Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Vurdering agrokemisk risiko for parrede honningbi dronninger

Published: March 3, 2021 doi: 10.3791/62316
Automatic Translation
1, 2, 2, 2,3,4
1Invasive Species and Pollinator Health Research Unit, USDA-ARS, 2Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, University of Illinois at Urbana-Champaign, 3Neuroscience Program, University of Illinois at Urbana-Champaign, 4Department of Entomology, University of Illinois at Urbana-Champaign

Summary

Denne protokol blev udviklet for at øge forståelsen af, hvordan agrokemikalier påvirker honningbi (Apis mellifera) reproduktion ved at etablere metoder til at udsætte honningbi dronninger og deres arbejdstager viceværter til agrokemikalier i en kontrolleret, laboratorium indstilling og omhyggeligt overvågning af deres relevante svar.

Abstract

De nuværende risikovurderingsstrategier for honningbier er stærkt afhængige af laboratorieundersøgelser udført på voksne eller umodne arbejderbier, men disse metoder kan ikke nøjagtigt registrere virkningerne af agrokemisk eksponering på honningbidronninger. Som den eneste producent af befrugtede æg inde i en honningbikoloni er dronningen uden tvivl det vigtigste enkeltmedlem af en fungerende kolonienhed. Derfor bør det betragtes som et kritisk aspekt af vurderingen af pesticidrisikovurderingen at forstå, hvordan agrokemikalier påvirker dronningens sundhed og produktivitet. Her præsenteres en tilpasset metode til at udsætte honningbidronninger og arbejderedronningspersonale for agrokemiske stressorer, der administreres gennem en arbejdstagerdiæt, efterfulgt af sporing af ægproduktion i laboratoriet og vurdering af første instar eclosion ved hjælp af et specialiseret bur, kaldet et queen monitoring cage. For at illustrere metodens tilsigtede anvendelse beskrives resultaterne af et eksperiment, hvor arbejderedronning ledsagere blev fodret med kost, der indeholder fremlejede doser af imidacloprid og virkninger på dronninger.

Introduction

På grund af den øgede globale efterspørgsel efter landbrugsprodukter kræver moderne landbrugsmetoder ofte brug af agrokemikalier til at kontrollere mange skadedyr, der vides at reducere eller skade høstudbyttet1. Samtidig er producenterne af mange frugt-, grøntsags- og nøddeafgrøder afhængige af bestøvningstjenesterne fra kommercielle honningbikolonier for at sikre rigeligt høstudbytte2. Denne praksis kan resultere i, at bestøvere, herunder honningbier (Apis mellifera), udsættes for skadelige niveauer af pesticidrester3. Samtidig kræver den udbredte tilstedeværelse af parasitære Varroa-destructormideangreb i honningbikolonier ofte biavlere til at behandle deres bistader med miticider, hvilket også kan have negative virkninger på koloniens sundhed og levetid4,5,6. For at reducere og afbøde skadelige virkninger af agrokemiske produkter er det nødvendigt at evaluere deres sikkerhed fuldt ud for honningbier forud for deres gennemførelse, så der kan fremsættes anbefalinger til deres anvendelse for at beskytte gavnlige insekter.

I øjeblikket er Environmental Protection Agency (EPA) afhængig af en differentieret risikovurderingsstrategi for eksponering af honningbi pesticid, som involverer laboratorieundersøgelser på voksne bier og undertiden honningbilarver7. Hvis laboratorieundersøgelser på lavere niveauer ikke mindsker bekymringerne om toksicitet, kan det anbefales at teste højere niveau og semifelttest. Mens disse laboratorieundersøgelser giver værdifuld indsigt i de potentielle virkninger af agrokemikalier på arbejdernes levetid, er de ikke nødvendigvis forudsigende for deres virkninger på dronninger, som adskiller sig væsentligt fra arbejdere biologisk8 og adfærdsmæssigt9. Desuden er der mange potentielle virkninger af agrokemikalier på insekter ud over dødelighed, hvilket kan have betydelige konsekvenser for sociale insekter, der er afhængige af koordineret adfærd for at fungere som en kolonienhed10,11.

Selvom dødelighed er den mest almindeligt betragtede effekt af agrokemiske pesticider12, kan disse produkter have en bred vifte af virkninger på både mål- og ikke-mål leddyr, herunder ændret adfærd13,14,15,16, repellency eller attractancy17,18,19, ændringer i fodringsmønstre20,21,22 og forhøjet eller nedsat fecundity20,21,22,23,24,25. For sociale insekter kan disse virkninger systemisk forstyrre koloniinteraktioner og funktioner11. Af disse funktioner kan reproduktion, som er stærkt afhængig af en enkelt æglægningsdronning støttet af resten af kolonienheden9, være særligt sårbar over for forstyrrelser på grund af pesticideksponering.

Undersøgelser udført på umodne dronninger har vist, at udviklingsmæssig eksponering for miticider kan påvirke voksen dronning adfærd, fysiologi, overlevelse26,27. Tilsvarende har undersøgelser, der anvender kolonier i fuld eller reduceret størrelse , vist , at agrokemikalier kan påvirke voksne honningbidronninger ved at reducere parringssucces28, faldende oviposition29og reducere levedygtigheden af de producerede æg25,30,31. Disse fænomener har tidligere været vanskelige at observere uden brug af hele kolonier, hovedsagelig på grund af mangel på tilgængelige laboratoriemetoder. Men en metode til at studere dronning oviposition under stramt kontrollerede laboratorieforhold ved hjælp af Queen Monitoring Cages (QMC)32 er for nylig blevet tilpasset til at undersøge virkningerne af agrokemikalier på dronning fecundity33. Her er disse teknikker beskrevet i detaljer sammen med yderligere metoder til at måle og spore arbejdstager kost forbrug i QPC'er.

Disse metoder er mere fordelagtige end eksperimenter, der kræver kolonier i fuld størrelse, fordi de giver mulighed for administration af præcise doser af agrokemikalier til et stærkt reduceret antal arbejdere i forhold til de titusinder, der typisk er til stede inde i en koloni34, som derefter giver dronningen. Denne eksponeringsteknik afspejler den brugte eksponering, som dronninger ville opleve i virkelige scenarier, fordi dronninger i en koloni ikke fodrer sig selv og stoler på, at arbejderne giver dem kost9. Tilsvarende forlader dronninger generelt ikke bikuben undtagen under koloni reproduktion (swarming) til parring flyvninger35. Parret honningbi dronninger kan købes fra kommercielle dronning opdrættere og sendes natten over. Typisk sælger dronningeopdrættere dronninger direkte efter at have bekræftet, at de er begyndt at lægge æg, hvilket er taget som en indikation af vellykket parring. Hvis der er behov for mere præcise oplysninger om dronningealderen eller relatedness, kan forskerne rådføre sig med dronningeopdrætteren, før de afgiver en ordre.

