このプロトコルは、ミツバチの女王とその労働者の世話人を制御された実験室で農薬に暴露し、関連する応答を注意深く監視する方法を確立することによって、農薬がミツバチ(Apis mellifera)の再生にどのような影響を与えるかの理解を深めるために開発されました。
ミツバチの現在のリスク評価戦略は、成人または未熟な労働者ミツバチに対して行われた実験室試験に大きく依存していますが、これらの方法はミツバチの女王に対する農薬暴露の影響を正確に捉えていない可能性があります。ミツバチのコロニー内の受精卵の唯一の生産者として、女王は間違いなく機能するコロニーユニットの最も重要な単一のメンバーです。したがって、農薬が女王の健康と生産性にどのような影響を与えるかを理解することは、農薬リスク評価の重要な側面と考えるべきである。ここでは、ミツバチの女王と労働者の女王アテンダントを労働者の食事を通じて投与される農薬ストレッサーに暴露し、続いて実験室での卵の生産を追跡し、クイーンモニタリングケージと呼ばれる特殊なケージを使用して最初のインスターエクロセオンを評価するための適応方法が提示されます。この方法の意図した使用を説明するために、労働者女王アテンダントがイミダクロプリドの致死量を含む食事を与えられ、女王への影響を監視した実験の結果が説明される。
農業製品に対する世界的な需要の増加のために、現代の農業慣行は、多くの場合、作物の収量を減らすか、害を与えることが知られている多数の害虫を制御するために農薬の使用を必要とします1.同時に、多くの果物、野菜、ナッツ作物の生産者は、豊富な作物収量を確保するために、商業ミツバチのコロニーによって提供される受粉サービスに依存しています2.これらの慣行は、ミツバチ(Apis mellifera)を含む受粉者が有害なレベルの残留農薬3にさらされる可能性があります。同時に、ミツバチのコロニーにおける寄生バロアデストラクタダニの侵入の広範な存在は、しばしば養蜂家がミチサイドでじんましんを治療することを必要とし、コロニー4、5、6の健康と長寿にも悪影響を及ぼす可能性がある。農薬製品の有害な影響を軽減し、軽減するためには、その実施前にミツバチの安全性を十分に評価して、有益な昆虫を保護するための推奨を行う必要があります。
現在、環境保護庁(EPA)は、ミツバチの農薬暴露に対する段階的なリスク評価戦略に依存しており、これは成虫ミツバチと時にはミツバチの幼虫7に対する実験室試験を伴う。低層のラボテストで毒性の問題を緩和できない場合は、より高い層フィールドとセミフィールドテストが推奨される場合があります。これらの実験室試験は、農薬が労働者の長寿に及ぼす潜在的な影響に関する貴重な洞察を提供するが、彼らは必ずしも生物学的に8と行動的に9の労働者とは大きく異なる女王への影響を予測する必要はない。さらに、農薬が死亡率を超えた昆虫に及ぼす影響は数多くあり、コロニーユニット10,11として機能する協調行動に依存する社会的昆虫にかなりの影響を及ぼす可能性がある。
死亡率は農薬農薬12の最も一般的な効果と考えられているが、これらの製品は、変化した行動13、14、15、16、忌避性または誘致性17、18、19、摂食パターンの変化を含む標的と非標的節足動物の両方に幅広い影響を及ぼす可能性がある20、21、22 、および増加または減少したfecundity20、21、22、23、24、25。社会的昆虫の場合、これらの効果は、コロニー相互作用および機能11を全身的に破壊する可能性がある。これらの機能のうち、コロニーユニット9の残りの部分で支えられている単一の産卵クイーンに大きく依存している再生は、農薬暴露による摂動に対して特に脆弱である可能性がある。
未熟な女王に対して行われた研究は、殺虫剤への発達暴露が成人の女王の行動、生理学、生存26、27に影響を与えることを実証した。同様に、完全または縮小された大きさのコロニーを使用した研究は、農薬が交配の成功を減少させることによって成体ミツバチの女王に影響を与えることができることを実証しました28,卵位を減少させます29, そして、25,30,31を生産した卵の生存率を減少させます.これらの現象は、主に利用可能な実験室の方法の欠如のために、コロニー全体を使用せずに観察することは以前は困難でした。しかしながら、クイーンモニタリングケージ(QMC)32を用いて厳しく管理された実験室条件下での女王の卵位位置を研究する方法は、最近、アグロケミカルが女王の胎児性33に及ぼす影響を調べるために適応されている。ここでは、これらの技術について、QMCにおける労働者の食事消費量を測定および追跡するための追加の方法と共に詳細に説明する。
これらの方法は、通常コロニー34の中に存在する数万人に対して、農薬の正確な用量を大幅に減少させるため、フルサイズのコロニーを必要とする実験よりも有利であり、その後、女王を提供する。この暴露技術は、コロニー内で女王が自分自身を養い、労働者にダイエット9を提供することに頼るので、クイーンズが現実世界のシナリオで経験する中古暴露を反映しています。同様に、女王は一般的に交配便35のためのコロニー再生(群れ)の間を除いてハイブを離れないでください。交尾ミツバチの女王は、商業女王ブリーダーから購入し、一晩出荷することができます。通常、女王ブリーダーは、彼らが成功した交配の兆候として取られる卵を産み始めたことを確認した直後に女王を販売しています。クイーンの年齢や関連性に関するより正確な情報が必要な場合は、研究者は注文を出す前に女王ブリーダーに相談することができます。
QMCはミツバチの女王のオビポジションと卵の孵化率32、33の正確な観察と定量化を可能にし、農薬暴露が女王の胎児性に及ぼす影響に関連する貴重なデータを生み出す。ここで提示される代表的な結果は、全身性神経毒性剤ネオニコチノイド農薬イミダクロプリド36の分野関連濃度への慢性曝露下におけるQMCにおける排卵、食事消費、および胚生存率を定量する実験について説明する。一度適用されると、イミダクロプリドは植物組織37に移設し、かつ残基が多数の生花粉植物38、39、40の花粉および蜜を検出された。イミダクロプリドへの暴露は、採餌性能16の障害、免疫機能41の障害、およびコロニー拡張および生存率の低下率42、43を含むミツバチに対する有害な影響の広い範囲を有することができる。ここでは、イミダクロプリドは、フィールド実験がミツバチの女王のオビ位置に影響を与えることができることを示しているので、試験物質として使用するために選択されました29
女性の孤独な昆虫の女性だけでなく、ユー社会的な昆虫のコロニーの女王は、そのような農薬25、28、29、30、33などの非生物的ストレッサーの影響を受けることができます。ミツバチでは、農薬が女王に及ぼす影響は、介護の変化や労働者ミツバチによる授乳によって起?…
The authors have nothing to disclose.
エイミー・キャッシュ・アーメド博士,ナサナエル・J・ビーチ,アリソン・L・サンキー博士の支援に感謝します。本書に記載されている商号または商用製品の言及は、特定の情報を提供する目的のみを目的としており、米国農務省の推薦または承認を意味するものではありません。USDAは機会均等プロバイダーと雇用主です。この研究は、国防高等研究プロジェクト庁#HR0011-16-2-0019からジーン・E・ロビンソンとハイミン・ジャオ、USDAプロジェクト2030-21000-001-00-D、イリノイ大学アーバナ・シャンパインのコミュニティ・カレッジ・学生のための平眼性可塑性研究経験によって支えられました。
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 |