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.

1. Gewinnung von Bienenbrot AHB und EHB Kolonien <ol><li> Zeigen Pollenfallen auf Bienenvölker und sammeln Pollen. Schleifen Sie die Pollen zu einem feinen Pulver (ähnlich wie Pollen von Staubbeuteln Schuppen) mit einer Kaffeemühle. </li><li> Stellen Sie je von AHB und EHB 5 Kolonien in einem geschlossenen Flugbereich (EFA), so dass die Bienen Futter nur auf der Pollen zur Verfügung gestellt. Um Arbeitskräfte davon abzuhalten, zwischen EHB und AHB Kolonien zu vermeiden, teilen Sie die EFA in einzelne Abschnitte, so dass die Bienen nicht zwischen ihnen zu überqueren. Zeigen einzelnen EHB oder AHB Kolonien mit 3.500-4.000 Arbeiter-Bienen, Wachs-Kamm mit Honig, Nektar, unreifen Brut und leeren Kamm in jedem Abschnitt der EFA. HINWEIS: Die Kolonien nicht Pollen gespeichert haben, wenn festgestellt. Die Rate, dass Pollen gespeichert können ohne eine Verlegung Königin in den Kolonien erhöht werden. </li><li> Futtergrund Pollen, Kolonien, indem Sie ein Tablett mit dem Pollen in jedem Abschnitt der EFA. Verbreitung über 60 g Pollen auf jedem Boden, so dass foraging Bienen sammeln als corbicular Lasten und speichern Sie die Pollen in ihren Kolonien als Bienenbrot. Weiter bietet frischen Pollen auf jedem Boden täglich für 3 Wochen. </li><li> Siehe aus den europäischen Kolonien Europäischen Bienenbrei (EBB) und von Africanized Kolonien afrikanisiert Bienenbrei (ABB) Bienenbrei. </li></ol> 2. Feeding Bienen in Käfige <ol><li> Platz Rahmen versiegelt Arbeiterinnenbrut von AHB und EHB Kolonien in getrennten Käfigen Entstehung in einer Umwelt Zimmer 32 bis 34 ° C und 40% relativer Luftfeuchte eingestellt .. </li><li> Als die Arbeiter entstehen und sind ca. 24 Stunden alt, errichten 12 Plexiglas-Bioassay Käfigen (Abmessungen = 11,5 x 7,5 x 16,5 cm 3) und fügen Sie entweder 100 neu entstandenen EHB oder 100 neu entstandenen AHB Arbeitsbienen zu jedem Käfig. Legen Sie ein Teil der Kamm mit einer bekannten Anzahl von entweder EBB oder ABB-Zellen (24-30 Zellen pro Käfig) in jeden Käfig, um die folgenden Behandlungskombinationen erzeugen: AHB gefüttert ABB, EHB gefüttert ABB, AHB gefüttert EBB und EHB gefüttert EBB. (4 Behandlungen; 6Käfige pro Behandlung; 24 Käfige insgesamt). </li><li> In Fläschchen mit Wasser und 50% Honig und Wasser-Lösung auf das Volumen an jedem Käfig formuliert. Füllen Sie den Honig und Wasser Fläschchen täglich für die 11 Tage Studiendauer. </li></ol> 3. Probenahme Arbeitskraft-Bienen und Bienenbrot und Schätzung des Verbrauchs <ol><li> Probe 10 neu, bevor Sie sie in den Käfigen heraus EHB und AHB Arbeiter. Siehe diese als Tag 0 Bienen und sie als Grundlage für Hämolymphe Proteinkonzentrationen zu dienen. </li><li> Entfernen 10 Bienen aus jedem Käfig, nachdem sie auf EBB oder ABB für 4, 7 und 11 Tage gefüttert. </li><li> Legen Sie die lebenden Bienen in einzelnen Mikrozentrifugenröhrchen und setzen auf Eis Packs. Wählen Sie eine Teilstichprobe von vier Bienen für die Analyse der Hämolymphe Proteinkonzentration. </li><li> Nach der Probenahme Bienen auf Day-11, zählen die Anzahl der Wabenzellen, die noch Bienenbrei enthalten. Dies ist ein relatives Maß für beebread Verbrauch. </li><li> Das restliche Bienenbrei aus den Zellen in jedem Käfig und lagern in separaß Mikrozentrifugenröhrchen nach Käfig. Halten die beebread Proben bei -80 ° C bis zum pH-Wert lösliche Proteinkonzentration und Aminosäuregehalt analysiert. </li></ol> 4. Abschätzung pH-Wert von Pollen und Bienenbrot <ol><li> Nehmen Sie sechs Zufalls 0,3 g Proben der Pollen für die Bienen in der EFA zugeführt und löst ihn in 300 ul destilliertem Wasser. Messen Sie den pH mit einem wasserfesten Doppelkreuz pH Speer mit einer Genauigkeit von 0,01. </li><li> Nehmen Sie 0,3 g Probe von Bienenbrot, das nach dem 11-tägigen Fütterungsperiode in jedem Käfig blieb. Löse den beebread in 300 ul destilliertem Wasser und Messen pH wie Pollen (4.1) beschrieben. </li></ol> 5. Proteinanalytik <ol><li> Nehmen Sie sechs Proben der Pollen und eine Probe von EBB und ABB aus jedem Käfig. Proben bei -20 ° C bis zum löslichen Proteinkonzentration analysiert. </li><li> Mischungs 20 mg entweder Pollen oder Bienenbrot mit 1000 ul 0,1 M Phosphatpufferlösung (PBS). </li><li> VoRTEX der Mischung für 10 sec und Zentrifuge bei 571,2 × g für 1 min. </li><li> Entfernen einer 10 ul-Probe des Überstandes und in Vertiefungen einer 96-Well-Flachboden EIA / RIA Polystyrolplatte. Replizieren Sie alle Proben in drei Brunnen. </li><li> Zeichnen Hämolymphe von Bienen von jedem Käfig durch Einfügen einer 20 ul Kapillarrohr (die erhitzt und gezogen, um einen nadelscharfen Punkt worden war) in den rechten Seitenabschnitt des Thorax in der Nähe der Befestigungsstelle der Flügel aufgefangen. Sammeln zusätzlicher Hämolymphe, falls erforderlich, durch Einfügen des gleichen Rohres in der Membran zwischen den Bauch tergites. </li><li> 1 ul Hämolymphe zu 9 ul 0,1 M PBS. Bewahren Sie die Hämolymphe Lösung bei -20 ° C bis zur Analyse für lösliches Protein. </li><li> Bestimmen gesamten löslichen Protein-Konzentrationen im Pollen, Bienenbrot, und Hämolymphe Proben unter Verwendung eines kommerziellen Bradford-Test-Kit. Folgen Sie den Anweisungen des Herstellers. </li><li> Stellen Sie eine Standardkurve, um lösliches Protein c schätzenONZENTRATION in den Proben durch Messung der Proteinabsorption mit bekannten Proteinkonzentrationen in Rinderserumalbumin (BSA). Messen Sie Protein-Absorption bei 595 nm mit einem Spektralphotometer. </li></ol> 6. Aminosäureanalyse <ol><li> Pool Einzelproben aus Wabenzellen jeder Kolonie, um eine repräsentative Stichprobe von EBB und ABB für die Analyse zu schaffen. </li><li> Nehmen Sie eine 50 mg Pollen oder Bienenbrei Wägegut in Autosampler-Fläschchen, und fügen Sie 1 ml destilliertem Wasser in das Fläschchen, zusammen mit 100 ul einer 50 ng / ul interne Standardlösung, bestehend aus 4 d-Alanin, d 23 -lauric Säure, 13 C 6 -Glucose und d 39 -arachidiac Säure. </li><li> Verschließen Sie die Probe und für 5 min beschallen. </li><li> Bedingen einen HLB Patrone durch Zugabe von 1 ml Methanol gelöst, durch Zugabe von 1 ml destilliertem Wasser, gefolgt von der Zugabe von 1 ml der beebread oder Pollen Probe äquilibriert. Mit 1 ml von 5,0% MeOH / H 2 O und Elu waschen die Patronete mit 1 ml 80% MeOH / H 2 O. </li><li> Dampfe das wird bis zur Trockne unter einem Stickstoffstrom. Rekonstituieren Sie die Probe mit 50 ul Pyridin und 100 