QPC'er giver mulighed for præcis observation og kvantificering af honningbi dronning oviposition og æg udklækning satser32,33, giver værdifulde data relateret til virkningerne af agrokemisk eksponering på dronning fecundity. De repræsentative resultater, der præsenteres her, beskriver et eksperiment, der kvantificerer oviposition, kostforbrug og embryons levedygtighed i QPC'er under kronisk eksponering for feltrelevante koncentrationer af det systemiske neurotoksiske neonicotinoide pesticid imidacloprid36. Når det er anvendt, translokerer imidacloprid til plantevæv37, og rester er blevet påvist pollen og nektar af mange bibestøvede planter38,39,40. Eksponering for imidacloprid kan have en bred vifte af skadelige virkninger på honningbier , herunder nedsat fourageringsevne16, nedsat immunfunktion41og nedsat koloniudvidelse ogoverlevelseshastighed 42,43. Her blev imidacloprid udvalgt til brug som teststof, fordi feltforsøg har vist, at det kan påvirke honningbidronningen29

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. QMC-samling

  1. QPC'er fra dele (Figur 1A) med en enkelt æglægningsplade (ELP) indsat som vist i figur 1B. Tilsættes ikke feederrør, før arbejderne er blevet tilsat til buret. Dæk midlertidigt de 4 feeder huller med laboratoriekvalitetstape.
  2. Indsæt dronningens ekskluder og fodringskammerdøren over fodringskammeret for at forhindre dronningen i at komme ind i fodringskammeret og kontakte den behandlede kost. Se Fine et al.32 for yderligere monteringsoplysninger.
  3. Der opsamles vokskammerammer, der indeholder den afskallede arbejderyngel fra honningbikolonier 24 timer før voksen ekslosion, og læg dem i en inkubator (34,5 °C) i en brødkasse. 24 timer senere skal du børste de eclosede bier af rammerne og ind i en åben beholder, der er foret med en insektbarrieremaling (f.eks. Fluon) for at forhindre bierne i at kravle ud.
  4. Der tilsættes mindst 50 bier efter vægt (5 g ≈ 50 bier44,45) til æglæggende kammer i hvert QMC. For at sikre, at en forskelligartet genetisk pulje af arbejdstagere er repræsenteret i eksperimentet, opnå et omtrent lige antal arbejderbier fra mindst tre kolonier og blande dem, før de tilføjes til QPC'erne.
    BEMÆRK: Nyligt lukkede arbejderbier, der er mindre end 1 dag gamle, kan ikke flyve eller stikke på grund af deres underudviklede flyvemuskler og uforhærdede neglebånd. Hvis de tilføjes i denne alder, er der ingen grund til at bedøve dem før håndtering. De kan vejes ved forsigtigt at skovle bier fra beholderen ved hjælp af en lille 1/4 kop volumen målebæger og placere dem i en anden beholder (foret med insekt barriere maling f.eks Fluon), der er blevet tjæret på en skala. Arealet af de rammer, der er omfattet af udjævnet brød, bør være nogenlunde lige for at sikre, at kildekolonier er ligeligt repræsenteret i QMC-arbejdstagerpopulationerne. Homogenisering af arbejderbier kan opnås ved at børste nyligt lukkede bier fra rammer taget fra alle kolonier i samme beholder og give dem mulighed for at blande i 5 minutter, før de tilføjes til QPC'er.
  5. Tilsæt fødefodere, der indeholder saccharoseopløsning, vand og pollentilskud (se afsnit 2).
  6. Udsæt de enkelte parrede dronninger for CO2-gas for at stimulere æglægning46 og lette overførslen til QMC.
    1. Brug dronninger købt fra en kommerciel opdrætter inden for 48 timer efter modtagelsen. Mens dronningen stadig er inde i forsendelsesburet, skal du placere den i en klar plastikpose. Placer den ene ende af et plastikrør, der er tilsluttet en CO2-gasbeholder inde i posen, og åbn forsigtigt beholderventilen, så CO2-gassen kan flyde.
    2. Når posen er oppustet med gas, skal du samtidig lukke beholderventilen og holde posen lukket for at fange gassen inde. Hold posen lukket i 30 s eller indtil dronningen er holdt op med at bevæge sig. Fjern dronningen og åbn forsendelsesburet, når hun observeres at være bevidstløs.
  7. Åbn delvist døren til æglæggekammeret, læg forsigtigt den bevidstløse dronning inde og luk låget, pas på ikke at knuse dronningen eller arbejderne inde. Tilsæt den anden æglægningsplade til hver QMC som vist i figur 1C. Placer et stykke laboratorietape over toppen af de to ELP'er for at forhindre dem i at adskille sig fra QMC-rammen og forhindre arbejdere i at forlade buret.
  8. Burene placeres i en mørk inkubator med stabile miljøforhold på 34 ± 0,5 °C og 60 % ± 10 % relativ luftfugtighed, som forholdene inde i en normal koloni.

Figure 1
Figur 1. A: Demonteret QMC. B: Delvist samlet QMC med 1 ELP indsat. C: Fuldt samlet QMC med 2 ELP'er. Klik her for at se en større version af dette tal.

