RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Bal arılarından korbiküler polen toplama yöntemlerinin yanı sıra renk sıralama, asetoliz ve taksonomik tanımlama için polenlerin mikroskop slayt hazırlama protokollerini açıklıyoruz. Ek olarak, polen tuzakları kullanılarak beş kırpma sisteminden toplanan korbiküler polenlerin pelet rengi ve taksonomik çeşitliliğini sunuyoruz.
Araştırmacılar genellikle polen için beslendikleri bitki kaynaklarını tanımlamak veya arıların polen yoluyla pestisit maruziyetini tahmin etmek için bal arılarından korbiküler polen toplar ve analiz ederler. Burada anlatılan, kovanlarına geri dönen bal arılarından korbiküler polen toplamak için etkili bir polen yakalama yöntemidir. Bu toplama yöntemi, araştırma amacıyla kullanılabilecek büyük miktarlarda korbiküler polen ile sonuçlanır. Bal arıları birçok bitki türünden polen toplar, ancak genellikle her toplama gezisi sırasında bir türü ziyaret eder. Bu nedenle, her bir korbiküler polen peleti ağırlıklı olarak bir bitki türünü temsil eder ve her polen peleti renkle tanımlanabilir. Bu, bitki kaynaklarını ayırmak için korbiküler polen örneklerinin renge göre sıralanmasını sağlar. Araştırmacılar, taksonomik tanımlama için asetolize polen tanelerinin morfolojisini analiz ederek korbiküler poleni daha da sınıflandırabilirler. Bu yöntemler, tozlaşma verimliliği, tozlayıcı yiyecek arama dinamikleri, diyet kalitesi ve çeşitlilik gibi tozlayıcılarla ilgili çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Polen tuzakları kullanılarak korbiküler polenlerin toplanması, polenlerin renge göre sıralanması ve polen tanelerinin asetolize edilmesi için ayrıntılı metodolojiler sunulmuştur. Ayrıca, beş farklı kırpma sisteminde bal arılarından toplanan pelet renklerinin ve korbiküler polenlerin taksonlarının sıklığına ilişkin sonuçlar da sunulmaktadır.
Batı bal arısı (Apis mellifera L.), arı tozlaşmasına bağlı birçok tarımsal ürünün önemli bir tozlaştırıcısıdır1. On yıldan fazla bir süredir, önemli bal arısı kolonisi kayıpları 2,3,4,5,6,7,8,9 olarak bildirilmiştir. Parazitler ve hastalıklar, yetersiz beslenme ve pestisitler de dahil olmak üzere çeşitli faktörler bu koloni düşüşlerinde rol oynamıştır10. Kötü beslenme, tarımsal yoğunlaşmaya ve yiyecek arama habitatının kaybına bağlanabilir11. Arı beslenmesini iyileştirmek ve arı koruma çabalarına yardımcı olmak için farklı manzaralarda arılar tarafından kullanılan çiçek kaynaklarını anlamak zorunludur. Polen, arılar için birincil protein, lipit, vitamin ve mineral kaynağıdır ve bal arılarının koloni düzeyinde yiyecek arama tercihlerini anlamak, polen yakalamanın bal arısı kolonileri üzerindeki etkisini değerlendirmek ve arılara pestisit maruziyetini belirlemek için birçok tarımsal ve ekolojik çalışmada kullanılmıştır12,13,14.