ul N, O-Bis (trimethylsilyl) trifluoracetamid + Trimethylchlorsilan (TMCS BSTFA +). </li><li> Cap und Inkubation der Probe bei 70 ° C für 30 min. </li><li> Lassen Sie die Probe abkühlen und überträgt es auf eine saubere Autosamplergefäß. </li><li> Kappe und legen Sie die Probe in einem massenselektiven Detektor angeschlossen, um einen Gaschromatographen, um die Proben sowohl für flüchtige Verbindungen und organische Säuren analysiert. Trennen Sie die Zucker und organische Säuren folgenden TMS Derivatisierung mit BSTFA + TMCS Verwendung einer Säule (30 mx 0,25 mm ID) mit einem 1,0 &amp; mgr; m Schichtdicke. </li><li> Stellen Sie den Säulenofen bei 50 ° C für 2 Minuten, dann erhöhen Sie die Temperatur linear auf 290 ° C bei 5 ° C / min. Halten Sie für 7 min. Stellen Sie die GC-Injektor und GC / MS-Schnittstelle bis 250 ° C und 290 ° C. <ol><li> Verwenden Helium als Träger bei einer flow Rate von 1,0 ml / min. Legen Sie die MS Quellentemperatur bis 230 ° C. </li></ol></li><li> Tune und Kalibrierung des Massenspektrometers täglich mit Perfluortributylamin (PFTBA). Verwenden Sie eine 1 ul Injektion PFTBA im Scan (35-700 amu) positiven Ionenmodus um Daten über das Vorhandensein und die Konzentrationen der Aminosäuren zu erhalten. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren, haben wir festgestellt, dass die beebread Firma AHB wurde in größeren Mengen sowohl von AHB und EHB verbraucht. Obwohl EHB und AHB verbraucht ähnliche Mengen der einzelnen Arten von Bienenbrot hatte AHB höher Hämolymphe Protein-Titer. Erkenntnisse auf der Grundlage unserer Methoden waren ähnlich zu früheren Berichten, wo Hämolymphe Protein-Ebene in AHB höher als in EHB obwohl beide die gleichen Diäten 26 zugeführt wurden. Durch die Messung des Verbrauchs von EBB und ABB, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten sowohl EHB und AHB verbraucht wurden, wurde bestimmt, dass Hämolymphe Proteinkonzentration in den einzelnen Unterarten nicht durch eine Erhöhung der Nahrungsaufnahme erhöht werden. Es scheint ein Plateau für Hämolymphe Proteinkonzentration in Arbeiter Krankenschwester Biene Alter und dass der Sollwert für die Hochebene ist in AHB als EHB höher sein. Es gibt mehrere wichtige Voraussetzungen für die Bildung Kolonien beebread Produktion, die die Rate der Pollenspeicher optimieren. Erstens, die colonies müssen Rahmen mit offenen Brut. Ohne offene Brut zu füttern, werden die Arbeiter nicht viel Pollen sammeln. Zweitens muß der Kolonie weisellos sein, so dass keine zusätzlichen Brut erzeugt. Brutaufzucht benötigt große Mengen an Pollen und nur überschüssiges Pollen gespeichert. In den kleinen Kolonien in EFA gegründet, gäbe es wenig Pollen als Bienenbrot, wenn Brutbereiche wurden erweitert, so Kolonien müssen weisellos sein gespeichert werden können. Schließlich wird für beebread gemacht werden, Pollen müssen corbicular Lasten gesammelt und in Wabenzellen gespeichert werden. Wenn der Pollen in Pollenfallen gesammelt, muss es zu einem feinen Pulver, bevor er sich für die Bienen, so dass sie es als corbicular Lasten sammeln können geschliffen werden. Die Methoden zur Messung der Verbrauch von Bienenbrei erzeugt eher qualitative als absolute Schätzungen. Der einzige, der Verbrauch gezählt wurde, war, wenn die Zellen vollständig von Bienenbrot entleert. Eine genauere Schätzung der gesamten Bienenbrot Verbrauch könnte durch Entfernen der Bienen br erhaltenead aus den Zellen und damit zu einer Pastete, die vor und nach der Studie Zeitraum gewogen werden konnte. Wollten wir jedoch, das Bienenbrot in den Zellen zu halten, damit die Bienen könnten darauf, wie sie es in einer Kolonie und vielleicht auch weiterhin während der Studiendauer Verarbeitung füttern. Der Gewichtsunterschied der Kammabschnitte vor und nach der Studie nicht als eine Schätzung des Konsums verwendet, weil das Gewicht steigt an, weil Bienen setzen Sie den verdünnten Honig, sie in einigen Zellen zugeführt. Die Arbeiter könnten auch einige der verdünnten Honig auf die Bienenbrot hinzugefügt haben. Aus diesen Gründen wurden die Zellen, das etwa gleiche Mengen von Bienenbrot vor und nach der Fütterungsperiode gezählt und erzeugt einen qualitativen Messung. Dennoch gab es einen auffallenden Unterschied zwischen den beiden Arten von beebread der Anzahl der leeren Zellen ABB Vergleich EBB gezählt nach 11 Tagen. Festlegen, wann gespeichert Pollen wird Bienenbrei kann difficult weil Bienen ständig hinzufügen Pollen, Zellen. Die für die Herstellung von Bienenbrot verwendet Kolonien wurden mit Rahmen von offenen Brut hergestellt, so würden die Bienen Pollen zu sammeln. Allerdings waren die Kolonien weisellos so gab es Larven für nur 9 Tage zu ernähren, nachdem die Kolonie gegründet wurde. Für den Rest des Zeitraums von 3 Wochen bei Kolonien wurden in EFA, Pollen, die die gesammelten Bienen wurde gespeichert und umgewandelt, um Bienenbrot. Halten Sie die gespeicherten Pollen in den Kamm Zellen für weitere 11 Tage bei Verfütterung an Bienen in Käfigen kann auch die Verarbeitung von Pollen weiter Bienenbrei haben. Die Umwandlung von Pollen Bienenbrot dauert ca. 7 Tage 8. Die auf EHB und AHB gefüttert Bienenbrei hatten niedrigere pH-Wert und reduziert die Proteinkonzentrationen im Vergleich mit dem Pollen gefüttert. Ähnliche Ergebnisse von Änderungen der Pollen nach Umwandlung Bienenbrei wurden von anderen 7,10,27 berichtet. Die Ergebnisse unterschieden sich von früheren Berichten jedoch darin, dass es Unterschiede in Konzentrationen of bestimmte Aminosäuren zwischen Bienenbrot und Pollen. Die Veränderungen der beiden Protein und Aminosäurekonzentrationen konnte aufgrund der Aktivität von proteolytischen Enzymen, könnte die Quelle, von denen die Bienen selbst oder die mikrobiellen Gemeinschaften im Bienenbrot 7,8,28,29 etabliert sein. Die verwendet werden, um die Proteinkonzentration zu messen Verfahren waren ähnlich den zuvor beschriebenen, um die Wirkungen von Nahrungsprotein auf Africanized und europäischen Bienen 26 bestimmen. Als Erweiterung der Verfahren, waren wir in der Lage, lösliche Protein in Pollen und beebread abzuschätzen. Diese Methoden erzeugt ähnliche Ergebnisse zu früheren Berichten 7,10,27. Unsere Ergebnisse liefern weitere Beweise dafür, dass AHB Nahrungsprotein effizienter assimilieren als EHB, und dass dies ein Schlüsselfaktor für den ökologischen Dominanz des AHB in den meisten Regionen, in denen sie eingewandert sind und sich etabliert hat 30-32 sein.