2. Forberedelse og administration af kost snøret med agrokemikalier

  1. For at forberede 1000 g 50% (g) saccharoseopløsning skal du placere en omrørstang i bunden af en ren 1 L glasreagensflaske. Tilsæt 500 g saccharose og 500 mL deioniseret vand. Skru låget af flasken af, og brug en opvarmet omrøringsplade, der er indstillet til lav varme, til at blande opløsningen, indtil al saccharose er opløst. Lad opløsningen køle af til stuetemperatur, før du tilføjer de agrokemiske lagerløsninger.
  2. Forbered lageropløsningerne af agrokemikalier i et passende opløsningsmiddel, såsom acetone, i en koncentration, der kan tilsættes til kosten for at opnå den ønskede endelige koncentration af den agrokemiske interesse.
    BEMÆRK: Ved anvendelse af acetone som et middel solvent, Organisationen for Økonomisk Samarbejde og Udvikling (OECD) retningslinjer for, at den endelige koncentration af acetone i kosten skal være ≤ 5% for kronisk oral toksicitet test på voksne honningbier47. Nogle opløsningsmidler såsom n-methyl-2-pyrrolidone5,31 og dimethylsulfoxid25 kan dog udøve toksiske virkninger under denne koncentration, så det anbefales at holde koncentrationerne af opløsningsmidler så lave som muligt i behandlingsdiæt. Afhængigt af mængden og typen af anvendte opløsningsmiddel kan det være nødvendigt at medtage både en opløsningsmiddelkontrolgruppe og en negativ kontrolgruppe for at sikre, at potentielle virkninger som følge af opløsningsmiddeltoksicitet opdages. Ved anvendelse af formulerede produkter skal mængden af det anvendte produkt justeres på grundlag af den koncentration, der er til stede i formuleringen. Afhængigt af stabiliteten af den agrokemiske interesse i opløsningsmidlet kan lageropløsninger opbevares i op til 2 uger ved -20 °C.
  3. Vælg sublethaldoser baseret på resultaterne af OECD-test nr. 245: Honningbi (Apis mellifera L.),Kronisk oral toksicitetstest (10-dages fodring)47, og identificer den relevante litteratur ved at forespørge på Ecotox-vidensbasen48.
  4. Administrere agrokemiske behandlinger i en saccharoseopløsning, et kommercielt pollentilskud (hvis det er tilgængeligt som pulver) eller begge dele. Forbered den eksperimentelle kost til brug samme dag ved at tilføje en passende mængde lageropløsning til kølet / stuetemperatur 50% saccharoseopløsning (w / w). Bland grundigt ved hvirvlen eller med en omrøring bar indstillet til medium hastighed. For pollentilskud tilsættes den agrokemiske snørede saccharoseopløsning til pulveriseret supplement i stedet for siruppen i henhold til producentens protokoller, og sørg for at justere mængden af lageropløsning, der anvendes i henhold til pollendiætens endelige vægt. Se tabel 1 for eksempel beregninger.
  5. Tilbered foderrørene fra 2 mL mikrocentrifugrør.
    1. For flydende kostfodere opvarmes spidsen af en 20-gauge nål på en kogeplade / komfur og punkterer bunden af røret to gange. Luk rørlåget og pipetten ca. 1,5 mL saccharoseopløsning eller vand gennem et af punkteringshullerne. Sæt røret ned med den punkterede side op, indtil det er tilføjet til QMC.
    2. For pollentilskud feeders, bruge et barberblad til at skære bunden af røret. Luk låget og et skub en 1-2 g kugle af pollentilskud ind i røret, indtil det rører låget.
  6. Registrer feedervægtene, før de placeres i QPC'erne. Opbevar ikke ubrugt kost ved 4 °C i over 48 timer.
Ønsket koncentration Ønsket koncentration af opløsningsmiddelkøretøjer Ønsket slutvolumen/masse af saccharoseopløsning Voume af lagerløsning Imidacloprid på lager løsning Foreslået lagerløsning opskrift
Saccharoseopløsning 10 ppb (w/w) 0,05% (v/v) 81,45 mL/100 g* 40,7 μL 0,001 mg/40,7 μL 0,02 mg/814 μL
Pollentilskud 10 ppb (w/w) 10 g** 4.07 μL 0,0001 mg/4,07 μL 0,02 mg/814 μL
Saccharoseopløsning 50 ppb (w/w) 0,05% (v/v) 78,5 mL/100 g* 40,7 μL 0,005 mg/40,7 μL 0,1 mg/814 μL
Pollentilskud 50 ppb (w/w) 10 g** 4.07 μL 0,0005 mg/4,07 μL 0,1 mg/814 μL

Tabel 1: Eksempel opskrifter på behandlet saccharoseopløsning, pollentilskud og lageropløsning. *Volumen baseret på tætheden af 50% (w/w) saccharoseopløsning (1,228 g/mL). ** Tætheden af pollentilskud vil variere afhængigt af, hvilket produkt der anvendes, men hvis dette opløsningsmiddel volumen anvendes, den endelige opløsningsmiddel koncentration i pollen supplement vil være inden for det ønskede interval på ≤ 5% af volumen.

3. Overvågning - Ægproduktionsfrekvens

  1. Kvantificer æglægningen 1 til 2 gange om dagen om morgenen og/eller aftenen. Begynd med at fjerne QLC'er fra inkubatoren for at kontrollere for æg.
    BEMÆRK: I et vellykket eksperiment vil ægproduktionen begynde i de fleste af kontrol-QPC'erne inden for 3 dage efter den første burmontering. Tag kun så mange QPC'er ud af inkubatoren på én gang, der kan kontrolleres og fodres inden for 10 minutter. Længere perioder uden for inkubatoren kan forstyrre ægproduktionen.
  2. Undersøg bagsiden af de klare ELP'er til æg. Hvis der er æg til stede, skal du fjerne dørpanelet foran pladen af interesse. Fjern båndet fra den anden side af ELP'erne, og skub forsigtigt dørpanelet mellem ELP og bierne inde i QMC, og pas på ikke at knuse bier, der måtte rense cellerne i ELP'erne.
  3. Med dørpanelet på plads skal du fjerne ELP og tælle og registrere antallet af æg inde i ELP-cellerne. Fjern æggene ved at trykke på kanten af ELP, åben celle-side ned, på en hård overflade (såsom læben af en affaldsbeholder). Når æggene falder ud, skal du udskifte den tomme ELP i QMC. Fjern og udskift forsigtigt dørpanelet bag ELP'en på ydersiden af QMC' en. Gentag efter behov med den anden ELP og udskift båndet på tværs af QMC, når det er færdigt.
    BEMÆRK: Ægproduktionen falder generelt, og dødeligheden stiger i QPC'er efter 2 uger32,33, derfor anbefales det at afslutte eksperimenter efter 14 dage.

4. Overvågning - Fødevareforbrug

  1. Udskift al den mad, der er tilbage i QMC-feedere, med frisklavet kost hver anden dag. Forbered nye feederrør (herunder vand) og afvej dem, før du fjerner QPC'er fra inkubatoren til overvågning. Swap alle gamle rør med nye og veje gamle rør, før bortskaffelse af ubesvarede kost. Sammenlign den endelige vægt af feederrøret og ubesvaret kost med vægten af det samme feederrør, før du placerer det i QMC for at estimere kostforbruget.
  2. Mellem dage, hvor foderautomater er planlagt til at blive udskiftet, skal du kontrollere kostforbruget en gang om dagen (samtidig med at QPC'er overvåges for ægproduktion) for at sikre, at foderautomater aldrig er tomme. Hvis et feederrør er tomt eller nær tomt, skal du fjerne det, genopfylde det, registrere rørets vægt før og efter og tilføje forskellen til det samlede 2-dages diætforbrug for QMC.

