Evaluere effekten av miljø Kjemikalier på Honey Bee utvikling fra den enkelte til Colony nivå
Summary
Heri vi presentere en metode for å mate plantevernmidler forurenset mat til både en individuell honningbie og en bikube koloni. Fremgangsmåten evaluerer pesticid virkning på individuelle honningbier ved in vivo tilførsel av basisk larve diett og også på den naturlige tilstand av bikube koloni.
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
Tilstedeværelsen av plantevernmidler i miljøet er en av de mest alvorlige problemer som påvirker livet til en honningbie en, to, tre. Flere studier har demonstrert den felles nærvær av preparatet rester i honningbie kolonier og bier. I Taiwan, gjennomsnittlig bruk av plantevernmidler var 11-12 kg / ha hvert år (2005-2013). Mengden av plantevernmidler som brukes i Taiwan er høyere enn EU-landene, og de latinamerikanske landene 4, 5. Med andre ord, er apicultural miljøet lider alvorlig plantevernmiddel stress, spesielt i Taiwan og muligens i andre land.
Honey Bee Apis mellifera er en av de store pollinatorer i jordbrukssystemer 6 og det gir også verdifulle produkter som honning. Men honningbier er exposed til ulike plantevernmidler og disse plantevernmidler kan bringes tilbake til bikuber etter beite på blomster som har blitt sprayet med plantevernmidler ved innsamling nektar og pollen 7, 8. De kan også bli utsatt for plantevernmidler av birøktere seg som mål å kontrollere skadedyr inne i elveblest 9, 10, 11. Fordi honningbie larvene blir matet av sykepleier bier for deres utvikling, larver, droner og til og med dronning kan bli eksponert for disse plantevernmiddel-forurenset nektar og pollen 12. Giftigheten av ulike plantevernmidler til honningbier må tas opp 13.
Mange forsøk har vært gjort for å vurdere spørsmål om miljøsprøytemiddelrester. Yang et al. testet påvirkning av nevrotoksiske insektmiddel imidakloprid på utvikling av honningbie larver ibikube og rapporterte at en sub-letal dose av imidakloprid resulterte i olfaktorisk assosiativ oppførsel av voksen bier 14. Også Urlacher et al. undersøkte subletale effekter av en organophosphate plantevernmiddel, chlorpyrifos, på en honningbie arbeidstaker læring ytelse under laboratorieforhold 15. I vår forrige undersøkelse, vurderte vi effekten av et insekt vekst regulator (IGR), pyriproksyfen (PPN), på larvehonningbier 16.
I denne artikkelen presenterer vi metoder for å vurdere de kjemiske virkninger på utviklingen av honningbier. Honningbie foringsmetoder er beskrevet og anvendt for å enten individuelle honningbier eller til en koloni. Til å begynne med ble det undersøkt forskjellige konsentrasjoner av pesticid-forurenset basislarve diett (F, L) på larver i koloniene for å evaluere virkningen av preparatet på individuelle honningbier in vivo. Vi fortsatte deretter å simulere den naturlige Conditioner av pesticidet ved anvendelse av plantevernmiddel-forurenset sirup i bikuber. I denne metoden, vil PPN, som er mye brukt mot skadeinsekter 17 og er skadelige for utvikling av honningbie larver og pupper 16, 18, 19, være en indikator for å representere den negative effekten av preparatet i felten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den Queen begrensede egg-leggende metode og dronning-utskiftingsmetode er kritiske trinn for å sette opp honningbie grupper for felttesting innen denne protokollen. Den Queen begrensede egg-leggende metode muliggjør synkronisering av livssyklusen til honningbier. Dermed kan forskerne velge en dag gamle larver på samme alder for behandling med forskjellige doser av plantevernmidler. For dronning-utskiftingsmetode ble dronning utvekslet mellom del A (4 rammer) og B (5 frames) for å oppnå forskjellige utviklingsstadie…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskningen ble støttet av Grant 105AS-13.2.3-BQ-B1 fra Bureau of Animal og plantehelse inspeksjon og karantene, Rådet for landbruk, konsern Yuan og Grant 103-2313-B-197-002-My3 fra departementet for naturvitenskap og teknologi (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).