Ernährung spielt eine grundlegende Rolle bei der Gesundheit und Vitalität von Bienenvölkern und deren Etablierung als Populationen. Nährstoffe aus der Nahrung liefern Energie und die biochemischen Komponenten für die Brutaufzucht, Thermoregulation notwendig, Nahrungssuche und Immunantwort. Für Bienenvölker, benötigt die Nährstoffe Kolonie Bevölkerungen wachsen und pflegen ihre Gesundheit von Nektar und Pollen zu kommen. Nectar bietet Kohlenhydrate und Pollen liefert die verbleibenden diätetischen Anforderungen wie zB Protein, Lipide, Vitamine und Mineralien ein. Unterarten der Honigbienen in ernährungsphysiologisch basierten Kolonie-Level-Parameter, wie Arbeiter Langlebigkeit, Brutaufzucht und Mechanismen der sozialen Immunität 2-6 unterscheiden. Diese Unterschiede könnten, wie Lebensmittel, insbesondere Pollen wird durch die Kolonie verarbeitet und verdaut Personen verknüpft werden. Pollen ist in Wabenzellen und durch mikrobiell vermittelte Milchsäuregärung wird chemisch verändert gespeichert <sup&gt; 10.07. Das fermentierte Pollen wird als Bienenbrot. Es könnte genotypische Unterschiede zwischen den Unterarten in ihrer Fähigkeit, Nährstoffe aus dem Pollen sie sammeln und speichern zu erwerben und dies könnte Kolonie Wachstum und Überleben beeinflussen. Genotypische Auswirkungen auf die Lebensmittelverarbeitung und Nährstoff Erwerb haben in anderen Organismen dokumentiert was manche Menschen, mehr Nährstoffe und Kalorien als andere zu erhalten und verbrauchen dabei die gleichen Nahrungsmittel 11-14. Wir beschreiben hier verwendet, um die Zusammensetzung und den Verbrauch von Bienenbrei durch verschiedene Unterarten der Honigbienen gemacht vergleichen Methoden. Methoden, um die resultierenden Hämolymphe Protein-Titer bei Arbeiterinnen beschrieben sind zu messen. Frühere Studien über die Nährstoffzusammensetzung Bienenbrei wurden mit europäischen Honigbienen (EHB) 10,15,16 getan. Allerdings kann es Unterschiede in Bienenbrei von Bienen der verschiedenen Unterarten gemacht, selbst wenn sie auf der gleichen Pollen ernähren. EHB und AHB miteinander verglichen, da diese U-BootePecies haben unterschiedliche verhaltensmäßigen und physiologischen Unterschiede, die Lebensmittel- und Nährstofferfassung 17 in Zusammenhang stehen könnten. Einige der bemerkenswertesten Unterschiede sind, dass AHB sammeln und verbrauchen mehr Pollen als EHB und scheinen, um es leichter in Brut 18 umzuwandeln. AHB Kolonien haben höhere Schwärmen Raten als EHB und fliehen, wenn Nahrungsressourcen zu begrenzten 19-23. Flucht ist in EHB selten. AHB auch höhere Stoffwechselrate als EHB 24. Die Nahrungsgrundlage für die Kolonie-Pegeldifferenzen zwischen EHB und AHB könnte zu der Rate der Pollensammlung sowie dessen Nährstoffgehalt (zB Aminosäuren und Proteinen), nachdem es umgewandelt Bienenbrei hängen. Bienenbrei Verbrauch und das resultierende Protein Akquisition könnte auch eine Rolle in der Kolonie-Niveauunterschiede zwischen EHB und AHB zu spielen. Mit den entwickelten Methoden, EHB und AHB gemacht Bienenbrei aus demselben Pollenquelle. Die Bienenbrot wurde dann zurück auf die Bienen gefüttert each Unterart und kann bestimmen, ob Bienen erwerben Protein aus beebread in einer Weise kennzeichnend für deren Unterarten oder an die Source des beebread.