5. Overvågning - Embryo levedygtighed

  1. På et udvalgt tidspunkt under et QMC-eksperiment skal du fjerne ELP'er, der indeholder frisklagte æg fra QMC i henhold til trin 3, men fjern ikke æg fra ELP.
  2. Dæk ELP med et universelt mikropladelåg og læg det inde i en udtørrer med en mættet K2SO4 opløsning (150 g K2SO4 i 1 L vand, opbevaret i en lav skål).
    BEMÆRK: Noget salt skal være synligt i bunden af fadet, når blandingen kommer til temperatur i inkubatoren.
  3. Hold udtørreren i en inkubator indstillet til 34,5 °C, hvilket resulterer i en relativ luftfugtighed på 95% inde i udtørreren, svarende til de betingelser, der anvendes af Collins49.
    BEMÆRK: Næsten alle æg vil klække inden for 72 ± 6 timer efter, hvornår de blev lagt49, og derfor kan udklækningsrater vurderes allerede 78 timer efter, at ELP'erne blev fjernet fra QMC. En "C" form larve i bunden af cellen er tegn på en vellykket udklækning begivenhed. En vis variation i denne timing er mulig, hvis æggene for eksempel er droner og ikke arbejdere50.

6. Stikprøver af arbejdstagere

  1. Hvis QPC'erne er befolket med overskydende arbejdere, udtages der prøver af arbejderbierne på et udvalgt tidspunkt under forsøget til vurdering af behandlingsfremkaldte ændringer i deres fysiologi. Udfør samlingerne i forbindelse med daglige fodrings- og ægtællingsaktiviteter for at minimere den tid, som QPC'erne er uden for inkubatoren.
  2. Før prøveudtagning skal du placere et dørpanel mellem en ELP og det indre af QMC og fjerne ELP. Løft forsigtigt dørpanelet ca. 0,5 cm fra bunden af buret, og fjern en arbejderbi inde fra QMC ved hjælp af fjervægts pincet. For at forhindre bier i at slippe ud, skal dele af åbningen på 0,5 cm dækkes med en behandsket finger eller et stykke bomuld efter behov.
  3. Bevar den indsamlede bi til opfølgningsanalyse, og gentag denne proces, indtil det ønskede antal prøver er indsamlet. Til analyse af genekspression anbefales det kraftigtatsnap fryse bier i flydende nitrogen og umiddelbar opbevaring ved -80 °C.

7. Dødelighed blandt arbejdstagere

  1. Vurdere arbejdsdødeligheden under forsøget ved at tælle antallet af døde bier i bunden af fødekammeret og æglæggekammeret. Udfør denne vurdering i forbindelse med daglig kvantificering af æglægning.
  2. Brug sammenkrøpper, fjern forsigtigt de døde bier gennem feederhullerne og dækker hullet med en behandsket finger eller et stykke bomuld, mens sammenkrøpperne ikke indsættes.
  3. Fjern de døde bier fra æglæggekammeret ved forsigtigt at løfte dørpanelet ca. 0,5 cm fra bunden af buret og indsætte sammentrækninger. For at forhindre bier i at slippe ud, skal dele af åbningen på 0,5 cm dækkes med en behandsket finger eller et stykke bomuld efter behov.
  4. Vurder arbejderdødeligheden ved forsøgets afslutning ved at fjerne og tælle alle de døde bier fra QPC'erne ved hjælp af de tidligere beskrevne metoder, før de resterende bier aflives.
    BEMÆRK: I mangel af arbejderbier vil dronninger ikke producere æg og vil sulte inden for 24 timer. Derfor, hvis alle arbejdere i en QMC observeres at være døde, bør QMC fjernes fra eksperimentet. Ligeledes, hvis en dronning dør under eksperimentet, bør QMC fjernes, og dataene skal censureres korrekt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Produktionen af æg blev overvåget i QMCs samlet og vedligeholdt som beskrevet ovenfor med en gang daglige observationer af ægproduktion og 15 bure pr. behandlingsgruppe. Nyligt parret dronninger af primært Carniolan lager blev købt og afsendt natten fra en dronning opdrætter, og honningbi arbejdstagere blev opnået fra 3 kolonier vedligeholdes i henhold til standard kommercielle metoder på The Bee Research Facility på University of Illinois Urbana-Champaign. Her blev der anvendt 4 diætbehandlingsgrupper: 1) 50 ppb (g/g) imidacloprid i saccharoseopløsning og pollentilskud (50 ppb - p+s), 2) 10 ppb imidacloprid i saccharoseopløsning og pollentilskud (10 ppb - p+s), 3) 10 ppb imidacloprid i pollentilskud alene (10 ppb - p) og 4) en kontrolgruppe givet kost, der indeholder en tilsvarende mængde acetone som behandlingsgrupperne (CTRL).

Behandlingsrelaterede ændringer i daglige ægtællinger blev evalueret som beskrevet i fine et al.32 med mindre modifikationer. Kort sagt blev en Poisson-log-lineær GEE med en autoregressiv (AR-1) korrelationsmatrixstruktur implementeret for at vurdere behandlingsrelaterede ændringer i ægproduktionen over tid. Her blev tid (dag) behandlet som en kontinuerlig variabel, og behandlingen var kategorisk. Wald chi-square post hoc tests blev brugt til at bestemme betydningen. Da der ikke blev observeret æglægning på eksperimentets dag 1, blev denne dag udelukket fra analysen for at være i overensstemmelse med GEE's antagelser. Resultaterne af denne analyse vises i tabel S1. Den daglige ægproduktion var betydeligt lavere i QIC'erne i behandlingsgruppen 50 ppb p+s (χ2=43,99, p<0,001; Figur 2A.

Forskelle i det samlede antal æg, der produceres i QPC'er ved behandling, blev analyseret ved hjælp af en envejs ANOVA- og Tukey HSD-post hoc-test (figur 3). Til denne analyse blev enhver QMC fjernet fra eksperimentet inden udgangen af den 14-dages overvågningsperiode på grund af dronning eller arbejdstagerdød udelukket, hvilket resulterede i N = 13 hver for CTRL og 50 ppb - p + s grupper, N = 14 for 10 ppb - p og N = 15 for 10 ppb - p + s. Der blev observeret en dosisafhængig effekt for behandlinger, der blev administreret i både saccharose og pollen, med den største reduktion i ægproduktionen i forhold til kontrol observeret i 50 ppb - p + s efterfulgt af 10 ppb - p + s. Der blev ikke observeret nogen forskel i det samlede antal producerede æg mellem CTRL og 10 ppb - p (F3,52=17,95, p<0.001, Tukey HSD).

