Avaliando o efeito de substâncias químicas ambientais em Honey Bee Desenvolvimento do indivíduo para Colony Nível
Summary
Apresentamos aqui um método para alimentar pesticida alimentos contaminados se tanto a um indivíduo abelha do mel e uma colónia colmeia. O procedimento avalia o efeito pesticida em abelhas de mel individuais por alimentação in vivo de dieta da larva de base e também na condição natural da colónia colmeia.
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
A presença de pesticidas no meio ambiente é um dos problemas mais graves que os impactos a vida de uma abelha do mel 1, 2, 3. Vários estudos têm demonstrado a presença de resíduos de pesticidas comum em colónias de abelhas e produtos das abelhas. Em Taiwan, a aplicação média de pesticidas foi 11-12 kg / ha a cada ano (de 2005 a 2013). A quantidade de pesticidas utilizados em Taiwan é maior do que a dos países da UE e os países da América Latina 4, 5. Em outras palavras, o ambiente apícola está sofrendo sério estresse de pesticidas, especialmente em Taiwan e possivelmente em outros países.
O mel de abelha Apis mellifera é um dos principais polinizadores em sistemas agrícolas 6 e também produz produtos valiosos, como mel. No entanto, as abelhas são exposed para vários pesticidas e estes pesticidas podem ser trazidos de volta para colmeias depois das pastagens em flores que foram pulverizados com pesticidas ao recolher néctar e pólen 7, 8. Eles também podem ser expostos a pesticidas pelos apicultores-se com o objetivo de controlar os problemas de pragas dentro das colmeias 9, 10, 11. Porque as larvas de abelhas de mel são alimentados por abelhas enfermeira para o seu desenvolvimento, larvas, parasitas e mesmo a rainha podem ser expostos a estas néctares contaminados com pesticidas e pólen 12. A toxicidade de vários pesticidas para as abelhas precisa ser tratada 13.
Muitos esforços têm sido feitos para avaliar as questões de resíduos de pesticidas ambientais. Yang et al. testado a influência do inseticida imidacloprid neurotóxicos no desenvolvimento de larvas de abelhas mel nocolmeia e relataram que uma dose sub-letal de imidacloprid resultou num comportamento associativo olfactiva das abelhas adultas 14. Além disso, Urlacher et al. examinaram os efeitos sub-letais de um dos pesticidas organofosforados, clorpirifos, sobre o desempenho de aprendizagem de um trabalhador da abelha do mel, em condições laboratoriais 15. No nosso estudo anterior, foi avaliado o impacto de um regulador de crescimento de insectos (IGR), piriproxifeno (PPN), em abelhas de mel larvais 16.
Neste artigo, apresentamos métodos para avaliar os impactos químicos sobre o desenvolvimento das abelhas. métodos de alimentação de abelhas de mel foram descritos e aplicada quer abelhas produtoras de mel individuais ou a uma colónia. No primeiro, testaram-se diferentes concentrações de dieta da larva básica contaminada-pesticida (BLD) em larvas nas colónias para avaliar o impacto do pesticida em abelhas de mel individuais in vivo. Passamos então para simular o Condit naturaisiões do pesticida usando xarope contaminado-pesticida dentro de colmeias. Neste método, PPN, que é amplamente utilizado contra pragas de insectos 17 e é prejudicial para o desenvolvimento de larvas e pupas da abelha do mel 16, 18, 19, será um indicador para representar o efeito negativo do pesticida no campo.
Protocol
Representative Results
Discussion
O método de postura de ovos limitados-rainha e método de permuta rainha são etapas críticas para a criação de grupos de abelhas para testes de campo dentro deste protocolo. O método de postura de ovos limitados-rainha permite a sincronização do ciclo de vida das abelhas de mel. Consequentemente, os pesquisadores podem selecionar um dia de idade larvas da mesma idade para o tratamento com diferentes doses de pesticidas. Para o método de permuta rainha, a rainha foi trocada entre a parte A (4 frames) e B (5 quad…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada por Grant 105AS-13.2.3-BQ-B1 do Bureau of Animal e Inspeção de Saúde de Plantas e Quarentena, o Conselho de Agricultura, Yuan Executivo e Grant 103-2313-B-197-002-MY3 do Ministério da Ciência e 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 |
Riferimenti
- 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).
