הערכת ההשפעה של כימיקלים סביבתיים על התפתחות דבורת דבש מן הפרט אל רמת קולוני
Summary
בזאת אנו מציגים שיטה להאכיל מזון מזוהם דברה כדי הן דבורת דבש פרט מושבת כוורת. ההליך מעריך את השפעת הדברה על דבורים ודבש פרט על ידי in vivo האכלה של דיאטת זחל בסיסית גם על המצב הטבעי של מושבת כוורת.
Abstract
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.
Introduction
הנוכחות של חומרי הדברה בסביבה היא אחת הבעיות החמורות ביותר שמשפיע על חייו של דבורת דבש 1, 2, 3. מספר מחקרים הראו הנוכחות המשותפת של שאריות חומר הדברה ב מושבות דבורי דבש ומוצרי דבורים. בטייוואן, היישום הממוצע של חומרי הדברה היה 11-12 ק"ג / דונם כל שנה (מ -2005 כדי 2013). כמות חומרי ההדברה המשמשים בטייוואן גבוה מזה של מדינות האיחוד האירופי, ומדינות אמריקה הלטינית 4, 5. במילים אחרות, את הסביבה apicultural סובל מתח הדברה רצינית, במיוחד בטייוואן ואולי במדינות אחרות.
דבש הדבורה Apis mellifera הוא אחד המאביקים העיקריים במערכות חקלאיות 6 וזה גם מייצר מוצרים יקרים ערך כגון דבש. עם זאת, דבורים ודבש הם ירידיםאד לחומרי הדברה שונים וחומרי הדברה אלה ניתן להביא בחזרה כוורות לאחר ליקוט על פרחים כי רוססו בחומרי הדברה בעת איסוף צוף ואבקה 7, 8. הם גם יכולים להיות חשופים לחומרי הדברה על ידי דבוראים עצמם במטרה לשלוט בעיות מזיקות בתוך הכוורות 9, 10, 11. מכיוון זחלי דבורת דבש ניזונים דבורי אחות לפיתוח, הזחלים, מזל"טים שלהם ואפילו המלכה עלולה להיחשף תקטר ההדברה המזוהמת אלה אבקה 12. הרעילות של חומרי הדברה שונים כדי דבורי הדבש צריך להיות מטופל 13.
מאמצים רבים נעשו כדי להעריך את הבעיות של שאריות חומר הדברה סביבתיות. יאנג et al. בחנו את ההשפעה של imidacloprid הדברה הנוירו על התפתחות זחלי הדבורים דבשכוורת והדיווח כי מינון תת קטלני של imidacloprid הביא התנהגות אסוציאטיבית הרחה של הדבורים הבוגרות 14. כמו כן, Urlacher ואח. בחן את השפעות תת-קטלני של חומרי הדברה organophosphate, chlorpyrifos, על מופע הלמידה של דבורה עובדת דבש בתנאי מעבדה 15. במחקר הקודם שלנו, אנו הערכנו את ההשפעה של רגולטור התפתחות חרקים (IGR), pyriproxyfen (PPN), על דבורים ודבש זחל 16.
במאמר זה, אנו מציגים שיטות להערכת ההשפעות הכימיות על התפתחות דבורי דבש. שיטות האכלת דבורת הדבש תואר וכן להחיל גם דבורים ודבש פרט או למושבה. בתחילה, בדקנו ריכוזים שונים של דיאטת זחל בסיסית מזוהם דברה (BLD) על זחלים במושבות להעריך את ההשפעה של חומרי ההדברה על דבורים ודבש פרט in vivo. אנחנו מכן המשכנו לדמות את קונדיט הטבעייונים של חומרי ההדברה באמצעות סירופ מזוהם-הדברה בתוך כוורות. בשיטה זו, HBC, שנמצא בשימוש נרחב נגד חרקים מזיקים 17 ו מזיק להתפתחות זחלי דבש דבורים וגלמים 16, 18, 19, יהיה אינדיקטור לייצג את ההשפעה השלילית של חומרי ההדברה בתחום.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיטת ההטלה המוגבלת-המלכה והשיטה קווין חילופית הם שלבים קריטיים בהגדרת קבוצות דבורת דבש לבדיקות שדה בתוך פרוטוקול זה. שיטת ההטלה המוגבלת-המלכה מאפשרת סנכרון של מחזור החיים של דבורי דבש. כתוצאה מכך, חוקרים יכולים לבחור 1 זחלי היום בן אותו הגיל לטיפול עם מינונים שונים ש?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה מומן על ידי גרנט 105AS-13.2.3-BQ-B1 מן הלשכה חייה וצומח בריאות פיקוח הסגר, מועצת החקלאות, הפועל יואן גרנט 103-2313-B-197-002-MY3 מהמשרד המדע והטכנולוגיה (MOST).
