युक्त शहद मधुमक्खी क्वींस के लिए एग्रोकेमिकल जोखिम का आकलन
Summary
यह प्रोटोकॉल इस समझ को बढ़ाने के लिए विकसित किया गया था कि एग्रोकेमिकल्स शहद मधुमक्खी(एपीआईएस मेलिफेरा)प्रजनन को कैसे प्रभावित करते हैं, शहद मधुमक्खी रानियों और उनके कार्यकर्ता कार्यवाहक को नियंत्रित, प्रयोगशाला सेटिंग में एग्रोकेमिकल्स के लिए बेनकाब करने और उनकी प्रासंगिक प्रतिक्रियाओं की सावधानीपूर्वक निगरानी करने के तरीके स्थापित करके।
Abstract
शहद मधुमक्खियों के लिए वर्तमान जोखिम मूल्यांकन रणनीतियां वयस्क या अपरिपक्व कार्यकर्ता मधुमक्खियों पर किए गए प्रयोगशाला परीक्षणों पर काफी भरोसा करती हैं, लेकिन ये तरीके शहद मधुमक्खी रानियों पर एग्रोकेमिकल एक्सपोजर के प्रभावों को सही ढंग से कैप्चर नहीं कर सकते हैं। एक मधुमक् खी कॉलोनी के अंदर निषेचित अंडे के एकमात्र निर्माता के रूप में, रानी यकीनन एक कामकाजी कॉलोनी इकाई का सबसे महत्वपूर्ण एकल सदस्य है। इसलिए, यह समझना कि एग्रोकेमिकल्स रानी स्वास्थ्य और उत्पादकता को कैसे प्रभावित करते हैं, इसे कीटनाशक जोखिम आकलन का एक महत्वपूर्ण पहलू माना जाना चाहिए। यहां, एक अनुकूलित विधि एक कार्यकर्ता आहार के माध्यम से प्रशासित एग्रोकेमिकल तनाव के लिए शहद मधुमक्खी क्वींस और कार्यकर्ता रानी परिचरों का पर्दाफाश करने के लिए प्रस्तुत किया जाता है, इसके बाद प्रयोगशाला में अंडे के उत्पादन पर नज़र रखने और एक विशेष पिंजरे का उपयोग करके पहले इंस्टार eclosion का आकलन किया जाता है, जिसे रानी निगरानी पिंजरे के रूप में संदर्भित किया जाता है। विधि के इच्छित उपयोग को समझाने के लिए, एक प्रयोग के परिणाम जिसमें कार्यकर्ता रानी अटेंडेंट्स को इमिडाक्लोप्रिड की सबलथल खुराक और रानियों पर प्रभाव वाले आहार खिलाया गया था, उनकी निगरानी की गई थी।
Introduction
कृषि उत्पादों की वैश्विक मांग में वृद्धि के कारण, आधुनिक कृषि पद्धतियों को अक्सर फसल की पैदावार को कम करने या नुकसान पहुंचाने के लिए जानी जाने वाली कई कीटों को नियंत्रित करने के लिए एग्रोकेमिकल्स के उपयोग की आवश्यकता होती है1। इसके साथ ही, कई फल, सब्जी और अखरोट की फसलों के उत्पादक वाणिज्यिक शहद मधुमक्खी कालोनियों द्वारा प्रदान की जाने वाली परागण सेवाओं पर भरोसा करते हैं ताकि प्रचुर मात्रा में फसल की पैदावार सुनिश्चित की जा सके2। इन प्रथाओं के परिणामस्वरूप परागणक हो सकते हैं, जिनमें शहद मधुमक्खियां(एपिस मेलिफारा)शामिल हैं, कीटनाशक अवशेषों के हानिकारक स्तरों के संपर्क में आ सकते हैं3. साथ ही, शहद मधुमक्खी उपनिवेशों में परजीवी वरोआ विनाशक पतंग उपद्रव की व्यापक उपस्थिति के लिए अक्सर मधुमक्खी पालकों को अपने पित्ती के साथ माइटिड्स का इलाज करने की आवश्यकता होती है, जो कॉलोनी4,5,6के स्वास्थ्य और दीर्घायु पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है। कृषि रसायन उत्पादों के हानिकारक प्रभावों को कम करने और कम करने के लिए, उनके कार्यान्वयन से पहले शहद मधुमक्खियों के लिए उनकी सुरक्षा का पूरी तरह से मूल्यांकन करना आवश्यक है ताकि लाभकारी कीड़ों की रक्षा के लिए उनके उपयोग के लिए सिफारिशें की जा सकें।
