de proteína en la hemolinfa AHB fueron mayores que en EHB aunque ambos fueron alimentados con la misma dieta 26. Mediante la medición de consumo de EBB y ABB que se consume en diferentes tasas por tanto EHB y AHB, se determinó que la concentración de proteína en la hemolinfa cada subespecie no podría elevarse mediante el aumento de consumo de alimentos. Parece que hay una meseta de concentración de proteína en la hemolinfa trabajadores de edad abeja enfermera y que el punto de ajuste para la meseta es mayor en AHB de EHB.
Hay varias condiciones importantes para el establecimiento de colonias para la producción de jalea real que optimizarán la tasa de almacenamiento de polen. En primer lugar, la colonies necesitan marcos con cría abierta. Sin cría abierta para alimentar, los trabajadores no acumulen mucho polen. En segundo lugar, la colonia debe ser huérfana de modo que no se produce la cría adicional. Cría de cría requiere grandes cantidades de polen, y sólo exceso de polen se almacena. En las pequeñas colonias establecidas en la EPT, habría poco polen para ser almacenados como jalea real si las áreas de cría se estaban expandiendo así las colonias deben ser huérfana. Por último, para jalea real que se hizo, el polen debe recogerse como cargas corbicular y se almacena en las células de peine. Si el polen se recoge en trampas de polen, debe ser triturada en polvo fino antes de presentarlo a las abejas para que puedan recoger como cargas corbicular.
Los métodos para medir el consumo de jalea real genera cualitativo más que las estimaciones absolutas. El único consumo que se contaba era cuando las células se vacían completamente de pan de abejas. Una estimación más precisa del consumo total de pan de abeja podría ser obtenida mediante la eliminación de la br abejaead de las células y por lo que es en una empanada que podrían pesa antes y después del período de estudio. Sin embargo, hemos querido mantener el pan de abejas en las células para que las abejas podían alimentarse de lo que lo harían en una colonia y quizás continuar con la tramitación que durante el período de estudio. La diferencia de peso de las secciones de peine antes y después del estudio no se utilizó como una estimación del consumo ya que el peso podría haber aumentado porque las abejas ponen la miel diluida alimentado a ellos en algunas células.
Los trabajadores también podrían haber añadido algo de la miel diluida para el pan de abejas. Por estas razones, las células que contienen cantidades aproximadamente iguales de pan de abeja antes y después del período de alimentación se contaron y generaron una medición cualitativa. Sin embargo, hubo una diferencia notable entre los dos tipos de jalea real en el número de células contadas ABB vacíos en comparación con EBB después de 11 días.
Determinar cuándo polen almacenado queda jalea real puede ser difficult porque las abejas agregan continuamente el polen a las células. Las colonias de donde jalea real que producen se establecieron con los marcos de cría abierta para que las abejas podrían recoger el polen. Sin embargo, las colonias eran sin reina, así que había larvas para alimentarse sólo unos 9 días después de que se estableció la colonia. Para el resto del período de 3 semanas cuando las colonias estaban en el EPT, el polen que las abejas recogidos se almacenan y se están convirtiendo en jalea real. Mantener el polen almacenado en las células peine por 11 días en los que alimentan a las abejas en las jaulas también pueden haber continuado la tramitación de polen de jalea real. La conversión de polen para el pan de abejas toma aproximadamente 7 días 8. La jalea real se alimenta a EHB y AHB tenía concentraciones de proteína reducida en comparación con la Fed polen menor pH y. Similares resultados de los cambios en el polen después de jalea real conversión han sido reportados por otros 7,10,27. Nuestros resultados difieren de los anteriores informes, sin embargo, en que no había diferencias en las concentraciones of ciertos aminoácidos entre jalea real y polen. Los cambios en ambas concentraciones de proteínas y aminoácidos podrían ser debido a la actividad de las enzimas proteolíticas, la fuente de la que podría ser los mismos o de las comunidades microbianas establecidos en la jalea real 7,8,28,29 abejas.
Los métodos utilizados para medir la concentración de proteína fueron similares a los descritos anteriormente para determinar los efectos de la proteína de la dieta sobre Africanized y las abejas europeas 26. Como una extensión de los métodos, hemos sido capaces de estimar la proteína soluble en el polen y jalea real. Estos métodos generan resultados similares a los informes anteriores 7,10,27. Nuestros resultados proporcionan evidencia adicional de que AHB asimile de manera más eficiente la proteína dietética que EHB, y que esto podría ser un factor clave en el dominio ecológico de AHB en la mayoría de las regiones donde ha emigrado y establecerse 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 |