Forbruget af pollentilskud og vand blev registreret hver 48. time i 10 dage, og forbruget af saccharoseopløsning blev registreret hver 48. time i 12 dage. Ændringer i kostforbrugsraterne blev evalueret ved hjælp af gaussiske distribuerede GEE'er med de samme parametre som beskrevet ovenfor (Figur 2B-D). Resultaterne opsummeres i tabel S1. Kort sagt steg det daglige forbrug af saccharose betydeligt som forsøget skred frem (χ2=6,03, p=0,014), men forbruget af pollentilskud faldt (χ2=174,98, p<0,001). Der blev observeret betydeligt højere pollenforbrug, når der blev givet imidacloprid ved 10 ppb i pollentilskud alene(χ 2=21,44, p<0,001) og faldt betydeligt, da det blev administreret ved enten 10 eller 50 ppb i pollentilskud og saccharoseopløsning sammen (10 ppb - p+s: χ2=6,59, p=0,010; 50 ppb - p+s: χ2=14,47, p=0,0001).

Æg blev indsamlet fra QPC'er på eksperimentets dag 7, og ændringer i antallet af ægudklækning med succes efter moderens eksponering for agrokemiske behandlinger blev vurderet ved hjælp af en generaliseret lineær blandet model (GMLR) med en binomial distribution og QMC-identitet behandlet som en tilfældig effekt. Moderens eksponering for imidacloprid, der administreres ved 10 ppb i pollen alene eller i pollen- og saccharoseopløsning, påvirkede ikke ægudklækningsrater (10 ppb - p+s: Z=-0,139, p=0,290; 10 ppb - p: Z=0,182, p=0,856). Udklækningsrater kunne ikke vurderes for æg, der blev lagt af dronninger i QIC'er, der var stillet til rådighed med 50 ppb imidacloprid snøret kost på grund af lave ægproduktion i denne behandlingsgruppe.

Til dette arbejde blev al statistisk analyse udført i R Studio 1.2.5003 (Boston, MA, USA). Tallene blev udarbejdet ved hjælp af JMP Pro 15 og Photoshop CC 2019 (Adobe Inc., San Jose, CA). Data er tilgængelige i supplerende fil S1.

Figure 2
Figur 2. A: Gennemsnitlig ± SE æg om dagen i QPC'er. B: Gennemsnitlig ± SE pollentilskud, C: saccharoseopløsning, D: og vand (g) indtaget i 48-timers perioder i QPC'er. Betydningen af behandlinger (angivet med "*") bestemt af GEE og Wald chi-square post hoc-test. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Gennemsnitlig ± SE-sum æg, der er lagt ved behandling under forsøg. Betydning (angivet med bogstaver) bestemt af ANOVA og Tukey HSD post hoc test. Klik her for at se en større version af dette tal.

Tabel S1:Resultater af GEEs analysere ændringer i æglægning satser og kost forbrug i QPC'er over tid. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende fil S1: Klik her for at downloade denne supplerende fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Fecundity af kvindelige ensomme insekter samt dronninger i eusociale insektkolonier kan påvirkes af abiotiske stressorer som agrokemikalier25,28,29,30,33. Hos honningbier kan virkningerne af agrokemikalier på dronninger være indirekte, da de kan forekomme gennem ændringer i deres pleje og fodring af arbejderbier. Vores repræsentative resultater, som svarer til dem, der er rapporteret i en feltbaseret undersøgelse29, viser, at agrokemikaliernes indvirkning på dronningeydelsen kan måles effektivt i et laboratoriemiljø ved hjælp af QPC'er, hvilket genererer sammenlignelige resultater med feltbaserede tilgange. Desuden kaster disse resultater lys over imidacloprids indflydelse på forbruget af arbejdsdiæt og på ægs levedygtighed.

Imidacloprid havde klare negative virkninger på ægproduktionen, da det blev administreret i saccharoseopløsning og pollentilskud sammen. Dette svarer til resultater rapporteret ved hjælp af observation nældefeber klargjort med imidacloprid snøret sirup og lov til at foder frit29. Her blev der dog observeret et dosisafhængigt respons, med den mest udtalte effekt, der ses i QPC'er, der blev stillet til rådighed med 50 ppb imidacloprid i forhold til den lavere koncentration. I modsætning til hvad der blev rapporteret for feltkolonier, oplevede denne gruppe et næsten ophør af ægproduktionen. Det skal bemærkes, at alle koncentrationer, herunder 50 ppb, der anvendes i dette arbejde, er højere end pollen- og nektarrester, der typisk observeres, når imidacloprid påføres som frøbehandling, og er mere repræsentative for restkoncentrationer, der findes efter jordanvendelser40. Eksempler på relevante planter omfatter cucurbits og prydplanter fundet i bylandskaber29, og derfor skal disse resultater fortolkes i denne sammenhæng. Derudover tyder de forskelle, der observeres mellem disse resultater og dem, der genereres ved hjælp af feltkolonier, hvor resultaterne ikke var så udtalte, selv i de højeste behandlingsgrupper, at QPC'er ligesom andre laboratoriebaserede analyser kan være mere følsomme end at bruge kolonier i fuld størrelse52, hvilket bør overvejes ved fortolkning af dataene.

Tidligere rapporteret arbejde med at undersøge oviposition med eksponering for insektvækstregulatorer (IGR) i QPC'er fandt ikke, at IGR forårsager reduktioner i dronningæglægningshastigheder33, hvilket viser, at afbrydelse af ægproduktionen ikke er en ensartet stressrespons. Selv om feltniveauvurderinger ved hjælp af kolonier i fuld størrelse kan give et mere holistisk billede af agrokemikaliernes indvirkning på koloniens sundhed, tyder disse resultater på, at QPC'er har potentiale til at blive brugt som et værktøj til at identificere kemikalier som imidacloprid, der kan påvirke honningbidronningens oviposition. Når de anvendes i forbindelse med en bred risikovurderingsstrategi, der tegner sig for brugsmønstre, eksponeringsmønstre og virkninger på andre målinger af honningbisundhed, kan ægproduktionsdata genereret af QPC'er give en mere omfattende forståelse af de potentielle virkninger af en agrokemisk på honningbikolonier.

Ud over at generere kvantitative ovipositionsdata kan QLC'er bruges til at vurdere mønstre i arbejdstagerdiætforbruget og ændringer i fysiologien. Her blev det påvist, at 10 ppb imidacloprid i pollen kost alene stimulerer pollen supplement forbrug hos arbejdstagere i overværelse af en parret dronning. Denne effekt blev ikke observeret i andre diætbehandlinger, når QLC'er blev stillet til rådighed med imidacloprid i både pollentilskud og saccharoseopløsning, selv i samme koncentration. Det skal bemærkes, at der kan opnås mere præcise skøn over forbrugsraten ved at spore dødeligheden og justere målinger af kostforbrug baseret på det nøjagtige antal bier, der er tilbage i QPC'erne, men hvis dødeligheden konsekvent er lav på tværs af behandlinger, kan der foretages nogle sammenligninger. Forskellen mellem behandlinger i forbruget af pollen kost, der indeholder den samme koncentration af imidacloprid kan være relateret til forskellen i den højere samlede dosis gives til bier, når imidacloprid er til stede i både saccharose og pollen supplement i forhold til når det er til stede i pollen supplement alene.