वर्तमान में, पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA) शहद मधुमक्खी कीटनाशक जोखिम के लिए एक tiered जोखिम मूल्यांकन रणनीति पर निर्भर करता है, जो वयस्क मधुमक्खियों और कई बार शहद मधुमक्खी लार्वा7पर प्रयोगशाला परीक्षण शामिल है । यदि निचले स्तर की प्रयोगशाला परीक्षण विषाक्तता की चिंताओं को कम करने में विफल रहे हैं, तो उच्च स्तरीय क्षेत्र और अर्ध-क्षेत्र परीक्षण की सिफारिश की जा सकती है। हालांकि ये प्रयोगशाला परीक्षण कार्यकर्ता दीर्घायु पर एग्रोकेमिकल्स के संभावित प्रभावों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, वे जरूरी नहीं कि रानियों पर उनके प्रभावों का पूर्वानुमान लगा रहे हैं, जो जैविक रूप से8 और व्यवहार9श्रमिकों से काफी भिन्न हैं। इसके अलावा, मृत्यु दर से परे कीड़ों पर एग्रोकेमिकल्स के कई संभावित प्रभाव हैं, जो सामाजिक कीड़ों के लिए काफी परिणाम हो सकते हैं जो कॉलोनी इकाई10, 11के रूप में कार्य करने के लिए समन्वित व्यवहार पर भरोसा करते हैं।
यद्यपि मृत्यु दर कृषि रासायनिक कीटनाशकों का सबसे अधिक माना जाताप्रभावहै, लेकिनइन उत्पादों में परिवर्तन किए गएव्यवहार13, 14, 15,16,पुनर्विक्रियता या आकर्षित17,18,19,फीडिंगपैटर्न20,21, 22 सहित लक्ष्य और गैर-लक्षित आर्थ्रोपोड दोनों पर व्यापक प्रभाव पड़ सकते हैं। और 20 ,21 , 22,23,24, 25 , 20,20 , 201 , 21,24,25. सामाजिक कीड़ों के लिए, ये प्रभाव व्यवस्थित रूप से कॉलोनी इंटरैक्शन और कार्यों को बाधित कर सकते हैं11। इन कार्यों में से, प्रजनन, जो कॉलोनी इकाई9के बाकी हिस्सों द्वारा समर्थित एक अंडा बिछाने वाली रानी पर भारी निर्भर है, विशेष रूप से कीटनाशक जोखिम के कारण क्षोभ की चपेट में आ सकता है।
अपरिपक्व रानियों पर किए गए अध्ययनों से पता चला है कि मितिकाइड्स के विकासात्मक संपर्क वयस्क रानी व्यवहार, शरीर विज्ञान, अस्तित्व26,27को प्रभावित कर सकते हैं। इसी प्रकार, पूर्ण या कम आकार की उपनिवेशों का उपयोग करने वाले अध्ययनों से यह पता चला है कि एग्रोकेमिकल्स28की सफलता को कम करके वयस्क शहद मधुमक्खी रानियों को प्रभावित कर सकते हैं ,29घटते हैं और25,30, 31उत्पादित अंडों की व्यवहार्यता को कम करसकतेहैं । इन घटनाओं को पहले से पूरी कालोनियों के उपयोग के बिना निरीक्षण करना मुश्किल हो गया है, मुख्यतः उपलब्ध प्रयोगशाला विधियों की कमी के कारण। हालांकि, रानी निगरानी पिंजरों (क्यूएमसी)32 का उपयोग करके कसकर नियंत्रित प्रयोगशाला स्थितियों के तहत रानी ओविपोजिशन का अध्ययन करने के लिए एक विधि को हाल ही में रानी fecundity33पर एग्रोकेमिकल्स के प्रभावों की जांच करने के लिए अनुकूलित किया गया है। यहां, इन तकनीकों को क्यूएमसी में कार्यकर्ता आहार की खपत को मापने और ट्रैक करने के लिए अतिरिक्त तरीकों के साथ विस्तार से वर्णित किया गया है।
ये विधियां पूर्ण आकार की उपनिवेशों की आवश्यकता वाले प्रयोगों की तुलना में अधिक लाभप्रद हैं क्योंकि वे एग्रोकेमिकल्स की सटीक खुराक के प्रशासन के लिए आम तौर पर कॉलोनी34के अंदर मौजूद हजारों लोगों के सापेक्ष श्रमिकों की संख्या को कम करने की अनुमति देते हैं, जो तब रानी का प्रावधान करते हैं। यह एक्सपोजर तकनीक दूसरे हाथ के एक्सपोजर को प्रतिबिंबित करती है जो रानियों को वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में अनुभव करेगी क्योंकि, एक कॉलोनी के भीतर, रानियां खुद को खिलाती नहीं हैं और श्रमिकों पर भरोसा करती हैं ताकि उन्हें आहार9के साथ प्रावधान किया जा सके। इसी तरह, रानियां आम तौर पर35संभोग उड़ानों के लिए कॉलोनी प्रजनन (झुंड) के दौरान छोड़कर छिद्र नहीं छोड़ती हैं। मैटेड शहद मधुमक्खी क्वींस वाणिज्यिक रानी प्रजनकों से खरीदा जा सकता है और रातोंरात भेज दिया। आमतौर पर, रानी प्रजनक इस बात की पुष्टि करने के बाद सीधे क्वींस बेचते हैं कि उन्होंने अंडे देना शुरू कर दिया है, जिसे सफल संभोग के संकेत के रूप में लिया जाता है। यदि रानी उम्र या संबंधितता के बारे में अधिक सटीक जानकारी की आवश्यकता है, तो शोधकर्ता ऑर्डर देने से पहले रानी ब्रीडर से परामर्श कर सकते हैं।