Bal arıları çiçeklerden polen toplar, polenleri corbicula'larındaki peletlere paketler - arka ayaklarında tibial bir polen sepeti - ve depolama için koloniye geri dönerler. Corbicular polen, kovan girişinde veya çiçekler üzerinde yakalanarak, onları hareketsiz hale getirmek için kısa bir süre soğutularak ve daha sonra polen topaklarını forseps ile arka ayaklarından çıkararak toplayıcılardan çıkarılabilir. Bireysel olarak yakalanan toplayıcılardan korbiküler polenlerin elle toplanmasının zahmetli süreci, önemli miktarda polen gerektiriyorsa yavaş ve verimsizdir. Büyük miktarlarda polen toplamanın daha basit ve daha verimli bir yöntemi, kovan girişlerinde bal arılarından korbiküler polen peletlerini yakalamaktır. Polen tuzakları, korbiküler poleni, kovan15'e girerken geri dönen polen toplayıcılarının bacaklarından çıkarmak için tasarlanmıştır. Toplayıcılar, bir bal arısı işçi gövdesinin geçişine dar bir şekilde izin verecek şekilde boyutlandırılmış ağ deliklerinden sıkılmalıdır.
Bal arısı bu deliklerden birinden geçerken, daha büyük polen topakları bacaklarından kazınır ve bir toplama tepsisine düşer16. Çalışmalar, polen yakalamanın toplayıcıları daha fazla polen toplamaya teşvik ettiğini, böylece çevredeki mahsullerin ve bitki örtüsünün tozlaşma verimliliğini arttırdığını göstermiştir17,18,19,20. Polen toplama metodolojileri, çiçekli bitki türlerinin miktarını, kalitesini ve taksonlarını belirlemenin ilk adımı olarak bal arıları tarafından peyzajda kullanılan yemleri anlamak için de kullanılabilir. Etkili polen yakalama metodolojileri böylece hem tozlaşmayı hem de bal arısı beslenme araştırmalarını kolaylaştırır. Bu polen toplama yöntemlerinin bir karşılaştırması Tablo 1'de gösterilmiştir. Polen toplama davranışı, koloninin yumurta ve larva popülasyon seviyelerine göre depolanmış polen ihtiyacına bağlı olarak değişecektir21,22. Bu değişiklikler değişen toplama yoğunluğunu içerdiğinden, aynı yerdeki koloniler arasında ve aynı kırpma sisteminin veya peyzaj tipi23,24'ün farklı yerleri arasında polen miktarında yüksek varyasyon beklenir. Polenleri yakalamak için kolonilerin ve yerlerin sayısının arttırılması, bu varyasyonun karşılanmasına yardımcı olacaktır.
Polen tuzakları verimlilikaçısından değişir 25,26. Bal arıları tarafından toplanan polen peletlerinin büyüklüğü bitki türleri arasında değişir ve kolonideki polen depolarının seviyelerine göre değişebilir27,28. Bu, daha küçük polen peletlerinin az temsil edilme ve daha büyük peletlerin polen tuzakları yoluyla toplanan örneklerde aşırı temsil edilme potansiyelini ortaya koymaktadır. Yetişkin arılar vücut büyüklüğüne göre değişir, bu da tuzaklarda toplanan polenlerin temsilini de etkileyebilir. Ağırlıklı olarak nektar üreten bitki türleri de vardır, bu da sadece bazı manzaralarda toplanan polenlerin değerlendirilmesi durumunda tespit edilemeyecek. Tuzak verimliliği, polen tuzağı tipinden ve kovan ekipmanının durumundan etkilenen toplayıcı sürüklenmesi ve oryantasyon bozukluğundan da etkilenir. Bu sorun, bu makalede belirtilen teknikler kullanılarak hafifletilebilir. Araştırmacılar, koloni düzeyinde yiyecek arama tercihlerinin sonuçlarını desteklemek için toplayıcılar tarafından çiçek ziyaretini saymak gibi ek araştırma tekniklerini düşünebilirler. Polen çeşitliliğini değerlendirmek için yararlı bir yöntem, korbiküler polenleri renge göre sıralamaktır. Bal arıları genelci toplayıcılar olmalarına rağmen, herhangi bir toplama gezisi sırasında aynı bitki türünden polenleri aynı yerde topladıkları çiçek sadakatini de sergilerler. Bu yiyecek arama davranışına dayanarak, herhangi bir korbiküler polen peletinin ağırlıklı olarak tek bir bitki türü 27,29,30,31 tarafından temsil edildiği varsayılmaktadır. Bu nedenle, bilim adamları polen çeşitliliğini, korbiküler poleni pelet rengine göre sıralayarak ve tespit edilen toplam renk sayısını veya her renk grubu tarafından temsil edilen toplamın oranını 12,32,33,34 bildirerek tanımlayabilirler. Bu, her renk grubunun kütlesini veya pelet sayısını ölçerek gerçekleştirilebilir. Her renk grubunun pelet sayısının ölçülmesi, farklı taksonlardan peletlerin ağırlığında bilinen veya şüphelenilen sistematik farklılıklar varsa önerilir. Sistematik farklılıklar, pelet boyutundan veya toplayıcıların bir pelet oluştururken polenlere eklediği nektar miktarından kaynaklanabilir.