<table><tbody><tr><td>waterproof double junction pH spear&amp;nbsp;</td><td>Thermo Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Coffee Grinder</td><td>Mr. Coffee&amp;nbsp;</td><td>model 1DS77</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&#039;s phosphate buffer solution</td><td>Emd-millipore</td><td>BSS-1005-B</td><td></td></tr><tr><td>EIA/RIA polystyrene plate</td><td>Sigma-Aldrich-Corning</td><td>CLS3590-100EA</td><td></td></tr><tr><td>microcapillary pipets</td><td>Kimble Glass Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Quick Start Bradford Protein Assay Kit 2&amp;nbsp;</td><td>Bio-Rad</td><td>#500-0202</td><td></td></tr><tr><td>Spectrophotometer</td><td>Biotek Synergy HT&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mass Selective Detector&amp;nbsp;</td><td>Agilent</td><td>5973N</td><td></td></tr><tr><td>HLB cartridge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>gas chromatograph&amp;nbsp;</td><td>Agilent</td><td>6930</td><td></td></tr><tr><td>&amp;nbsp;gas chromatography column&amp;nbsp;</td><td>A J&amp;amp;W Scientific&amp;nbsp;</td><td>DB-1701</td><td></td></tr><tr><td>d&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;-alanine&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>488917</td><td></td></tr><tr><td>d&lt;sub&gt;23&lt;/sub&gt;-lauric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>451401</td><td></td></tr><tr><td>&lt;sup&gt;13&lt;/sup&gt;C&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;-glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>389374</td><td></td></tr><tr><td>Pyridine&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270970</td><td></td></tr><tr><td>N,O-Bis (trimethylsilyl)trifluoroacetamide +&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trimethylchlorosilane (BSTFA + TMCS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>33148</td><td></td></tr><tr><td>Perfluorotributylamine (PFTBA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>442747-U</td><td></td></tr><tr><td>&lt;sup&gt;d39&lt;/sup&gt;-arachidiac acid</td><td>Cambridge Isotope&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

methods for comparing nutrients in beebread made by africanized and european honey bees and the effects on hemolymph protein titers

