bumble मधुमक्खी पित्ती समृद्ध और मधुमक्खी लार्वा के लिए पराग की रक्षा के भीतर माइक्रोबियल consortia । अगली पीढ़ी sequencing का उपयोग करना, प्रयोगशाला और क्षेत्र के साथ-प्रयोगों पर आधारित, इस पांडुलिपि का वर्णन प्रोटोकॉल की परिकल्पना है कि फंजीसाइड अवशेषों पराग microbiome, और कॉलोनी जनसांख्यिकी बदल परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया, अंततः कॉलोनी के लिए अग्रणी नुकसान.
उत्पादकों अक्सर फंजीसाइड अवशेषों को मधुमक्खियों को उजागर करता है जो रोग के खिलाफ फसलों की रक्षा के लिए खिलने के दौरान फंजीसाइड स्प्रे का उपयोग करें । हालांकि माना जाता है “मधुमक्खी सुरक्षित,” वहां बढ़ते सबूत है कि पराग में फंजीसाइड अवशेषों मधुमक्खी गिरावट के साथ जुड़े रहे है (दोनों शहद और bumble मधुमक्खी प्रजातियों के लिए) । जबकि तंत्र अपेक्षाकृत अज्ञात रहते हैं, शोधकर्ताओं ने अटकलें लगाई है कि मधुमक्खी सूक्ष्म symbioses शामिल हैं । रोगाणुओं संरक्षण और/या पराग, जो लार्वा मधुमक्खियों के लिए पोषण के रूप में कार्य करता है के प्रसंस्करण में एक निर्णायक भूमिका निभाते हैं । माइक्रोबियल समुदाय में फेरबदल करके, यह संभावना है कि कवक इन सूक्ष्म मध्यस्थता सेवाओं को बाधित है, और इस तरह मधुमक्खी स्वास्थ्य समझौता । यह पांडुलिपि अप्रत्यक्ष तंत्र (ओं) जिसके द्वारा कवक कॉलोनी गिरावट पैदा हो सकता है की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल का वर्णन है । पिंजरा प्रयोगों को उजागर मधुमक्खियों फंजीसाइड-इलाज फूल पहले से ही पहले सबूत है कि कवक एक देशी bumble मधुमक्खी (Bombus impatiens) में गहरा कॉलोनी नुकसान का कारण प्रदान की है । कवक के क्षेत्र-प्रासंगिक खुराक, प्रयोगों की एक श्रृंखला का उपयोग फंजीसाइड उजागर पराग के माइक्रोबियल समुदाय की गतिशीलता का एक बेहतर विवरण प्रदान करने के लिए विकसित किया गया है । पराग microbiome के भीतर कवक और बैक्टीरियल assemblages की संरचनात्मक संरचना में बदलाव अगली पीढ़ी के अनुक्रमण और metagenomic विश्लेषण द्वारा जांच कर रहे हैं । प्रयोगों विकसित के साथ साथ कैसे कवक पराग के microbiome-प्रावधानों को प्रभावित एक यंत्रवत समझ प्रदान करने के लिए डिजाइन किया गया है । अंततः, इन निष्कर्षों के माध्यम से जो कवक कॉलोनी गिरावट पैदा हो सकता है अप्रत्यक्ष मार्ग पर प्रकाश डाला जाना चाहिए ।
प्रबंधित और जंगली मधुमक्खी प्रजातियों में व्यापक गिरावट का सामना कर रहे हैं, दोनों प्राकृतिक और कृषि प्रणालियों के लिए प्रमुख निहितार्थ के साथ1। इस समस्या के कारणों को समझने के लिए ठोस प्रयासों के बावजूद, हनी मधुमक्खी गिरावट ड्राइविंग कारकों अभी भी अच्छी तरह से2,3,4समझ में नहीं आ रहे हैं । जंगली, देशी मधुमक्खियों की कुछ प्रजातियों के लिए, स्थिति गंभीर5,6बन गया है । यदि मधुमक्खी की आबादी तब तक कायम नहीं रह सकती जब वे औद्योगिक कृषि के साथ काटना, उनकी आबादी में गिरावट जारी रहेगी, और परागण (दुनिया भर में उत्पादन7के ३५%) की आवश्यकता वाली फसलें कम फसल सहना होंगी ।