Materials
| Honey bee box | SAN-YI Honey Factory | W1266 | Honeybees rearing |
| Queen excluder (between frames) | SAN-YI Honey Factory | I1575 | Queen limitation |
| Queen excluder (on top ) | SAN-YI Honey Factory | I1566 | Queen limitation on top |
| Bee brush | SAN-YI Honey Factory, Taiwan | W1414 | clean the bees on frame gently |
| Bee feeder | SAN-YI Honey Factory, Taiwan | P0219 | feed sugar syrup to colony |
| Transparent slide | Wan-Shih-Chei, Taiwan (http://www.mbsc.com.tw/a01goods.asp?s_id=40) | 1139 | Mark the larval area on the frames (Material: Polyethylene Terephthalate, PET) (Size= Length*Width*thick= 29.7mm*21mm*0.1mm) |
| 24 well tissu culture plate | Guangzhou Jet Bio-Filtration Co., Ltd | TCP011024 | Rearing pupae from extraction |
| Autoclave | Tomin medical equipmenco., LTD. | TM-321 | Make sterilized distilled deionized water (ddH2O) |
| P20 pipetman | Gilson | F123600 | Add PPN into bee larval food pool |
| Incubator | Yihder Co., Ltd. | LE-550RD | Rearing pupae from extraction |
| Kimwipes | COW LUNG INSTRUMENT CO., LTD | KCS34155 | Rearing pupae from extraction |
| Royal jelly | National Ilan University (NIU) | NIU | Make basic larval diet (BLD) |
| D-(+)-Glucose | Sigma | G8270 | Make basic larval diet (BLD) |
| D-(-)-Fructose | Sigma | F0127 | Make basic larval diet (BLD) |
| Yeast extract | CONDA, pronadisa | 1702 | Make basic larval diet (BLD) |
| Sucrose | Taiwan sugar coporation | E01071010 | Make sugar syrup for bee food |
| Pyriproxyfen (11%) | LIH-NUNG CHEMICAL CO.. LTD. | Registration No. 1937 | Insect growth regulator (IGR) used in the experiment |
References
- Ruffi nengo, S. R., et al. Integrated pest management to control Varroa destructor and its implications to Apis mellifera colonies. Zootecnia Trop. 32 (2), 149-168 (2014).
- Mullin, C. A., et al. High levels of miticides and agrochemicals in North American apiaries, implications for honey bee health. PLoS One. 5, e9754 (2010).
- Lu, C. A., Chang, C. H., Tao, L., Chen, M. Distributions of neonicotinoid insecticides in the Commonwealth of Massachusetts, a temporal and spatial variation analysis for pollen and honey samples. Environ. Chem. 13, 4-11 (2016).
- Tsai, W. T. Analysis of coupling the pesticide use reduction with environmental policy for agricultural sustainability in Taiwan. Environ. & Pollut. 2, 59-65 (2013).
- Weng, Z. H. Pesticide market status and development trend (in Chinese). PRIDE. , (2016).
- Kevan, P. G. Pollinators as bioindicators of the state of the environment, species, activity and diversity. Agric. Ecosys. Environ. 74 (1-3), 373-393 (1999).
- Kevan, P. G. Forest application of the insecticide fenitrothion and its effect on wild bee pollinators (Hymenoptera: Apoidea) of lowbush blueberries (Vaccinium SPP.) in Southern New Brunswick, Canada. Biol. Conserv. 7, 301-309 (1975).
- Crane, E., Walker, P. . The impact of pest management on bees and pollination. , (1983).