Honigbienen zu erhalten Nährstoffe aus Pollen sie sammeln und speichern im Bienenstock als Bienenbrot. Wir entwickelten Methoden, um die Pollenquelle, die Bienen sammeln und zu konvertieren, indem Kolonien in einem speziell konstruierten geschlossenen Fluggebiet Bienenbrei steuern. Es wurden Methoden entwickelt, um das Protein und Aminosäurezusammensetzung der Pollen und beebread analysieren. Wir beschreiben auch, wie Verbrauch des Bienenbrei wurde gemessen und Verfahren zur Behandlung von erwachsenen Arbeitnehmer Biene Hämolymphe Protein-Titer nach der Fütterung auf Bienenbrei für 4, 7 und 11 Tage nach dem Auflaufen zu bestimmen. Methoden wurden angewandt, um festzustellen, ob Genotyp beeinflusst die Umwandlung von Pollen Bienenbrot und das Tempo der Bienen verbrauchen und Protein zu erwerben von ihm. Zwei Unterarten (europäischen und Africanized Honigbienen; EHB und AHB) wurden mit demselben Pollenquelle zur Verfügung gestellt. Auf Basis der entwickelten Methoden, Bienenbrei von beiden Unterarten gemacht hatten niedrigere Proteinkonzentrationen und pH-Werte als die Pollen. Im Allgemeinen Aminosäure conzent in Bienenbrei entweder EHB oder AHB gemacht waren ähnlich und trat auf höheren Ebenen in Bienenbrei als im Pollen. Sowohl AHB und EHB verbraucht deutlich mehr der Bienenbrei von AHB als durch EHB gemacht. Obwohl EHB und AHB verbraucht ähnliche Mengen von jeder Art von Bienenbrot waren Hämolymphe Proteinkonzentrationen in AHB höher als in EHB. Unterschiede in der Protein Erwerb von AHB und EHB Umwelt Anpassungen an die geografische Region, in der jeweils Unterarten entwickelt Zusammenhang widerspiegeln könnten. Diese Unterschiede könnten auf die erfolgreiche Etablierung der AHB Populationen in der Neuen Welt wegen der Auswirkungen auf die Brutaufzucht und Koloniewachstum beitragen.

<html> Bienenbrei wurde in -80 ° C für weniger als einen Monat, bevor für pH und Proteinkonzentration analysiert gespeichert und für etwa 4 Monate vor der Aminosäureanalyse. Bienenbrei unterschied sich von der Pollen im pH und der Proteinkonzentration (Abbildung 1). Der pH beebread niedriger war als der Pollen wurde die Proteinkonzentration. Sowohl EHB und AHB verbraucht mehr ABB als EBB (Abbildung 2). Niveaus von löslichem Protein in der Hämolymphe von AHB waren signifikant höher als EHB unabhängig von der Art der Bienenbrot sie verbraucht ist (Abbildung 3). Diese Unterschiede in der Hämolymphe Proteinniveaus auftrat, obwohl EHB und AHB verbraucht ähnliche Mengen von jeder Art von Bienenbrot. Das Alter der Bienen zum Zeitpunkt der Probenahme erheblich beeinträchtigt lösliches Protein-Konzentrationen in der Hämolymphe. Verglichen mit Tag-7 oder 11, die nicht unterschied Proteinkonzentrationen waren deutlich niedriger in Tag-4 Bienen. _content &quot;&gt; Von den 10 Aminosäuren, die essentiell für Honigbienen, alle außer Histidin wurden im Pollen nachgewiesen. In den meisten Fällen waren die Aminosäurekonzentrationen in beebread gemessen höher ist als in den Pollen (Abbildung 4). Beispielsweise werden Konzentrationen von Leucin und Threonin waren ungefähr 60% höher im Vergleich beebread mit Pollen und Valin-Konzentrationen waren etwa 25% höher. Alanin wurden Asparaginsäure, Glutamin und Methionin Ebenen auch beebread höher als in Pollen. Aminosäuren Konzentrationen nicht wesentlich zwischen unterschiedlich ABB und EBB mit Ausnahme von Phenylalanin und Cystein. Phenylalanin Werte waren etwa doppelt so hoch im Vergleich zu ABB entweder EBB oder Pollen. Cystein-Konzentrationen waren niedriger in EBB im Vergleich zu ABB oder Pollen. Tryptophan war die einzige Aminosäure, die in höheren Konzentrationen in Pollen als in EBB oder ABB. Die Konzentrationen von Prolin in Pollen und ABB waren höher als in EBB. Abbildung 1: Vergleich der pH-Wert (A) und löslichen Proteinkonzentrationen (B) in Pollen und Bienenbrot von europäischen (EHB) oder Africanized (AHB) Honigbienen gemacht. Der pH-Wert von Pollen war signifikant höher als die beebread durch Varianzanalyse bestimmt (F 2,12 = 3725, p &lt;0,0001), gefolgt von einer Tukeys W- Fachvergleichstest. Die Proteinkonzentration in Pollen war signifikant höher als in beebread durch EHB (EBB) oder AHB (ABB) hergestellt (F 2,27 = 16,49; p &lt;0,0001). Mittel, gefolgt von dem gleichen Buchstaben sind nicht auf dem Niveau 0,05 signifikant unterschiedlich. <img alt="Abbildung 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52448/52448fig2highres.jpg" width="600" /> Bild 2: Der durchschnittliche Anteil der cells Bienenbrei, die vollständig über eine 11 Tage-Intervall von caged Bienen verbraucht wurden enthält. Die Bienenbrei wurde entweder von europäischen (EHB) oder Africanized (AHB) Bienen mit dem gleichen Pollenquelle gemacht. Die Mittelwerte wurden aus fünf Käfige jeder Behandlung geschätzt; die mit dem gleichen Buchstaben sind nicht auf dem Niveau 0,05 signifikant, wie durch eine Varianzanalyse (F 3,16 = 7,3, p = 0,003) und W Tukey bestimmt. Dieses Bild wurde von 25 modifiziert. <img alt="Figur 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52448/52448fig3highres.jpg" width="600" /> Abbildung 3: Die durchschnittliche Konzentration des Proteins in der Hämolymphe von europäischen (EHB) oder Africanized (AHB) Honigbienen gefüttert Bienenbrei von europäischen (EBB) oder Africanized (ABB) Bienen für 4, 7 und 11 Tagen Eine wiederholte Messungen Analyse. Varianz angegeben signifikanten Unterschiede zwischen den 4 treatment Gruppen (F 3,20 = 19,7, p &lt;0,001). Levels von löslichem Protein in AHB gefüttert ABB deutlich über EHB gefüttert ABB (p = 0,008) oder EBB (p = 0,018). Das Alter der Bienen zum Zeitpunkt der Probenahme erheblich beeinträchtigt lösliches Protein-Konzentrationen in der Hämolymphe. Verglichen mit Tag-7 (p &lt;0,0001) und 11 (p = 0,001) Ebenen waren deutlich niedriger in Tag-4 Bienen. Tag 7 und Tag 11 Bienen unterschieden sich nicht (p = 0,149). Diese Zahl hat sich von 25 modifiziert. <img alt="4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52448/52448fig4highres.jpg" width="600" /> Abb. 4: Die Konzentrationen von Aminosäuren (ug pro Gramm Pollen oder Bienenbrot) in Pollen oder die Bienenbrot daraus EBB besteht Bienenbrei von europäischen Bienen und ABB wurde von Africanized Bienen. Tryptophan, Cystein, Phenylalanin und Prolin wurden separat zum Zwecke der Klarheit in pre aufgetragensenting ihre Mengen. Diese Zahl hat sich von 25 modifiziert.