Renk sıralama zaman açısından verimli ve basit bir işlemdir, ancak bazı tozlaşma araştırma çalışmaları için kabul edilebilir bir doğruluğa sahip olmayabilir, çünkü farklı bitki taksonları benzer polen pelet renklerine sahip olabilir35,36. Ek olarak, polen peletlerinin ayrılabileceği farklı renk gruplarının sayısı için lojistik bir sınır vardır. Bu nedenle, her bir bitki takson poleninin kendi ayrı pelet renk grubuna ayrılması, tozlaşma çalışmalarında her zaman mümkün olmayabilir. Polen tanelerinin ışık mikroskobu yoluyla morfolojik karakterizasyonu genellikle aynı renk grubundaki peletlerde iki veya daha fazla taksonun polenini ayırt ederek peletlerin renk ayrımını tamamlar. Belirli bir polen pelet renk grubunda çoklu taksonların polen tanelerini bulmak yaygın olsa da, bir bal arısı tarafından toplanan bireysel polen peletleri genellikle küçük miktarlarda diğer taksonlarla birlikte bir baskın takson içerir. Bu nedenle, bal arılarının korbiküler polen peletlerinde taksonomik sadakati varsaymak yaygındır. Bombus arıları gibi çiçek sadakat davranışı sergilemeyen diğer tozlayıcılardan gelen polen peletleri, genellikle birçok bitki türünü içerecek ve baskın bir taksona sahip olmayabilir. Polifloral polen peletlerindeki takson oranlarının nicel tahminlerinin istendiği durumlarda, uygun analiz için asetoliz içeren mikroskobik yöntemler de gereklidir.
Asetolize polen tanelerinin morfolojik özelliklerinin değerlendirilmesi taksonomik tanımlama için en yaygın yöntemdir16. Asetoliz prosedürü, ışık mikroskobu37,38 altında gözlemlenebilen tanısal özellikleri ortaya çıkarmak için polen tanesinin protoplazmasını çıkarır. Bu yöntemi kullanarak, araştırmacılar farklı taksonları, belirli kırpma sistemlerinde bulunan taksonların sıklığını ve pelet renklerinin baskın taksonlarını33,36 olarak bildirebilirler. Asetoliz, polen morfolojisini ortaya çıkarmak için en iyi analitik tekniktir28. Bununla birlikte, birçok Rosaceae tipi gibi bazı asetolize polen taneleri, yalnızca asetoliz ve ışık mikroskobu yoluyla cins veya tür seviyesine tanımlanamaz. Araştırmacılar, elektron mikroskobu veya metabarkodlamayı taramayı, cins veya tür düzeyinde tanımlama elde etmek için alternatif yöntemler olarak görüyorlar. Bununla birlikte, bu alternatif yöntemler yalnızca nitel takson tanımlaması sağlar ve polifloral polen peletlerindeki farklı polen tanesi taksonlarının oranlarını tahmin edemez36,39. Ek olarak, bu yöntemler için masraf ve gerekli uzmanlık oldukça yüksektir. Bu tanımlama yöntemlerinin bir karşılaştırması Tablo 1'de gösterilmiştir.
