Методи порівняння поживних речовин у бджолиному хлібі, виготовлених африканськими та європейськими медоносними бджолами та

Анотація

Вступ

Харчування відіграє фундаментальну роль у здоров'ї та життєздатності бджолиних сімей та їх формуванні як популяцій. Харчові речовини, що надходять з їжі, забезпечують енергію та біохімічні компоненти, необхідні для вирощування розплоду, терморегуляції, пошуку їжі та імунної відповіді. Для бджолиних сімей поживні речовини, необхідні популяціям колоній, щоб рости та підтримувати своє здоров'я, надходять з нектару та пилку. Нектар забезпечує вуглеводи, а пилок забезпечує інші харчові потреби, такі як білки, ліпіди, вітаміни та мінерали.

Підвиди медоносних бджіл відрізняються за харчовими показниками на рівні колоній, таких як тривалість життя працівників, вирощування розплоду та механізми соціального імунітету 2-6. Ці відмінності можуть бути пов’язані з тим, як їжа, особливо пилок, обробляється колонією та перетравлюється особинами. Пилок знаходиться в стільникових клітинах і зберігається в хімічно зміненому стані за допомогою бродіння молочнокислої кислоти 07/10. Ферментовану пилок називають бджолиним хлібом. Між підвидами можуть існувати генотипові відмінності у здатності набувати поживні речовини з пилку, який вони збирають і зберігають, і це може вплинути на ріст та виживання колоній. Генотиповий вплив на переробку їжі та засвоєння поживних речовин зафіксував в інших організмах, що змушує одних людей отримувати більше поживних речовин і калорій, ніж інші, споживаючи ті самі продукти 11-14.

Протокол

1. Отримання бджолиного хліба AHB та EHB колоній

2. Годування бджіл у клітках

  1. Розмістіть запечатаний робочий розплід з колоній AHB та EHB в окремі клітини, що походять з екологічного приміщення, встановленого при температурі від 32 до 34 ° C і відносній вологості 40% .
  2. Коли робочі з’являться і їм виповниться приблизно 24 години, встановіть 12 клітин для біопроби з оргскла (розміри = 11,5 x 7,5 x 16,5 см 3) і додайте 100 щойно створених EMS або 100 новостворених робочих бджіл AHB кожна клітка. Помістіть частину гребінця з відомою кількістю клітин EBB або ABB (24-30 клітин на клітку) у кожну клітку, щоб створити наступні комбінації обробок: AHB годують ABB, EHB годують ABB, AHB годують EBB і EHB годують EBB . (4 процедури; 6 клітин на процедуру; 24 клітини загалом).
  3. Складено у флаконах з водою та 50% медом та водним розчином до обсягу на кожній клітці. Наповнюйте флакони з медом і водою щодня протягом 11-денного періоду дослідження.

3. Відбір зразків робочих бджіл та хліба з вуликів та оцінка споживання

  1. Зразок 10 нових перед тим, як посадити їх у клітини для працівників EHB та AHB. Побачте це як день бджіл 0, і вони служать основою для концентрації білка гемолімфи.
  2. Видаліть по 10 бджіл з кожної клітки після того, як їх годували на EBB або ABB протягом 4, 7 та 11 днів.
  3. Помістіть живих бджіл в окремі пробірки для мікроцентрифуг і покладіть на пакети з льодом. Виберіть під вибірку з чотирьох бджіл для аналізу концентрації білка гемолімфи.
  4. Після відбору проб бджіл на 11-й день підрахуйте кількість стільникових осередків, які все ще містять вулик. Це відносна міра споживання бджолиного хліба.
  5. Залишився вулик з осередків у кожній клітці і зберігайте в окремих пробірках мікроцентрифуги за кліткою. Зберігайте зразки бджолиного хліба при температурі -80 ° C, доки не буде проаналізована концентрація розчинного білка та вміст амінокислот.

4. Оцінка рН пилку та бджолиного хліба

  1. Візьміть шість випадкових 0,3 г зразків пилку, що подається бджолам в EFA, і розчиніть його в 300 мкл дистильованої води. Виміряйте рН водонепроникним подвійним перехресним списом рН з точністю до 0,01.
  2. Візьміть 0,3 г проби хліба з вулика, який залишився в кожній клітці після 11-денного періоду годування. Розчиніть бджолиний хліб у 300 мкл дистильованої води та виміряйте рН, як описано в пилку (4.1).

Репрезентативні результати

Вулик зберігали при -80 ° C менше місяця перед аналізом на рН та концентрацію білка та приблизно 4 місяці до аналізу амінокислот. Вулик відрізнявся від вулика пилком рН та концентрацією білка (Ілюстрація 1). РН бджолиного хліба був нижчим, ніж концентрація білка пилку. І EMS, і AHB використовують більше ABB, ніж EBB (Малюнок 2).

Рівень розчинного білка в гемолімфі AHB був значно вищим, ніж EHB, незалежно від типу вулика, який він споживав (Малюнок 3). Ці відмінності в рівні гемолімфного білка мали місце, навіть незважаючи на те, що EHB та AHB споживали однакову кількість від кожного типу вулика. Вік бджіл на момент відбору проб суттєво впливає на концентрацію розчинного білка в гемолімфі. Порівняно з 7-м або 11-м днем, концентрація недиференційованого білка була значно нижчою у бджіл 4-го дня.