जबकि कई संभावित कारकों जैसे कीटनाशक जोखिम, रोग, और पर्यावास हानि1,4,8,9,10 शहद मधुमक्खी गिरावट में फंसाया गया है, अपेक्षाकृत कम देशी मधुमक्खियों का स्वास्थ्य पर इन तनावों के इंटरैक्टिव प्रभाव के बारे में जाना जाता है, भीतर या कृषि प्रणालियों के पास । कई मौजूदा अनुसंधान के प्रयासों को कीटनाशकों पर ध्यान केंद्रित जारी है, (उदा, neonicotinoids11,12), हालांकि पिछले अनुसंधान इंगित करता है कि कवक भी स्मृति गठन बिगड़ने से मधुमक्खी गिरावट में एक भूमिका निभा सकता है, घ्राण रिसेप्शन13, नेस्ट मान्यता14, एंजाइम गतिविधि और चयापचय कार्य15,16,17. विश्व स्तर पर, कवक खिलने के दौरान फूलों की फसलों के लिए लागू किया जाना जारी है । हाल के अध्ययनों से पता चला है कि मधुमक्खियों आमतौर पर हाइव18फंजीसाइड अवशेषों को वापस लाने के लिए, वास्तव में, अध्ययन के एक बड़े अनुपात का परीक्षण किया पित्ती फंजीसाइड अवशेषों निहित19,20दिखाया गया है । आगे काम से पता चला है कि फंजीसाइड अवशेषों हनी मधुमक्खी लार्वा मृत्यु दर21,22,23 की उच्च दर के साथ जुड़ा हुआ है और कालोनियों के भीतर “entombed पराग” की उपस्थिति है, जो हालांकि गैर विषैले, माइक्रोबियल गतिविधि से रहित है और पोषण24समझौता किया है । तथ्य यह है कि कवक लंबे समय पर विचार किया गया है “मधुमक्खी सुरक्षित,” अब सबूत है कि फंजीसाइड अकेले जोखिम एक देशी bumble मधुमक्खी प्रजातियों में गंभीर कॉलोनी घाटा पैदा कर सकता है के बावजूद, Bombus impatiens25।
फंजीसाइड जोखिम और कॉलोनी मृत्यु दर के बीच करणीय स्थापित करने के लिए, इन रसायनों के ढंग ढंग निर्धारित करने की आवश्यकता है । मिट्टी में सबूत के रूप में26, तलछट27, और जलीय वातावरण28, कवक को लक्षित करके, सबसे अधिक होने की संभावना कवक बहुतायत और पराग के भीतर विविधता-प्रावधानों को बदलने, जिससे एक प्रमुख समुदाय बदलाव लागू है कि दृढ़ता से बैक्टीरिया एहसान कर सकते हैं । कवक प्रतियोगियों या विरोधी के बिना, कुछ रोगजनक बैक्टीरिया अपेक्षाकृत अनियंत्रित पैदा कर सकते हैं, पराग प्रावधानों के बिगाड़ने की सुविधा । पिछले अनुसंधान का प्रदर्शन किया है कि सूक्ष्मजीवों, विशेष रूप से खमीर और रेशा कवक, मधुमक्खियों के लिए पोषण symbionts के रूप में सेवा29,30,31, परजीवी और रोगजनकों के खिलाफ की रक्षा३२ ,३३, और पराग भंडार की लंबी अवधि के संरक्षण प्रदान करते हैं । कवक, इसलिए, अप्रत्यक्ष रूप से यह सेवाएं प्रदान करने के लिए और/या अवसरवादी रोगजनकों के लिए संवेदनशीलता को बढ़ाने के द्वारा की जरूरत है कि माइक्रोबियल समुदाय को बाधित करने से अपरिपक्व मधुमक्खियों को नुकसान हो सकता है और12परजीवी । खाद्य उत्पादन पर बढ़ती मांगों के साथ, दुनिया भर में फसलों के खिलने के दौरान कवक के साथ हर साल छिड़काव किया जा रहा है, ऐसे फंजीसाइड प्रेरित प्रभाव की भयावहता को समझने की जरूरत है ।