| Yöntemler | Saat | Gider | Çözünürlük | Uzmanlık |
| Polen Koleksiyonu | ||||
| Polen yakalama | Alçak | Ilımlı | Değişken | Ilımlı |
| Polen toplayıcı koleksiyonu | Yüksek | Ilımlı | Yüksek | Alçak |
| Polen Tanımlama | ||||
| Görsel (yalnızca renk sıralama) | Ilımlı | Alçak | Alçak | Alçak |
| Asetoliz | Ilımlı | Ilımlı | Ilımlı | Ilımlı |
| Taramalı elektron mikroskobu | Yüksek | Yüksek | Yüksek | Yüksek |
| Metabarkodlama | Değişken | Yüksek | Yüksek | Yüksek |
Tablo 1: Farklı polen toplama ve tanımlama yöntemlerinin zaman, masraf, çözüm ve uzmanlığa göre karşılaştırılması. Görsel yöntemler (yalnızca renk sıralama), polen kaynaklarını belirlemek için bir metrik olarak algılanan toplam renk sayısını veya her renk grubu tarafından temsil edilen toplamın oranını bildirir, ancak takson tanımlaması sağlamaz.
Polenlerin yakalanması ve sıralanması ve polen tanelerinin asetolize edilmesi hakkında mevcut bilgiler çeşitlidir ve genellikle farklı alanlardaki araştırmacılar için değişen birden fazla kaynağa yayılmıştır. Bu makale, hem araştırmacılar hem de arıcılar tarafından büyük miktarlarda korbiküler polenleri etkili bir şekilde toplamak için kullanılabilecek farklı polen tuzakları hakkında ayrıntılı bilgiler sunmaktadır. Ayrıca, bitki taksonlarının tanımlanması için polen numunelerinin hazırlanması için - asetoliz, boyama ve slayt montajı ile - protokoller de sağlanmaktadır. Burada ayrıntılı olarak açıklanan metodolojiler kapsamlıdır ve bal arılarının belirli bir manzarada, özellikle de kırpma sistemlerinde beslendiği baskın bitki türlerini tanımlamak için eşsiz bir kaynak görevi görür. Önceki bir çalışmadan bu yöntemlere dayanan bulgular sunulmuş ve beş kırpma sisteminde bal arıları tarafından toplanan korbiküler polenlerden polen pelet renklerinin ve bitki taksonlarının çeşitliliğini belgelemiştir14.
1. Polen tuzakları kullanarak bal arısı kolonilerinden korbiküler polen toplanması
2. Aşağı akış polen kaynağı tanımlama ve miktar değerlendirmesi için polen pelet rengi sıralama
3. Asetoliz için hazırlık
4. Asetoliz
Önceki bir çalışma, aşağıdaki tarımsal ürünlerde bal arıları tarafından toplanan polen çeşitliliğinin değerlendirilmesini bildirmiştir: badem, kiraz, highbush yaban mersini, hibrit havuç ve çayır köpüğü14. Tarif edilen yöntemler kullanılarak, korbiküler polenler toplandı, renge göre sıralandı ve polen çeşitliliğini değerlendirmek için her pelet renk grubunun bitki kaynakları belirlendi. Alttan montajlı polen tuzakları, her ürün için birden fazla bölgedeki kolonilere kuruldu (Şekil 1A). Her bir sahadan toplanan polen miktarı, renk sıralama ve asetoliz analiz yöntemlerinin numune ağırlığı gereksinimlerini karşılamak için yeterliydi. Her polen toplama örneğinin birden fazla ayırt edilebilir renk grubu vardı (Şekil 2 ve Şekil 3). Bazı örneklerde, polen renk grupları 4-5 pelet kadar az içeriyordu; Bununla birlikte, çoğu grup bundan önemli ölçüde daha fazlasına sahipti ve bu nedenle asetoliz için kendi etiketli renk grubu olarak hizmet etti (Şekil 4 ve Şekil 5). Asetolizden sonra (Şekil 6), morfolojik özellikleri her çalışma alanını çevreleyen alandan toplanan kupon örneklerininkilerle doğrulayarak her renk grubunu mümkün olan en düşük taksonomik rütbesine etkili bir şekilde tanımlamak için parlak alan ışık mikroskobu kullanılmıştır (Şekil 7).