_content "> З 10 амінокислот, необхідних для медоносних бджіл, усі, крім гістидину, були виявлені в пилку. У більшості випадків концентрації амінокислот, виміряні в бджолиному хлібі, були вищими, ніж у пилку (Малюнок 4). Наприклад, концентрація лейцину та треоніну була приблизно на 60% вищою в порівнянні з бджолиним хлібом з пилком та концентрацією валіну приблизно на 25%. Рівень аланіну, аспарагінової кислоти, глутаміну та метіоніну також був вищим, ніж у пилку. Концентрації амінокислот не суттєво відрізняються між ABB та EBB, за винятком фенілаланіну та цистеїну. Рівні фенілаланіну були приблизно вдвічі вищими порівняно з АВВ або ЕБВ, або пилком. Концентрації цистеїну були нижчими за EBB порівняно з ABB або пилком. Триптофан був єдиною амінокислотою, що міститься у більш високих концентраціях в пилку, ніж у EBB або ABB. Концентрації проліну в пилку та ABB були вищими, ніж у EBB.

порівняння
Ілюстрація 1: Порівняння рН (A) і концентрації розчинного білка (B) Виготовлений у пилку та бджолиному хлібі європейськими (EHB) або африканізованими (AHB) медоносними бджолами. PH пилку був значно вищим, ніж хліб, визначений дисперсійним аналізом (F 2,12 = 3725, p 25 модифікований.

методи
Рисунок 3: Середня концентрація білка в гемолімфі європейських (EHB) або африканських (AHB) медоносних бджіл, яких годували вуликом європейських (EBB) або африканізованих (ABB) бджіл протягом 4, 7 та 11 днів Одне повторне вимірювання аналіз. Дисперсія вказувала на значні відмінності між 4 групами лікування (F 3,20 = 19,7, p 25 модифікований.

методи
Рис. 4: Концентрація амінокислот (мкг на грам пилку або бджолиного хліба) в пилку або бджолиному хлібі з нього EBB складається Вулик виготовляли з європейських бджіл, а інжир - з африканізованих бджіл. Триптофан, цистеїн, фенілаланін і пролін були побудовані окремо для чіткості попередньої надсилання їх кількості. Цей номер змінився з 25.

Обговорення

Використовуючи описаний вище метод, ми виявили, що фірма бджолиного хліба AHB споживається у більшій кількості як AHB, так і EHB. Хоча EHB і AHB споживали однакову кількість кожного виду бджолиного хліба, AHB мав вищі титри гемолімфного білка. Висновки, що базуються на наших методах, були подібні до попередніх звітів, де рівень білка гемолімфи був вищим у AHB, ніж у EHB, хоча обох годували однаковими дієтами 26. Вимірюючи споживання EBB і ABB, які споживалися з різною швидкістю як в EHB, так і в AHB, було встановлено, що концентрація білка гемолімфи в кожному підвиді не збільшується за рахунок збільшення споживання їжі. Здається, існує плато для концентрації білка гемолімфи у віці бджіл-медсестер, і що встановлена ​​точка для плато вище у АГБ, ніж у ЕХБ.

Існує кілька важливих вимог до формування колоній бджолиного хліба, які оптимізують швидкість зберігання пилку. По-перше, колонії повинні обрамлятися відкритим розплодом. Без годування відкритим розплодом працівники не збиратимуть багато пилку. По-друге, колонія повинна бути без маток, щоб не було додаткового розплоду. Вирощування розплоду вимагає великої кількості пилку і зберігається лише надлишок пилку. У невеликих колоніях, створених в EFA, пилку як хліба з вуликами було б мало, якщо розмножувати зони розмноження, щоб колонії мали бути, можна зберігати без маточника. Врешті-решт, для виготовлення бджолиного хліба пилок повинен бути кукурудзяним вантажем, який збирається і зберігається в сотових клітинах. Коли пилок збирається в пиловловлювачі, його потрібно подрібнити до дрібного порошку, перш ніж він стане доступним для бджіл, щоб вони могли зібрати його у вигляді грубого навантаження.

Методи, що використовуються для вимірювання споживання вулика, дають якісні, а не абсолютні оцінки. Єдине споживання, яке було зараховано, було, коли осередки були повністю спорожнені від вулика. Більш точну оцінку загального споживання хліба з вулика можна отримати, вийнявши бджолиний хліб із осередків і приготувавши пиріг, який можна було зважити до і після періоду дослідження. Однак ми хотіли тримати вулик у комірках, щоб бджоли могли зосередитись на ньому, коли годують його в колонії і, можливо, продовжують обробляти протягом періоду дослідження. Різниця у вазі секцій гребінців до і після дослідження не використовується як оцінка споживання, оскільки вага збільшується, оскільки бджоли поміщають розведений мед, який їм подається, в деякі клітини.

Можливо, робітники також додали у вулик трохи розведеного меду. З цих причин клітини, що містять приблизно однакову кількість вулика, підраховували до і після періоду годівлі та проводили якісне вимірювання. Тим не менш, була вражаюча різниця між двома видами бджолиного хліба у кількості порожніх клітин АВВ порівняно з ЕВВ, підрахованим через 11 днів.

Методи, що використовувались для вимірювання концентрації білка, були подібними до тих, що були описані раніше для визначення впливу дієтичного білка на африканізованих та європейських бджіл 26. Як продовження процедури ми змогли оцінити розчинний білок у пилку та бджолиному хлібі. Ці методи дали результати, подібні до попередніх звітів 7,10,27. Наші результати надають додаткові докази того, що AHB засвоює дієтичний білок ефективніше, ніж EHB, і що це може бути ключовим фактором екологічного домінування AHB у більшості регіонів, куди вони іммігрували та встановили 30-32.