क्यूएमसी शहद मधुमक्खी रानी ओविपोजिशन और अंडे की हैचिंग दरों32, 33के सटीक अवलोकन और मात्राकरण के लिए अनुमति देते हैं, जो रानी फेकुंदिटी पर एग्रोकेमिकल एक्सपोजर के प्रभावों से संबंधित मूल्यवान डेटा देते हैं। यहां प्रस्तुत प्रतिनिधि परिणाम प्रणालीगत न्यूरोटॉक्सिकेंट नियोनिकोटिनॉइड कीटनाशक इमिडाक्लोप्रिड36के क्षेत्र प्रासंगिक सांद्रता के लिए पुराने जोखिम के तहत क्यूएमसी में ओविपोजिशन, आहार खपत और भ्रूण व्यवहार्यता की मात्रा निर्धारित करने वाले प्रयोग का वर्णन करते हैं। एक बार लागू होने के बाद, इमिडाक्लोप्रिड37पौधे लगाने के लिए ट्रांसलेक्ट करते हैं, और अवशेषों को कई मधुमक्खी परागणित पौधों के पराग और अमृत का पता लगाया गया है38,39,40। इमिडाक्लोप्रिड के संपर्क में आने से शहद मधुमक्खियों पर कई तरह के हानिकारक प्रभाव पड़ सकते हैं , जिनमें बिगड़ा हुआ प्रोडक् ट्सिंग प्रोडक् ट्स16, बिगड़ा हुआ इम्यून फंक्शन41और कॉलोनी विस्तार और अस्तित्व42,43की दरों में कमी शामिल है । यहां, इमिडाक्लोप्रिड को परीक्षण पदार्थ के रूप में उपयोग के लिए चुना गया था क्योंकि क्षेत्र प्रयोगों से पता चला है कि यह शहद मधुमक्खी रानी ओविपोजिशन29 को प्रभावित कर सकता है
Protocol
Representative Results
Discussion
यूसोशल कीट उपनिवेशों में मादा एकान्त कीटों के साथ – साथ रानियों की मलकंभता को एग्रोकेमिकल्स25 , 28,29,30,33जैसे अजैविक तनावों से प्रभावित किया जा सकता है ।<su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस कार्य को अंजाम देने में उनकी सहायता के लिए डॉ एमी कैश-अहमद, नथानेल जे बीच और एलिसन एल सांकी को धन्यवाद । इस प्रकाशन में व्यापार नाम या वाणिज्यिक उत्पादों का उल्लेख केवल विशिष्ट जानकारी प्रदान करने के उद्देश्य के लिए है और अमेरिकी कृषि विभाग द्वारा सिफारिश या समर्थन का मतलब नहीं है । यूएसडीए एक समान अवसर प्रदाता और नियोक्ता है। इस शोध को डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी # एचआर0011-16-2-0019 से जीन ई. रॉबिंसन और ह्यूमिन झाओ, यूएसडीए परियोजना 2030-21000-001-00-डी, और अर्बना चंपावन में इलिनोइस विश्वविद्यालय में सामुदायिक कॉलेज के छात्रों के लिए फेनपिपिकिटी रिसर्च एक्सपीरियंस से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Fluon | BioQuip, Rancho Dominguez, CA | 2871A | |
| Honey bee queens | Olivarez Honey Bees, Orland, CA | ||
| Imidacloprid | Sigma-Aldritch, St. Louis, MO | 37894 | |
| MegaBee Powder | MegaBee, San Dieago, CA | ||
| Microcentrifuge tubes 2 mL | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA | 02-682-004 | |
| Needles 20 gauge | W. W. Grainger, Lake Forest, IL | 5FVK4 | |
| Potassium Sulfate | Sigma-Aldritch, St. Louis, MO | P0772 | |
| Queen Monitoring Cages | University of Illinois Urbana-Champaign | Patent application number: 20190350175 | |
| Sucrose | Sigma-Aldritch, St. Louis, MO | S8501 | |
| Universal Microplate Lids | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA | 5500 |
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