Ved lave niveauer er der tegn på, at honningbier foretrækker fødekilder, der indeholder neonicotinoid pesticider18, og de er blevet rapporteret at udvise en lignende præference for blomsterressourcer, der indeholder nikotin53. Det er blevet foreslået, at disse præferencer kan skyldes de neuro-stimulerende egenskaber af nikotin og neonicotinoider, som aktiverer nicotiniske acetylcholinesterase receptorer54 udtrykt i dele af honningbihjernen, der er involveret i læring og hukommelse55. I edderkoppemider stimulerer imidacloprid kostforbrug, hvilket resulterer i øget oviposition og fecundity22. Her, imidacloprid-relaterede stigninger i pollen supplement forbrug var ikke relateret til stigninger i oviposition, og virkningerne af imidacloprid på arbejdstager fysiologi i dette arbejde er endnu ikke undersøgt. Men at forstå, hvor meget af en agrokemisk snøret kostbier inde i en koloni sandsynligvis vil forbruge, især arbejdere, der kræver mere pollen i deres kost for aktivt at give en æglæggende dronning56, kan hjælpe med at informere risikoen for en agrokemisk til forskellige aspekter af koloniens ydeevne.

Imidacloprid forårsagede ingen målbare ændringer i embryons levedygtighed, målt ved rugehastigheder i æg indsamlet fra QIC'er, der var klargjort med 10 ppb imidacloprid i pollentilskud alene eller i både pollentilskud og saccharoseopløsning. Dette adskiller sig fra de fald i ægudklækningshastigheder, der rapporteres efter IGR-eksponering i QPC'er33, hvilket igen viser, at QPC'er kan bruges til at undersøge specifikke og forskelligartede aspekter af dronning fecundity. Imidacloprid er meget vandopløselig og metaboliseres og udskilles sandsynligvis af bier anderledes end mere fedtopløselige agrokemikalier som IGR57, som kan transovarially elimineres58,59,60,61 til en vis grad, hvilket resulterer i virkninger på embryoudviklingen. Alternativt kan imidacloprid, som er et neurotoksin36, ikke påvirke udviklingen af embryoner på samme måde som IGR'er, der er rettet mod veje forbundet med insektudvikling62.

Et spørgsmål, der almindeligvis stilles af forskere, der søger at forstå virkningerne af agrokemikalier på honningbigengivelse, er, om voksne dronninger, der er afhængige af arbejdere til at give hende kirtelsekretioner som mad9,63, er direkte udsat for agrokemiske rester. Dette blev ikke undersøgt og er ikke repræsenteret i de resultater, der er rapporteret her. Imidlertid reduceres agrokemiske restkoncentrationer i arbejds kirtelsekretioner typisk stærkt i forhold til, hvad arbejdere leveres med i kontrollerede kolonifodringsscenarier64. Tilsvarende, når kolonier i fuld størrelse blev udsat for koncentrationer af imidacloprid, der resulterede i nedsat fårposition, blev der ikke fundet rester i dronning29, hvilket tyder på, at de ændringer i ovipositionsrater, der blev observeret i det refererede arbejde, skyldtes direkte eksponering for spormængder, der let blev udskilt, eller at de observerede virkninger på dronninger skyldtes virkningerne af imidacloprid på de arbejdere, der var ansvarlige for at passe og klargøre dronningen. Den metode, der præsenteres her, giver mulighed for prøveudtagning af arbejderbier, der vides at have indtaget den behandlede kost fra voksen ekslosion til prøveudtagningstidspunktet. Opfølgende arbejde, der undersøger virkningerne af imidacloprid på fysiologien hos de arbejderbier, der udtages prøver af det beskrevne eksperiment, vil bidrage til at belyse dette spørgsmål.

Sammenfattende vil de metoder, der præsenteres her, gøre det muligt for forskere bedre at vurdere risikoen for agrokemikalier til honningbier ved at evaluere endepunkter relateret til honningbiernes fecundity, overlevelse og udvikling. Den beskrevne teknik har potentiale til i høj grad at forbedre agrokemisk risikovurdering ved at generere kvantitative data vedrørende dronning fecundity, der kan være vanskelige og ressourcekrævende at erhverve ved hjælp af felt- og halvfeltsforsøg. Derudover tilføjer tilstedeværelsen af en æglæggende dronning realisme til eksperimenter udført på unge arbejdere, som typisk er medlemmerne af kolonien, der er ansvarlige for pleje og fodring af dronningen9. Ved hjælp af denne teknik, kan risikoen for agrokemikalier på honningbi koloni sundhed, levetid, og ydeevne bedre forudsiges og afbødes.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at erklære.

Acknowledgments

Tak til Dr. Amy Cash-Ahmed, Nathanael J. Beach og Alison L. Sankey for deres hjælp til at udføre dette arbejde. Omtale af handelsnavne eller kommercielle produkter i denne publikation er udelukkende med det formål at give specifikke oplysninger og indebærer ikke anbefaling eller godkendelse af det amerikanske landbrugsministerium. USDA er en lige muligheder udbyder og arbejdsgiver. Denne forskning blev støttet af et tilskud fra Defense Advanced Research Projects Agency # HR0011-16-2-0019 til Gene E. Robinson og Huimin Zhao, USDA projekt 2030-21000-001-00-D, og Phenotypic Plasticity Research Experience for Community College Studerende ved University of Illinois i Urbana Champaign.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fluon BioQuip, Rancho Dominguez, CA 2871A
Honey bee queens Olivarez Honey Bees, Orland, CA
Imidacloprid Sigma-Aldritch, St. Louis, MO 37894
MegaBee Powder MegaBee, San Dieago, CA
Microcentrifuge tubes 2 mL ThermoFisher Scientific, Waltham, MA 02-682-004
Needles 20 gauge W. W. Grainger, Lake Forest, IL 5FVK4
Potassium Sulfate Sigma-Aldritch, St. Louis, MO P0772
Queen Monitoring Cages University of Illinois Urbana-Champaign Patent application number: 20190350175
Sucrose Sigma-Aldritch, St. Louis, MO S8501
Universal Microplate Lids ThermoFisher Scientific, Waltham, MA 5500

