Summary

Valutare l'effetto delle sostanze chimiche ambientali su Honey Bee sviluppo dall'individuo alla colonia Livello

Published: April 01, 2017
doi:

Summary

Qui vi presentiamo un metodo per alimentare antiparassitario alimenti contaminati sia un individuo ape e una colonia alveare. La procedura valuta l'effetto dei pesticidi sulle singole api mellifere in vivo l'alimentazione della dieta larvale di base e anche la condizione naturale della colonia dell'alveare.

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

La presenza di pesticidi nell'ambiente è uno dei problemi più gravi che l'impatto della vita di un'ape 1, 2, 3. Diversi studi hanno dimostrato la presenza di residui di pesticidi comuni in colonie di api mellifere e prodotti delle api. A Taiwan, l'applicazione di pesticidi media era 11-12 kg / ha ogni anno (2005-2013). La quantità di pesticidi utilizzati a Taiwan è superiore a quella dei paesi dell'UE, ei paesi dell'America Latina 4, 5. In altre parole, l'ambiente all'apicoltura sta soffrendo gravi sollecitazioni di pesticidi, soprattutto a Taiwan e forse anche in altri paesi.

Il miele ape mellifera è uno dei principali impollinatori nei sistemi agricoli 6 e produce anche prodotti pregiati come miele. Tuttavia, le api sono manifestazioniEd a vari pesticidi e questi pesticidi può essere riportato al alveari dopo foraggiamento sui fiori che sono stati spruzzati con pesticidi quando si raccolgono nettare e polline 7, 8. Essi inoltre possono essere esposti ai pesticidi dagli apicoltori stessi che mirano a controllare i problemi dei parassiti all'interno delle arnie 9, 10, 11. Perché il miele delle api larve sono alimentati da api nutrici per il loro sviluppo, le larve, droni e perfino la regina può essere esposto a questi nettari pesticidi contaminati e polline 12. La tossicità dei vari pesticidi per le api deve essere affrontato 13.

Molti sforzi sono stati fatti per valutare le emissioni di residui di pesticidi ambientali. Yang et al. testato l'influenza del imidacloprid insetticidi neurotossici sullo sviluppo di miele delle api larve nelalveare e ha riferito che una dose sub-letali di imidacloprid ha provocato un comportamento associativo olfattiva delle api adulte 14. Inoltre, Urlacher et al. ha esaminato gli effetti sub-letali di una pesticidi organofosfati, clorpirifos, sulle prestazioni di apprendimento un miele di ape operaia in condizioni di laboratorio 15. Nel nostro studio precedente, abbiamo valutato l'impatto di un regolatore di crescita degli insetti (IGR), piriprossifen (PPN), su api da miele larvali 16.

In questo documento, presentiamo metodi per valutare gli effetti chimici sullo sviluppo delle api. Miele metodi di alimentazione ape sono stati descritti ed applicati sia singole api mellifere o ad una colonia. In un primo momento, abbiamo provato diverse concentrazioni di pesticidi contaminato dieta larvale di base (BLD) di larve nelle colonie per valutare l'impatto del pesticida sulle singole api mellifere in vivo. Si è quindi proceduto a simulare la Condit naturaliioni del pesticida utilizzando lo sciroppo di pesticidi contaminati all'interno di alveari. In questo metodo, PPN, che è ampiamente usato contro insetti parassiti 17 ed è dannoso per lo sviluppo di miele api larve e pupe 16, 18, 19, sarà un indicatore per rappresentare l'effetto negativo del pesticida nel campo.

Protocol

1. preparativi Fare 1 L di 50% sciroppo di zucchero. Sciogliere 1 kg saccarosio in 1 L DDH 2 O. Preparare la soluzione piriprossifen (PPN) in BLD. Rendere 1,1 L di 10.000 ppm PPN soluzione madre e diluire 100 ml di soluzione PPN in 1 L sterilizzato DDH 2 O. Conservare a 4 ° C. Diluire la soluzione madre PPN a concentrazioni finali di 0,1, 1, 10 e 100 mg / kg (ppm) nella BLD per il seguente esperimento. Fare PPN-sciroppo (per il livello di colonia). Diluire …

Representative Results

Per la prova sul campo miele ape, una regina era limitato alla sezione 4-struttura per la deposizione delle uova. Questa fase potrebbe aumentare la densità covata in un frame e facilitare osservazioni successive. Ogni trattamento è stato etichettato, e lo sviluppo delle api stato chiaramente osservato attraverso un vetrino trasparente. In vivo alimentazione di PPN-BLD al miele api larve dell'alveare è stata eseguita per valutare con precisione l'influenza della PPN su…

Discussion

Il metodo di deposizione delle uova queen-limitata e il metodo queen-scambio sono passaggi critici per la creazione di gruppi di api per le prove sul campo all'interno di questo protocollo. Il metodo regina limitata ovodeposizione permette la sincronizzazione del ciclo di vita delle api. Di conseguenza, i ricercatori possono selezionare 1 giorno-vecchio larve della stessa età per il trattamento con diverse dosi di pesticidi. Per il metodo francese, lo scambio, la regina è stato scambiato tra la parte A (4 fotogram…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questa ricerca è stata sostenuta da Grant 105AS-13.2.3-BQ-B1 dal Bureau of animali e piante di ispezione sanitaria e la quarantena, il Consiglio per l'Agricoltura, Executive Yuan e Grant 103-2313-B-197-002-MY3 dal Ministero della Scienza e della Tecnologia (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

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Tsai, W. T. Analysis of coupling the pesticide use reduction with environmental policy for agricultural sustainability in Taiwan. Environ. & Pollut. 2, 59-65 (2013).
  5. Weng, Z. H. Pesticide market status and development trend (in Chinese). PRIDE. , (2016).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Crane, E., Walker, P. . The impact of pest management on bees and pollination. , (1983).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Sanchez-Bayo, F., Goka, K. Pesticide residues and bees-a risk assessment. PLoS One. 9 (4), e94482 (2014).
  13. Johnson, R. M., Ellis, M. D., Mullin, C. A., Frazier, M. Pesticides and honey bee toxicity-USA. Apidologie. 41, 312-331 (2010).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Vandenberg, J. D., Shimanuki, H. Technique for rearing worker honey bees in the laboratory. J. Apicult. Res. 26 (2), 90-97 (1987).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. Brouwers, E. V. M. Glucose/Fructose ratio in the food of honeybee larvae during caste differentiation. J. Apicult.Res. 23 (2), 94-101 (1984).
  28. 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).

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Cite This Article
Ko, C., Chen, Y., Nai, Y. Evaluating the Effect of Environmental Chemicals on Honey Bee Development from the Individual to Colony Level. J. Vis. Exp. (122), e55296, doi:10.3791/55296 (2017).

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