Şekil 1: Bağcıksal polen toplamak için bir bal arısı kolonisine monte edilen polen tuzakları. (A) Kovan alt tahtasının üzerine ve doğrudan en düşük kovan kutusunun üzerine yerleştirilen tabana monte tuzaklar. Diğer polen tuzağı stilleri arasında (B) ön montaj ve (C) burgu deliği giriş montaj tuzakları bulunur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Resim 2: Polen tuzağının yakalama mekanizması ve toplama tepsisi. Geri dönen polen toplayıcıları, kovanlarına ulaşmadan önce ağ yakalama mekanizmasından sıkılmalıdır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Resim 3: Polen tuzağının toplama tepsisi. Corbicular polen, polen tuzağı tarafından geri dönen polen toplayıcılarının bacaklarından kazınır ve toplama tepsisine düşer. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Bir korbiküler polen örneğini renk gruplarına ayırma. Corbicular polen, toplanan farklı renk peletlerinin oranlarını bildirmek için renk gruplarına ayrıldıktan sonra kurutulabilir ve tartılabilir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Pantone renk kılavuzu kullanılarak renge göre sıralanmış dört grup polen peleti. Renk grupları (A) gri, Pantone 5855C, (B) kahverengi, Pantone 7557C, (C) sarı, Pantone 458C ve (D) açık kahverengi, Pantone 3547C olarak etiketlenmiştir .

Resim 6: Duman davlumbazının içindeki asetoliz ekipmanı kurulumu. Davlumbazın içinde bulunan ısı bloğu, reaktifler, solvent atık ve asit atık kapları, etiketli beherler, pipet, pipet uçları, karıştırma çubukları ve mikrosantrifüj tüpleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: Lekeli, asetolize polen tanelerinin mikrografisi. Asetolize hardal (Brassicaceae) polen tanelerinin birçok yönü 40x büyütmede. Ölçek çubuğu = 50.398 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Badem mahsulü bölgelerinden toplanan polenler, diğer mahsullerden toplanan polenlerden nispeten daha düşük polen çeşitliliğine sahipti; ortalama 3.0 ± 0.5 pelet rengi ve alan başına 3.2 ± 1.2 bitki taksonu (Tablo 2)14. Kalan dört kırpma sistemi, kirazda alan başına ortalama 6.0 ± 2.0 pelet rengi ve 8.0 ± 1.5 bitki taksonu, 8.8 ± 1.4 pelet rengi ve highbush yaban mersini alan başına 13.5 ± 2.0 bitki taksonu, 7.0 ± 1.0 pelet rengi ve melez havuçta alan başına 11.0 ± 0.0 bitki taksonu ve çayır köpüğü14'te alan başına 10.0 ± 0.0 pelet rengi ve 13.0 ± 1.5 bitki taksonu ile daha yüksek polen çeşitliliği seviyelerine sahipti.
| Ekin | Polen pelet renklerinin/alanlarının ortalama sayısı (SE) | Ortalama bitki taksonu/saha sayısı (SE) | Tanımlanan toplam taksonlar | ||
| Aile | Cins | Tür | |||
| Badem | 3.0 (0.5) | 3.2 (1.2) | 4 | 3 | 4 |
| Yaban mersini | 8.8 (1.4) | 13.5 (2.0) | 5 | 10 | 13 |
| Havuç | 7.0 (1.0) | 11.0 (0.0) | 3 | 5 | 6 |
| Kiraz | 6.0 (2.0) | 8.0 (1.5) | 4 | 7 | 5 |
| Çayır köpüğü | 10.0 (0.0) | 13.0 (1.5) | 5 | 4 | 14 |
Tablo 2: Beş kırpma sisteminde bal arılarından toplanan korbiküler polenlerin çeşitliliği. Çeşitlilik metrikleri, ortalama pelet rengi sayısını (± SE), ortalama bitki taksonu sayısını (± SE) ve tanımlanan toplam taksonu içerir. Bu tablo14'ten değiştirilmiştir. Kısaltma: SE = standart hata.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
Bal arılarından korbiküler polen toplama yöntemlerinin yanı sıra renk sıralama, asetoliz ve taksonomik tanımlama için polenlerin mikroskop slayt hazırlama protokollerini açıklıyoruz. Ek olarak, polen tuzakları kullanılarak beş kırpma sisteminden toplanan korbiküler polenlerin pelet rengi ve taksonomik çeşitliliğini sunuyoruz.
Dr. Gretchen Jones'a (USDA-ARS, APMRU, College Station, TX) renk sıralama ve asetoliz analizine yardımcı olduğu için teşekkür ederiz. Bu araştırma, Oregon Eyaleti Arıcılar Birliği tarafından RSS'ye sağlanan araştırma fonları ile desteklenmiştir.
| #8 donanım bezi | 2,7 mm diyafram | ||
| açıklığı 10 mL dereceli silindir | |||
| 1000 uL mikropipet ucu | |||
| 1250 mL filtre mikropipet ucu | |||
| 15 x 75 mm cam kızak | Kalınlık: 0,93 mm - 1,05 mm | ||
| 2 mL mikrosantrifüj tüpü | |||
| 250 mL dereceli Borosilikat cam beherler (x3) | VWR | 10754-952 | |
| 50 mL dereceli Borosilikat cam beherler (x6) | VWR | 10754-946 | |
| %95 EtOH | Pharmco AAPER | 111000200DM55 | ACS/USP/Koşer sınıfı |
| Bütil vinil eldivenler | |||
| Santrifüj | 1060 x g maksimum hız; yatay salıncak tercih edilir | ||
| Kimyasal güvenlik gözlükleri | |||
| Renk kılavuzu | Pantone | SKU: GP1601A | Katı kaplamalı |
| 1 veya 1,5 | Lamel | Kalınlık: 0,13 mm - 0,19 mm | |
| Damıtılmış su | |||
| Forseps | |||
| Çeker ocak | |||
| Buzlu asetik asit | BDH Kimyasallar | BDH3092 | ACS sınıfı |
| Cam huni | |||
| Gliserin | Humco | 103196001_1 | USP sınıfı, %99,5, susuz |
| Tehlikeli atık konteynerleri | |||
| Kovan aracı | |||
| Sıcak blok | 80 derece C'ye ulaşmalı | ||
| Uzun kollu | laboratuvar önlüğü | ||
| Lateks veya poliüretan köpük | |||
| Mikroskop | |||
| Tırnak cilası, şeffaf | |||
| Nitril eldiven | |||
| P1000 pipet | VWR | ||
| Petri kabı | |||
| Plastik kaşık | |||
| Safranin | WardBilim | 470302-322 | Polen |
| tuzağı kurulumu için | laboratuvar sınıfıSigara | ||
| Sodyum bikarbonat | EMD Millipore | SX0320 | ACS sınıfı, toz |
| Fışkırtma şişeleri (x2) | |||
| Sülfürik asit | EMD Millipore | SX1244 | ACS sınıfı |
| Sundance Alt Montajlı Polen Tuzağı | Betterbee Arıcılık Kaynağı | PTRAPB | |
| Bant | |||
| Ahşap karıştırma çubukları | |||
| Ahşap kürdan |