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Methods for Comparing Nutrients in Beebread Made by Africanized and European Honey Bees and the Effects on Hemolymph Protein Titers

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.

Methoden zum Vergleich der Nährstoffe in Bienenbrot Hergestellt von Africanized und europäischen Honigbienen und die Auswirkungen auf die Hämolymphe Protein Titer

Honey bees obtain nutrients from pollen they collect and store in the hive as beebread. We developed methods to control the pollen source that bees ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Biology

10.6K Aufrufe.  USDA-ARS. 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. 

Serie: Methods for Comparing Nutrients in Beebread Made by Africanized and European Honey Bees and the Effects on Hemolymph Protein Titers

Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered &#34;bee-safe,&#34; there is mounting evidence that fungicide residues in pollen are associated with bee declines (for both honey and bumble bee species). While the mechanisms remain relatively unknown, researchers have speculated that bee-microbe symbioses are involved. Microbes play a pivotal role in the preservation and/or processing of pollen, which serves as nutrition for larval bees. By altering the microbial community, it is likely that fungicides disrupt these microbe-mediated services, and thereby compromise bee health. This manuscript describes the protocols used to investigate the indirect mechanism(s) by which fungicides may be causing colony decline. Cage experiments exposing bees to fungicide-treated flowers have already provided the first evidence that fungicides cause profound colony losses in a native bumble bee (Bombus impatiens). Using field-relevant doses of fungicides, a series of experiments have been developed to provide a finer description of microbial community dynamics of fungicide-exposed pollen. Shifts in the structural composition of fungal and bacterial assemblages within the pollen microbiome are investigated by next-generation sequencing and metagenomic analysis. Experiments developed herein have been designed to provide a mechanistic understanding of how fungicides affect the microbiome of pollen-provisions. Ultimately, these findings should shed light on the indirect pathway through which fungicides may be causing colony declines.

Microbial consortia within bumble bee hives enrich and preserve pollen for bee larvae. Using next generation sequencing, along with laboratory and field-based experiments, this manuscript describes protocols used to test the hypothesis that fungicide residues alter the pollen microbiome, and colony demographics, ultimately leading to colony loss.

Empirische, metagenomischen und Computertechniken beleuchten die Mechanismen, durch welche Fungizide Kompromiss Bienengesundheit

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered ...

Forschung

Umwelt

Evaluating the Effect of Environmental Chemicals on Honey Bee Development from the Individual to Colony Level

The presence of pesticides in the beekeeping environment is one of the most serious problems that impacts the life of a honey bee. Pesticides can be brought back to the beehive after the bees have foraged on flowers that have been sprayed with pesticides. Pesticide contaminated food can be exchanged between workers which then feed larvae and therefore can potentially affect the development of honey bees. Thus, residual pesticides in the environment can become a chronic damaging factor to honey bee populations and gradually lead to colony collapse. In the presented protocol, honey bee feeding methods are described and applied to either an individual honey bee or to a colony. Here, the insect growth regulator (IGR) pyriproxyfen (PPN), which is widely used to control pest insects and is harmful to the development of honey bee larvae and pupae, is used as the pesticide. The presenting procedure can be applied to other potentially harmful chemicals or honeybee pathogens for further studies.

Herein we present a method to feed pesticide contaminated food to both an individual honey bee and a beehive colony. The procedure evaluates the pesticide effect on individual honey bees by in vivo feeding of basic larval diet and also on the natural condition of beehive colony.

Die Bewertung der Wirkung von Umweltchemikalien auf Honig-Bienen-Entwicklung von der Person zu Colony Ebene

The presence of pesticides in the beekeeping environment is one of the most serious problems that impacts the life of a honey bee. Pesticides can be ...

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

Although solitary bees provide crucial pollination services for wild and managed crops, this species-rich group has been largely overlooked in pesticide regulation studies. The risk of exposure to fungicide residues is likely to be especially high if the spray occurs on, or near host plants while the bees are collecting pollen to provision their nests. For species of Osmia that consume pollen from a select group of plants (oligolecty), the inability to use pollen from non-host plants can increase their risk factor for fungicide-related toxicity. This manuscript describes protocols used to successfully rear oligolectic mason bees, Osmia ribifloris sensu lato, from egg to prepupal stage within cell culture plates under standardized laboratory conditions. The in vitro-reared bees are subsequently used to investigate the effects of fungicide exposure and pollen source on bee fitness. Based on a 2 &#215; 2 fully crossed factorial design, the experiment examines the main and interactive effects of fungicide exposure and pollen source on larval fitness, quantified by prepupal biomass, larval developmental time, and survivorship. A major advantage of this technique is that using in vitro-reared bees reduces natural background variability and allows the simultaneous manipulation of multiple experimental parameters. The described protocol presents a versatile tool for hypotheses testing involving the suite of factors affecting bee health. For conservation efforts to be met with significant, lasting success, such insights into the complex interplay of physiological and environmental factors driving bee declines will prove to be critical.