करने की तारीख, प्राथमिक ज्ञान देशी मधुमक्खी माइक्रोबियल पारिस्थितिकी से संबंधित अंतराल निंनलिखित प्रश्नों के द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है: किस हद तक फंजीसाइड मधुमक्खी पराग प्रावधानों के भीतर माइक्रोबियल समुदाय परिवर्तन करता है? एक बहुत ही बदल माइक्रोबियल समुदाय के साथ खपत पराग के बहाव के प्रभावों क्या हैं? इन पारिस्थितिकी मुनासिब सवालों के साथ ध्यान में रखते हुए, प्रयोगों 1 खुलासा के प्राथमिक लक्ष्यों के साथ विकसित किया गया था) कि फंजीसाइड अवशेषों अकेले एक देशी मधुमक्खी प्रजातियों में गंभीर कॉलोनी गिरावट का कारण बन सकता है; 2) की डिग्री है जो पराग प्रावधानों में माइक्रोबियल समुदायों को कवक द्वारा बदल रहे हैं, और 3) कैसे मधुमक्खी स्वास्थ्य एक गंभीर रूप से बदल माइक्रोबियल समुदाय से प्रभावित है । प्रायोगिक उद्देश्यों के लिए उपर्युक्त प्रश्नों का पता प्रयोगशाला के संयोजन और क्षेत्र आधारित प्रयोगों का उपयोग परिभाषित किया गया । राज्य के-the-कला metagenomic और क्षेत्र अवलोकन के पारंपरिक तरीकों के साथ आणविक तकनीक का प्रयोग, इस शोध के लिए एक साथ मधुमक्खी के स्वास्थ्य पर कवक के संभावित प्रभाव टुकड़ा करना है ।
इस अध्ययन का पहला उद्देश्य है कि फंजीसाइड जोखिम अकेले देशी मधुमक्खी प्रजातियों के बीच महत्वपूर्ण कॉलोनी नुकसान का कारण बन सकता है प्रदर्शित करने के लिए है । एक बड़े क्षेत्र पिंजरों को शामिल अध्ययन के लिए Bombus impatiens, एक सर्वव्यापी, अमेरिका में प्रचुर मात्रा में देशी मधुमक्खी (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3) के कॉलोनी विकास पर फंजीसाइड जोखिम के प्रभाव की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । यह कल्पना की थी कि फंजीसाइड-इलाज पित्ती कम फिटनेस मौजूद है, और गैर उजागर पित्ती की तुलना में असामान्य जनसांख्यिकी । इस प्रयोग से प्राप्त डेटा इस परिकल्पना का समर्थन किया, कि पराग के भीतर फंजीसाइड अवशेषों का प्रदर्शन एक देशी bumble मधुमक्खी प्रजातियों में गहरा कॉलोनी घाटे का एकमात्र कारण25हो सकता है । इस अध्ययन का दूसरा उद्देश्य पराग microbiome के फंजीसाइड एक्सपोजर की प्रतिक्रिया की जाँच करना है. यह कल्पना की है कि पराग के भीतर रोगाणुओं के समुदाय संरचना-कवक को उजागर प्रावधानों अनुपचारित पराग से अलग हो जाएगा । जबकि कवक बहुतायत और विविधता के लिए काफी गिरावट की उंमीद कर रहे हैं, बैक्टीरिया और/या एक प्रमुख कवक प्रजातियों की संभावना अंय प्रतिस्पर्धा कवक के अभाव में अनियंत्रित हो जाना होगा । इन -vivo परीक्षणों की एक श्रृंखला के माध्यम से, माइक्रोबियल समुदाय संरचना में इन पारियों metagenomics का उपयोग कर विश्लेषण किया जाएगा ।
1. bumble मधुमक्खी कॉलोनी पर फंजीसाइड एक्सपोजर के प्रभाव की जांच फील्ड पिंजरे प्रयोगों का उपयोग सफलता एक जई के साथ लगाए मैदान में दस जाल पिंजरों की स्थापना की । प्रत्येक पिंजरे के चारों ओर एक खाई खोदन…
मधुमक्खी के स्वास्थ्य पर कवक के प्रभाव में जांच कीट प्रबंधन रणनीतियों के एक अध्ययन पहलू बनी हुई है । हमारे अध्ययन का उद्देश्य है कि स्पष्ट रूप से संभावित मधुमक्खी गिरावटें ड्राइविंग कारकों को अलग पूर?…
The authors have nothing to disclose.
लेखक (ओं) के साथ तकनीकी सहायता प्रदान करने के लिए प्रवर्धन और अनुक्रमण सुविधाओं और सेवाओं, केटलीन कार्लसन, जेनिफर आदत, जेक ओटो, और अधिकतम हास प्रदान करने के लिए विस्कॉंसिन जैव प्रौद्योगिकी केंद्र डीएनए अनुक्रमण सुविधा के विश्वविद्यालय का धंयवाद आणविक विश्लेषण । यह काम USDA-कृषि अनुसंधान सेवा विनियोजित कोष द्वारा समर्थित (वर्तमान अनुसंधान सूचना प्रणाली #3655-21220-001) था । इसके अतिरिक्त समर्थन राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा प्रदान किया गया (अनुदान सं. देब-१४४२१४८), डो ग्रेट झीलों ऊर्जा अनुसंधान केंद्र (विज्ञान के डो कार्यालय मांक DE-FC02-07ER64494), और USDA राष्ट्रीय खाद्य और कृषि संस्थान (हैच परियोजना १००३२५८) । C.T.H. जैव चिकित्सा विज्ञान में एक बेंच विद्वान और एक अल्फ्रेड Toepfer संकाय साथी, बेंच चैरिटेबल ट्रस्ट और अलेक्जेंडर वॉन पीरु फाउंडेशन, क्रमशः द्वारा समर्थित है ।
Natupol Beehive | Koppert | USRESM1 | 16 hives |
Propiconazole 14.3 | Quali-Ppro | 60207-90-1 | Propiconazole 14.3% |
Abound | Syngenta | 4033540 | Azoxystrobin 22.9% |
Chlorothalonil | Syngenta | 3452 | Fungicide used for trials |
Pollen granules | Bee rescued | B004D5650C | 3X 16oz bottles, pollen for trials |
Bacterial strains for inoculation | Currie Lab | ||
Yeast strains for inoculation | Hittinger lab | ||
Primer pairs | UW Biotech Center | ||
DNA Isolation Kit | Mo Bio | 12830-50 | Commercial DNA isolation kit |
Qubit dsDNA HS Assay Kit | Thermo Fisher | Q32851 | DNA quantification tool |
Select Master Mix for CFX | Thermo Fisher | 4472952 | Used to perform real-time PCR using SYBR GreenER dye. |
Real-Time PCR Detection System | Bio Rad | 1855196 | Instrument used for PCR amplification |
PCR Clean-Up Kit, | Axygen | 10159-696 | Used for efficient removal of unincorporated dNTPs, salts and enzymes |
DNA 1000 Kit | Agilent | 5067-1504 | Used for sizing and analysis of DNA fragments |
MiSeq Sequencer | Illumina | Used for next-generation sequencing | |
Assorted glassware (beaker, flasks, pipettes, test tubes, repietters) | VWR |