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hedlund, J., Longo, S. B., York, R. Agriculture, pesticide use, and economic development: A global examination (1990-2014). Rural Sociology. 85 (2), 519-544 (2020).
  2. Calderone, N. W. Insect pollinated crops, insect pollinators and US agriculture: Trend analysis of aggregate data for the period 1992-2009. PLOS ONE. 7 (5), 37235 (2012).
  3. Johnson, R. M., Ellis, M. D., Mullin, C. A., Frazier, M. Pesticides and honey bee toxicity - USA. Apidologie. 41 (3), 312-331 (2010).
  4. Walsh, E. M., Sweet, S., Knap, A., Ing, N., Rangel, J. Queen honey bee (Apis mellifera) pheromone and reproductive behavior are affected by pesticide exposure during development. Behavioral Ecology and Sociobiology. 74 (3), 33 (2020).
  5. Zhu, W., Schmehl, D. R., Mullin, C. A., Frazier, J. L. Four Common Pesticides, Their Mixtures and a Formulation Solvent in the Hive Environment Have High Oral Toxicity to Honey Bee Larvae. PLoS ONE. 9 (1), 77547 (2014).
  6. Fisher, A., Rangel, J. Exposure to pesticides during development negatively affects honey bee (Apis mellifera) drone sperm viability. PLoS ONE. 13 (12), 0208630 (2018).
  7. EPA. How we assess risks to pollinators. US EPA. , Available from: https://www.epa.gov/pollinator-protection/how-we-assess-risk-polliators (2013).
  8. Snodgrass, R. E. Anatomy of the honey bee. , Cornell University Press. (1956).
  9. Allen, M. D. The honeybee queen and her attendants. Animal Behaviour. 8 (3), 201-208 (1960).
  10. Hölldobler, B., Wilson, E. O. The superorganism: The beauty, elegance, and strangeness of insect societies. , W. W. Norton & Company. (2009).
  11. Berenbaum, M. R., Liao, L. -H. Honey bees and environmental stress: Toxicologic pathology of a superorganism. Toxicologic Pathology. 47 (8), 1076-1081 (2019).
  12. Yu, S. J. The toxicology and biochemistry of insecticides. , CRC Press. (2014).
  13. Ciarlo, T. J., Mullin, C. A., Frazier, J. L., Schmehl, D. R. Learning impairment in honey bees caused by agricultural spray adjuvants. PloS One. 7 (7), 40848 (2012).
  14. Fourrier, J., et al. Larval exposure to the juvenile hormone analog pyriproxyfen disrupts acceptance of and social behavior performance in adult honeybees. PLoS ONE. 10 (7), (2015).
  15. Morfin, N., Goodwin, P. H., Correa-Benitez, A., Guzman-Novoa, E. Sublethal exposure to clothianidin during the larval stage causes long-term impairment of hygienic and foraging behaviours of honey bees. Apidologie. 50 (5), 595-605 (2019).
  16. Colin, T., Meikle, W. G., Wu, X., Barron, A. B. Traces of a neonicotinoid induce precocious foraging and reduce foraging performance in honey bees. Environmental Science & Technology. 53 (14), 8252-8261 (2019).
  17. Liao, L. H., Wu, W. Y., Berenbaum, M. R. Behavioral responses of honey bees (Apis mellifera) to natural and synthetic xenobiotics in food. Scientific Reports. 7 (1), 1-8 (2017).
  18. Kessler, S. C., et al. Bees prefer foods containing neonicotinoid pesticides. Nature. 521 (7550), 74-76 (2015).
  19. Metcalf, R. L., Luckmann, W. H. Introduction to Insect Pest Management. , John Wiley & Sons. (1994).
  20. Duncan, J. Post-treatment effects of sublethal doses of dieldrin on the mosquito Aedes aegypti L. Annals of Applied Biology. 52 (1), 1-6 (1963).
  21. Haynes, K. F. Sublethal effects of neurotoxic insecticides on insect behavior. Annual Review of Entomology. 33 (1), 149-168 (1988).
  22. James, D. G., Price, T. S. Fecundity in twospotted spider mite (Acari: Tetranychidae) is increased by direct and systemic exposure to imidacloprid. Journal of Economic Entomology. 95 (4), 729-732 (2002).
  23. Hodjat, S. H. Effects of sublethal doses of insecticides and of diet and crowding on Dysdercus fasciatus Sign. (Hem., Pyrrhocoridae). Bulletin of Entomological Research. 60 (3), 367-378 (1971).
  24. Feng, W. B., Bong, L. J., Dai, S. M., Neoh, K. B. Effect of imidacloprid exposure on life history traits in the agricultural generalist predator Paederus beetle: Lack of fitness cost but strong hormetic effect and skewed sex ratio. Ecotoxicology and Environmental Safety. 174, 390-400 (2019).
  25. Milchreit, K., Ruhnke, H., Wegener, J., Bienefeld, K. Effects of an insect growth regulator and a solvent on honeybee (Apis mellifera L.) brood development and queen viability. Ecotoxicology. 25 (3), 530-537 (2016).
  26. Haarmann, T., Spivak, M., Weaver, D., Weaver, B., Glenn, T. Effects of fluvalinate and coumaphos on queen honey bees (Hymenoptera: Apidae) in two commercial queen rearing operations. Journal of Economic Entomology. 95 (1), 28-35 (2002).
  27. Pettis, J. S., Collins, A. M., Wilbanks, R., Feldlaufer, M. F. Effects of coumaphos on queen rearing in the honey bee, Apis mellifera. Apidologie. 35 (6), 605-610 (2004).
  28. Thompson, H. M., Wilkins, S., Battersby, A. H., Waite, R. J., Wilkinson, D. The effects of four insect growth-regulating (IGR) insecticides on honeybee (Apis mellifera L.) colony development, queen rearing and drone sperm production. Ecotoxicology. 14 (7), 757-769 (2005).
  29. Wu-Smart, J., Spivak, M. Sub-lethal effects of dietary neonicotinoid insecticide exposure on honey bee queen fecundity and colony development. Scientific Reports. 6 (1), 1-11 (2016).
  30. Chen, Y. W., Wu, P. S., Yang, E. C., Nai, Y. S., Huang, Z. Y. The impact of pyriproxyfen on the development of honey bee (Apis mellifera L.) colony in field. Journal of Asia-Pacific Entomology. 19 (3), 589-594 (2016).
  31. Fine, J. D., Mullin, C. A., Frazier, M. T., Reynolds, R. D. Field residues and effects of the insect growth regulator novaluron and its major co-formulant n-methyl-2-pyrrolidone on honey bee reproduction and development. Journal of Economic Entomology. 110 (5), 1993-2001 (2017).
  32. Fine, J. D., et al. Quantifying the effects of pollen nutrition on honey bee queen egg laying with a new laboratory system. PLoS ONE. 13 (9), 0203444 (2018).
  33. Fine, J. D. Evaluation and comparison of the effects of three insect growth regulators on honey bee queen oviposition and egg eclosion. Ecotoxicology and Environmental Safety. 205, 111142 (2020).