- Haouar, M., Decormis, L., Rey, J. Fluvalinate applied to flowering apple trees-contamination of honey-gathering bees and hive products. Agronomie. 10 (2), 133-137 (1990).
- Chauzat, M. P., et al. A survey of pesticide residues in pollen loads collected by honey bees in France. J. Econ. Entomol. 99 (2), 253-262 (2006).
- Bonzini, S., Tremolada, P., Bernardinelli, I., Colombo, M., Vighi, M. Predicting pesticide fate in the hive (part 1), experimentally determined τ-fluvalinate residues in bees, honey and wax. Apidologie. 42 (3), 378 (2011).
- Sanchez-Bayo, F., Goka, K. Pesticide residues and bees-a risk assessment. PLoS One. 9 (4), e94482 (2014).
- Johnson, R. M., Ellis, M. D., Mullin, C. A., Frazier, M. Pesticides and honey bee toxicity-USA. Apidologie. 41, 312-331 (2010).
- Yang, E. C., Chang, H. C., Wu, W. Y., Chen, Y. W. Impaired olfactory associative behavior of honeybee workers due to contamination of imidacloprid in the larval stage. PLoS One. 7, e49472 (2012).
- Urlacher, E., et al. Measurements of chlorpyrifos levels in forager bees and comparison with levels that disrupt honey bee odor-mediated learning under laboratory conditions. J. Chem. Ecol. 42 (2), 127-138 (2016).
- 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. J. Asia Pac. Entomol. 19 (3), 589-594 (2016).
- Dennehy, T. J., DrGain, B. A., Harpold, V. S., Brink, S. A., Nichols, R. L. . Whitefly Resistance to Insecticides in Arizona: 2002 and 2003 Results. , 1926-1938 (2004).
- Yang, E. C., Wu, P. S., Chang, H. C., Chen, Y. W. Effect of sub-lethal dosages of insecticides on honey bee behavior and physiology. , (2010).
- Fourrier, J., et al. Larval exposure to the juvenile hormone analog pyriproxyfen disrupts acceptance of and social behavior performance in adult honey bees. PLoS One. 10, e0132985 (2015).
- Hanley, A. V., Huang, Z. Y., Pett, W. L. Effects of dietary transgenic Bt corn pollen on larvae of Apis mellifera and Galleria mellonella. J. Apicult.Res. 42 (4), 77-81 (2003).
- Kaftanoglu, O., Linksvayer, T. A., Page, R. E. Rearing honey bees, apis mellifera, in vitro 1, effects of sugar concentrations on survival and development. J. Insect Sci. 11 (96), 1-10 (2011).
- Vandenberg, J. D., Shimanuki, H. Technique for rearing worker honey bees in the laboratory. J. Apicult. Res. 26 (2), 90-97 (1987).
- Peng, Y. S. C., Mussen, E., Fong, A., Montague, M. A., Tyler, T. Effects of chlortetracycline on honey bee worker larvae reared in vitro. J. Invertebr.Pathol. 60 (2), 127-133 (1992).
- Bitondi, M. M., Mora, I. M., Simoes, Z. L., Figueiredo, V. L. The Apis mellifera pupal melanization program is affected by treatment with a juvenile hormone analogue. J. Insect Physiol. 44 (5-6), 499-507 (1998).
- Zufelato, M. S., Bitondi, M. M., Simoes, Z. L., Hartfelder, K. The juvenile hormone analog pyriproxyfen affects ecdysteroid-dependent cuticle melanization and shifts the pupal ecdysteroid peak in the honey bee (Apis mellifera). Arthropod Struct. Dev. 29 (2), 111-119 (2000).
- Santos, A. E., Bitondi, M. M., Simoes, Z. L. Hormone-dependent protein patterns in integument and cuticular pigmentation in Apis mellifera during pharate adult development. J. Insect Physiol. 47 (11), 1275-1282 (2001).
- Brouwers, E. V. M. Glucose/Fructose ratio in the food of honeybee larvae during caste differentiation. J. Apicult.Res. 23 (2), 94-101 (1984).
- Howe, S. R., Dimick, P. S., Benton, A. W. Composition of freshly harvested and commercial royal jelly. J. Apicult. Res. 24 (1), 52-61 (1985).