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

Fungicide sprays on flowering plants may expose solitary bees to high concentrations of pollen-borne fungicide residues. Using laboratory-based experiments involving in vitro-reared bee larvae, this study investigates the interactive effects of consuming fungicide-treated pollen derived from host and non-host plants.

In-vitro- Aufzucht von Solitärbienen: ein Werkzeug für die Beurteilung der Larven Risikofaktoren

Although solitary bees provide crucial pollination services for wild and managed crops, this species-rich group has been largely overlooked in pesticide ...

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee (Apis mellifera) Workers

The nurse hypopharyngeal glands produce the protein fraction of the worker and royal jelly that is fed to developing larvae and queens. These paired glands that are located in the head of the bee are highly sensitive to the quantity and quality of pollen and pollen substitutes that the nurse bee consumes. The glands get smaller when nurses are fed deficient diets and are large when they are fed complete diets. Because nurse hypopharyngeal gland size is a robust indicator of nurse nutrition, it is essential that those studying honey bee nutrition know how to measure these glands. Here, we provide detailed methods for dissecting, staining, imaging, and measuring nurse bee hypopharyngeal glands. We present comparisons of unstained and stained tissue and data that were used to study the impact of pollen on gland size. This method has been used to test how diet impacts hypopharyngeal gland size but has further use for understanding the role of these glands in hive health.

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee Apis mellifera Workers

Hypopharyngeal gland acinus size is a robust measure of nurse honey bee nutrition. Here, we provide a detailed protocol for dissecting, staining, imaging, and measuring nurse bee hypopharyngeal gland acini.

Messung der Schlunddrüsen Drüse Acinus Größe in Honigbiene (Apis Mellifera) Arbeitnehmer

The nurse hypopharyngeal glands produce the protein fraction of the worker and royal jelly that is fed to developing larvae and queens. These paired ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from flowering plants. Only a few studies have described the gustatory responses of bees toward toxins in food, and these experiments have mainly used the proboscis extension response on restrained honey bees. Here, a new behavioral assay is presented for measuring the feeding responses of freely-moving, individual worker bumble bees to nutrients and toxins. This assay measures the amount of solution ingested by each bumble bee and identifies how tastants in food influence the microstructure of the feeding behavior.
The solutions are presented in a microcapillary tube to individual bumble bees that have been previously starved for 2-4 hr. The behavior is captured on digital video. The fine structure of the feeding behavior is analyzed by continuously scoring the position of the proboscis (mouthparts) from video recordings using event logging software. The position of the proboscis is defined by three different behavioral categories: (1) proboscis is extended and in contact with the solution, (2) proboscis is extended but not in contact with the solution and (3) proboscis is stowed under the head. Furthermore the speed of the proboscis retracting away from the solution is also estimated.
In the present assay the volume of solution consumed, the number of feeding bouts, the duration of the feeding bouts and the speed of the proboscis retraction after the first contact is used to evaluate the phagostimulatory or the deterrent activity of the compounds tested.
This new taste assay will allow researchers to measure how compounds found in nectar influence the feeding behavior of bees and will also be useful to pollination biologists, toxicologists and neuroethologists studying the bumble bee&#39;s taste system.

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

A Novel Verhaltenstest Gustatory Antworten einzelner, frei beweglichen Bumble Bees zur Untersuchung (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

Neurowissenschaften

Preparation of Single-cohort Colonies and Hormone Treatment of Worker Honeybees to Analyze Physiology Associated with Role and/or Endocrine System

Honeybee workers are engaged in various tasks related to maintaining colony activity. The tasks of the workers change according to their age (age-related division of labor). Young workers are engaged in nursing the brood (nurse bees), while older workers are engaged in foraging for nectar and pollen (foragers). The physiology of the workers changes in association with this role shift. For example, the main function of the hypopharyngeal glands (HPGs) changes from the secretion of major royal jelly proteins (MRJPs) to the secretion of carbohydrate-metabolizing enzymes. Because worker tasks change as the workers age in typical colonies, it is difficult to discriminate the physiological changes that occur with aging from those that occur with the role shift. To study the physiological changes in worker tissues, including the HPGs, in association with the role shift, it would be useful to manipulate the honeybee colony population by preparing single-cohort colonies in which workers of almost the same age perform different tasks. Here we describe a detailed protocol for preparing single-cohort colonies for this analysis. Six to eight days after single-cohort colony preparation, precocious foragers that perform foraging tasks earlier than usual appear in the colony. Representative results indicated role-associated changes in HPG gene expression, suggesting role-associated HPG function. In addition to manipulating the colony population, analysis of the endocrine system is important for investigating role-associated physiology. Here, we also describe a detailed protocol for treating workers with 20-hydroxyecdysone (20E), an active form of ecdysone, and methoprene, a juvenile hormone analogue. The survival rate of treated bees was sufficient to examine gene expression in the HPGs. Gene expression changes were observed in response to 20E- and/or methoprene-treatment, suggesting that hormone treatments induce physiological changes of the HPGs. The protocol for hormone treatment described here is appropriate for examining hormonal effects on worker physiology.

Here we describe our detailed protocol for the preparation of single-cohort honeybee colonies&#160;&#8211; a useful tool for analyzing the role-associated worker physiology. We also describe detailed protocols for treating workers with juvenile hormone and ecdysone to evaluate the involvement of these hormones in the regulation of worker behavior and/or physiology.

Erstellung von Einzel-Kohorte Kolonien und Hormonbehandlung von Arbeitshonigbienen Physiologie Assoziierte Analysieren mit Rolle und / oder endokrine System

Honeybee workers are engaged in various tasks related to maintaining colony activity. The tasks of the workers change according to their age (age-related ...