  34. The Colony and Its Organization. MAAREC - Mid Atlantic Apiculture Research & Extension Consortium. , Available from: https://agdev.anr.udel.edu/maarec/honey-bee-biology/the-colony-and-its-organization/ (2020).
  35. Winston, M. L. The biology of the honey bee. , Harvard University Press. (1991).
  36. Mullins, J. W. Pest control with enhanced environmental safety. Imidacloprid. 524, 183-198 (1993).
  37. Sur, R., Stork, A. Uptake, translocation and metabolism of imidacloprid in plants. Bulletin of Insectology. 56 (1), 35-40 (2003).
  38. Dively, G. P., Kamel, A. Insecticide residues in pollen and nectar of a cucurbit crop and their potential exposure to pollinators. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60 (18), 4449-4456 (2012).
  39. Goulson, D. Review: An overview of the environmental risks posed by neonicotinoid insecticides. Journal of Applied Ecology. , 977-987 (2014).
  40. Krischik, V., Rogers, M., Gupta, G., Varshney, A. Soil-applied imidacloprid translocates to ornamental flowers and reduces survival of adult Coleomegilla maculata, Harmonia axyridis, and Hippodamia convergens lady beetles, and larval Danaus plexippus and Vanessa cardui butterflies. PLoS ONE. 10 (3), (2015).
  41. Prisco, G. D., et al. Neonicotinoid clothianidin adversely affects insect immunity and promotes replication of a viral pathogen in honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (46), 18466-18471 (2013).
  42. Dively, G. P., Embrey, M. S., Kamel, A., Hawthorne, D. J., Pettis, J. S. Assessment of chronic sublethal effects of imidacloprid on honey bee colony health. PLoS ONE. 10 (3), 01118748 (2015).
  43. Sandrock, C., Tanadini, M., Tanadini, L. G., Fauser-Misslin, A., Potts, S. G., Neumann, P. Impact of chronic neonicotinoid exposure on honeybee colony performance and queen supersedure. PLoS ONE. 9 (8), 103592 (2014).
  44. Brodschneider, R., Riessberger-Gallé, U., Crailsheim, K. Flight performance of artificially reared honeybees (Apis mellifera). Apidologie. 40 (4), 441-449 (2009).
  45. Harrison, J. M. Caste-specific changes in honeybee flight capacity. Physiological Zoology. 59 (2), 175-187 (1986).
  46. Mackensen, O. Effect of carbon dioxide on initial oviposition of artificially inseminated and virgin queen bees. Journal of Economic Entomology. 40 (3), 344-349 (1947).
  47. OECD. OECD Test No. 245: Honey bee (Apis Mellifera L.), chronic oral toxicity test (10-Day Feeding), OECD guidelines for the testing of chemicals, section 2. , OECD Publishing. Paris. (2017).
  48. ECOTOX Home. , Available from: https://cfpub.epa.gov/ecotox/ (2020).
  49. Collins, A. M. Variation in time of egg hatch by the honey bee, Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae). Annals of the Entomological Society of America. 97 (1), 140-146 (2004).
  50. Santomauro, G., Engels, W. Sexing of newly hatched live larvae of the honey bee, Apis mellifera, allows the recognition of diploid drones. Apidologie. 33 (3), 283-288 (2002).
  51. Tang, W., Hu, Z., Muallem, H., Gulley, M. L. Quality assurance of RNA expression profiling in clinical laboratories. The Journal of Molecular Diagnostics JMD. 14 (1), 1-11 (2012).
  52. Henry, M., et al. Reconciling laboratory and field assessments of neonicotinoid toxicity to honeybees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 282 (1819), (2015).
  53. Singaravelan, N., Nee'man, G., Inbar, M., Izhaki, I. Feeding responses of free-flying honeybees to secondary compounds mimicking floral nectars. Journal of Chemical Ecology. 31 (12), 2791-2804 (2005).
  54. Brown, L. A., Ihara, M., Buckingham, S. D., Matsuda, K., Sattelle, D. B. Neonicotinoid insecticides display partial and super agonist actions on native insect nicotinic acetylcholine receptors. Journal of Neurochemistry. 99 (2), 608-615 (2006).
  55. Dupuis, J. P., Gauthier, M., Raymond-Delpech, V. Expression patterns of nicotinic subunits α2, α7, α8, and β1 affect the kinetics and pharmacology of ACh-induced currents in adult bee olfactory neuropiles. Journal of Neurophysiology. 106 (4), 1604-1613 (2011).
  56. Crailsheim, K., et al. Pollen consumption and utilization in worker honeybees (Apis mellifera carnica): Dependence on individual age and function. Journal of Insect Physiology. 38 (6), 409-419 (1992).
  57. The Merck Index Online - chemicals, drugs and biologicals. , Available from: https://www.rsc.org/merck-index (2020).
  58. Trostanetsky, A., Kostyukovsky, M. Note: Transovarial activity of the chitin synthesis inhibitor novaluron on egg hatch and subsequent development of larvae of Tribolium castaneum. Phytoparasitica. 36 (1), 38-41 (2008).
  59. Medina, P., Smagghe, G., Budia, F., del Estal, P., Tirry, L., Viñuela, E. Significance of penetration, excretion, and transovarial uptake to toxicity of three insect growth regulators in predatory lacewing adults. Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 51 (2), 91-101 (2002).
  60. Kim, S. H. S., Wise, J. C., Gökçe, A., Whalon, M. E. Novaluron causes reduced egg hatch after treating adult codling moths, Cydia pomenella: Support for transovarial transfer. Journal of Insect Science. 11, (2011).
  61. Joseph, S. V. Transovarial effects of insect growth regulators on Stephanitis pyrioides (Hemiptera: Tingidae). Pest Management Science. 75 (8), 2182-2187 (2019).
  62. Tasei, J. N. Effects of insect growth regulators on honey bees and non-Apis bees. A review. Apidologie. 32 (6), 527-545 (2001).
  63. Haydak, M. H. Honey Bee Nutrition. Annual Review of Entomology. 15 (1), 143-156 (1970).
  64. Böhme, F., Bischoff, G., Zebitz, C. P. W., Rosenkranz, P., Wallner, K. From field to food-will pesticide-contaminated pollen diet lead to a contamination of royal jelly. Apidologie. 49 (1), 112-119 (2018).

Tags

Biologi udgave 169
Vurdering agrokemisk risiko for parrede honningbi dronninger
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fine, J. D., Torres, K. M., Martin,… More

Fine, J. D., Torres, K. M., Martin, J., Robinson, G. E. Assessing Agrochemical Risk to Mated Honey Bee Queens. J. Vis. Exp. (169), e62316, doi:10.3791/62316 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter