Die Bewertung der Wirkung von Umweltchemikalien auf Honig-Bienen-Entwicklung von der Person zu Colony Ebene
Summary
Hier präsentieren wir ein Verfahren Pestizid kontaminierte Lebensmittel sowohl mit einer einzelnen Honigbiene und einer Bienenkolonie zu ernähren. Das Verfahren bewertet die Pestizid Auswirkungen auf die einzelnen Honigbienen durch in – vivo – Zufuhr von basischen Larven Ernährung und auch auf den natürlichen Zustand der Bienenkolonie.
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
Das Vorhandensein von Pestiziden in der Umwelt ist eines der gravierendsten Probleme , die Auswirkungen auf das Leben einer Honigbiene 1, 2, 3. Mehrere Studien haben die gemeinsame Präsenz von Pestizidrückständen in Bienenvölkern und Bienenprodukten unter Beweis gestellt. In Taiwan war die durchschnittliche Anwendung von Pestiziden 11-12 kg / ha pro Jahr (2005-2013). Die Menge an Pestiziden in Taiwan verwendet wird , ist höher als die der EU – Länder und die lateinamerikanischen Länder 4, 5. Mit anderen Worten, leidet die Bienenzucht Umwelt ernst Pestizid Stress, vor allem in Taiwan und möglicherweise in anderen Ländern.
Die Honigbiene Apis mellifera ist eine der wichtigsten Bestäuber in landwirtschaftlichen Systemen 6 und produziert auch wertvolle Produkte wie Honig. Expos jedoch Honigbienen sinded auf verschiedene Pestizide und diese Pestizide können nach Nahrungssuche auf Blumen zu beehives zurückgebracht werden , die mit Pestiziden besprüht wurden , wenn 7 Nektar und Pollen zu sammeln, 8. Sie können auch durch die Imker Pestizide ausgesetzt werden , sich Schädlingsprobleme zu steuern das Ziel, innerhalb der Nesselsucht 9, 10, 11. Da Honigbienenlarven von Ammenbienen gefüttert werden für ihre Entwicklung, Larven, Drohnen und sogar die Königin kann 12 dieser Pestizid-kontaminierten Nektare und Pollen ausgesetzt werden. Die Toxizität von verschiedenen Pestiziden Honigbienen muss 13 angesprochen werden.
Viele Anstrengungen wurden unternommen, um die Probleme der Umweltpestizidrückstände zu bewerten. Yang et al. den Einfluss des neurotoxischen Insektizid Imidacloprid auf der Entwicklung von Honigbienenlarven getestet in derBienenstock und berichtet , dass eine subletale Dosis von Imidacloprid in olfaktorischen assoziativen Verhalten der erwachsenen Bienen ergab 14. Auch Urlacher et al. die subletale Wirkungen eines Organophosphat – Pestizid geprüft, Chlorpyrifos, auf einer Lernleistung der Honigbiene Arbeiter unter Laborbedingungen 15. In unserer früheren Studie haben wir die Auswirkungen eines Insektenwachstumsregulator (IGR), Pyriproxyfen (PPN), auf Larvenhonigbienen 16.
In diesem Beitrag stellen wir Methoden für die chemischen Auswirkungen auf die Entwicklung von Honigbienen zu bewerten. Honigbiene Fütterungsmethoden wurden beschrieben und angewandt, um entweder einzelne Honigbienen oder zu einer Kolonie. Zunächst testeten wir verschiedene Konzentrationen von Pestiziden kontaminierte Grundlarvenfutter (BLD) auf Larven in den Kolonien , die Auswirkungen des Pestizids auf einzelne Honigbienen in vivo zu bewerten. Wir gingen dann die natürliche condit zu simulierenIonen des Pestizids durch pestizid kontaminierten Sirup des beehives verwenden. Bei diesem Verfahren wird PPN, die weit gegen Schadinsekten verwendet wird , 17 und sind schädlich für die Entwicklung von Honigbienenlarven und Puppen 16, 18, 19, wird ein Indikator sein , um die negative Wirkung des Pestizids auf dem Gebiet darstellen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Königin begrenzte Eiablage Methode und Queen-Austauschverfahren sind wichtige Schritte zur Einstellung innerhalb dieses Protokolls Honigbiene Gruppen für den Feldtest auf. Die Königin begrenzte Eiablage Verfahren ermöglicht die Synchronisation des Lebenszyklus von Honigbienen. Folglich können die Forscher wählen Sie 1 Tage alte Larven der gleichen Altersgruppe für die Behandlung mit verschiedenen Dosen des Pestizids. Für die Königin-Austauschverfahren wurde die Königin zwischen Teil A (4 Rahmen) und B (5 F…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Forschung wurde von Grant 105AS-13.2.3-BQ-B1 aus dem Bureau of Tier- und Pflanzengesundheit Inspektion und Quarantäne, der Rat für Landwirtschaft, Exekutiv-Yuan und Grant 103-2313-B-197-002-MY3 vom Ministerium unterstützt für Wissenschaft und Technologie (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).