Obtaining Specimens with Slowed, Accelerated and Reversed Aging in the Honey Bee Model

Societies of highly social animals feature vast lifespan differences between closely related individuals. Among social insects, the honey bee is the best established model to study how plasticity in lifespan and aging is explained by social factors.
The worker caste of honey bees includes nurse bees, which tend the brood, and forager bees, which collect nectar and pollen. Previous work has shown that brain functions and flight performance senesce more rapidly in foragers than in nurses. However, brain functions can recover, when foragers revert back to nursing tasks. Such patterns of accelerated and reversed functional senescence are linked to changed metabolic resource levels, to alterations in protein abundance and to immune function. Vitellogenin, a yolk protein with adapted functions in hormonal control and cellular defense, may serve as a major regulatory element in a network that controls the different aging dynamics in workers.
Here we describe how the emergence of nurses and foragers can be monitored, and manipulated, including the reversal from typically short-lived foragers into longer-lived nurses. Our representative results show how individuals with similar chronological age differentiate into foragers and nurse bees under experimental conditions. We exemplify how behavioral reversal from foragers back to nurses can be validated. Last, we show how different cellular senescence can be assessed by measuring the accumulation of lipofuscin, a universal biomarker of senescence.
For studying mechanisms that may link social influences and aging plasticity, this protocol provides a standardized tool set to acquire relevant sample material, and to improve data comparability among future studies.

In honey bee workers, aging depends on social behaviors rather than on chronological age. Here we show how worker-types with very different aging patterns can be obtained and analyzed for cellular senescence.

Beziehen Proben mit verlangsamt, Beschleunigte und Umge Aging in der Honig-Bienen-Modell

Societies of highly social animals feature vast lifespan differences between closely related individuals. Among social insects, the honey bee is the best ...

Biologie

Monitoring Colony-level Effects of Sublethal Pesticide Exposure on Honey Bees

The effects of sublethal pesticide exposure to honey bee colonies may be significant but difficult to detect in the field using standard visual assessment methods. Here we describe methods to measure the quantities of adult bees, brood, and food resources by weighing hives and hive parts, by photographing frames, and by installing hives on scales and with internal sensors. Data from these periodic evaluations are then combined with running average and daily detrended data on hive weight and internal hive temperature. The resulting datasets have been used to detect colony-level effects of imidacloprid applied in a sugar syrup as low as 5 parts per billion. The methods are objective, require little training, and provide permanent records in the form of sensor output and photographs.

Sublethal doses of pesticides may affect colonies in ways that are difficult to detect using only periodic or visual methods. Methods to measure total adult bee mass, brood, and food resources by weighing hives and hive parts, photographing frames, and installing sensors, are provided. Data analysis is also addressed.

Überwachung der Kolonie-Ebene Auswirkungen der subletalen Schädlingsbekämpfungsmittelbelichtung auf Honigbienen

The effects of sublethal pesticide exposure to honey bee colonies may be significant but difficult to detect in the field using standard visual assessment ...

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee (Bombus) Hive Entrances

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis. This has traditionally been done by netting foragers at nest entrances or on flowers, chilling the bees on ice, and then removing the pollen loads from the corbiculae with forceps or a brush. This method is time and labor intensive, may alter normal foraging behavior, and can result in stinging incidents for the worker performing the task. Pollen traps, such as those used on honey bee hives, collect pollen by dislodging corbicular pollen loads from the legs of workers as they pass through screens at the nest entrance. Traps can remove a large quantity of pollen from returning forager bees with minimal labor, yet to date no such trap is available for use with bumble bee colonies. Workers within a bumble bee colony can vary in size making size selection of entrances difficult to adapt this mechanism to commercially reared bumble bee hives. Using 3D printing design programs, we created a pollen trap that successfully removes the corbicular pollen loads from the legs of returning bumble bee foragers. This method significantly reduces the amount of time required by researchers to collect pollen from bumble bee foragers returning to the colony. We present the design, results of pollen removal efficiency tests, and suggest areas of modifications for investigators to adapt traps to a variety of bumble bee species or nest box designs.

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee Bombus Hive Entrances

We present a non-lethal and automated mechanism to collect pollen from bumble bee (Bombus) workers returning to a hive. Instructions for producing, preparing, installing and using the devices are included. By using 3D-printed objects, modification to the design was timely, efficient and allowed for quick turnaround for testing.

Eine 3D-gedruckte Pollenfalle für Hummel (Bombus) Bienenstockeingänge

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis.  ...

Assessing Agrochemical Risk to Mated Honey Bee Queens

Current risk assessment strategies for honey bees rely heavily upon laboratory tests performed on adult or immature worker bees, but these methods may not accurately capture the effects of agrochemical exposure on honey bee queens. As the sole producer of fertilized eggs inside a honeybee colony, the queen is arguably the most important single member of a functioning colony unit. Therefore, understanding how agrochemicals affect queen health and productivity should be considered a critical aspect of pesticide risk assessment. Here, an adapted method is presented to expose honey bee queens and worker queen attendants to agrochemical stressors administered through a worker diet, followed by tracking egg production in the laboratory and assessing first instar eclosion using a specialized cage, referred to as a Queen Monitoring Cage. To illustrate the method&#39;s intended use, results of an experiment in which worker queen attendants were fed diet containing sublethal doses of imidacloprid and effects on queens were monitored are described.

This protocol was developed to enhance the understanding of how agrochemicals affect honey bee (Apis mellifera) reproduction by establishing methods to expose honey bee queens and their worker caretakers to agrochemicals in a controlled, laboratory setting and carefully monitoring their relevant responses.

Bewertung des agrochemischen Risikos für gepaarte Honigbienenköniginnen

Current risk assessment strategies for honey bees rely heavily upon laboratory tests performed on adult or immature worker bees, but these methods may not ...