Video-Tracking-Protokoll auf Bildschirm abschreckende Chemie für Honigbienen
Summary
Der Verlust der Honigbienen-Kolonien stellt eine Herausforderung für die Ernte-Bestäubung dar. Die derzeitigen Bestäuberschutzpraktiken rechtfertigen einen alternativen Ansatz, um den Kontakt von Honigbienen zu schädlichen Pestiziden mit abweisenden Chemikalien zu minimieren. Hier bieten wir detaillierte Methoden für ein visuelles Tracking-Protokoll, um Abschreckungsmittel für Bienen zu screenen.
Abstract
Die europäische Honigbiene , Apis mellifera L. , ist ein ökonomisch und landwirtschaftlich wichtiger Bestäuber, der jährlich Milliarden von Dollar erzeugt. Honigbienenkoloniezahlen sind seit 1947 in den Vereinigten Staaten und vielen europäischen Ländern rückläufig. In diesem Rückgang spielen eine Reihe von Faktoren eine Rolle, einschließlich der unbeabsichtigten Exposition von Honigbienen an Pestizide. Die Entwicklung neuer Methoden und Vorschriften ist dazu bestimmt, die Pestizid-Exposition gegenüber diesen Bestäubern zu reduzieren. Ein Ansatz ist der Einsatz von abweisenden Chemikalien, die Honigbienen aus einer kürzlich pestizidbehandelten Ernte abschrecken. Hier beschreiben wir ein Protokoll, um die Abschreckung von Honigbienen zu erkennen, die ausgesetzten, abweisenden Chemien ausgesetzt sind. Honigbienenfresser werden gesammelt und über Nacht in einem Inkubator 15 Stunden vor dem Testen verhungert. Individuelle Honigbienen werden in Petrischalen gegeben, die entweder einen Zucker-Agarose-Würfel (Kontrollbehandlung) oder einen Zucker-Agarose-Verbundwürfel (Abwehrbehandlung) platziert habenIn die Mitte des Tellers. Die Petrischale dient als die Arena, die unter einer Kamera in einem Lichtkasten platziert wird, um die Honigbienen-Lokomotivaktivitäten mit Video-Tracking-Software aufzunehmen. Insgesamt wurden 8 Kontroll- und 8 Abwehrbehandlungen für eine 10-minütige Periode analysiert, wobei jede Behandlung mit neuen Honigbienen dupliziert wurde. Hier zeigen wir, dass Honigbienen aus den Zucker-Agarose-Würfeln mit einer zusammengesetzten Behandlung abgeschreckt werden, während Honigbienen zu den Zucker-Agarose-Würfeln ohne Zusatz von Verbindung angezogen werden.
Introduction
Die europäische Honigbiene , Apis melliferaL. , Ist ein wirtschaftliches und landwirtschaftlich wichtiges Insekt, das Bestäubungsdienste anbietet, die auf mehr als 200 Milliarden Dollar weltweit geschätzt werden 1 . In den Vereinigten Staaten und Europa sind die Honigbienenkoloniezahlen rückläufig. Die Vereinigten Staaten haben ca. 60% der verwalteten Honigbienenkolonien von 1947-2008, während Europa ca. 27% von 1961-2007 2 , 3 . Es gibt eine Reihe von Faktoren, die für die erhöhte Anzahl von Kolonieverlusten verantwortlich sein könnten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Parasitenbefall, Pathogeninfektionen, Bienenzuchtpraktiken und Pestizidgebrauch 2 – 4 .
Honigbienen können Pestiziden über zwei Hauptwege ausgesetzt werden. Pestizid-Exposition außerhalb des Bienenstocks kann auftreten, wenn Futter Personen kommen in Kontakt mit Getreide, dassMit Chemikalien zum Schutz vor Schädlingen besprüht worden Pestizidbelastung innerhalb des Bienenstocks kann auftreten, wenn Bienenzüchter Chemikalien zur Bekämpfung von In-Bienenstock-Schädlingen und Pathogenen wie Milben, Bakterien und Mikrosporidien verwenden. Pestizidrückstände wurden in Wachs-, Blüten- und Honigbienenproben von 24 Bienenstöcken in den Vereinigten Staaten und Kanada 5 , 6 identifiziert. Auswirkungen von Pestizidkontakt auf Honigbienen sind akute Toxizität sowie sub-letale Effekte wie Lähmung, Desorientierung und Verhaltens- und Gesundheitsveränderungen 1 , 7 . Da die moderne Landwirtschaft die Verwendung von Pestiziden erfordert, um hohe Ernteerträge aufrechtzuerhalten, werden diese Chemikalien auch in Zukunft weiter vertraut sein 2 . Um die Honigbienen besser vor Pestizidbelastungen zu schützen, bedarf es der Entwicklung neuer Protokolle und Vorschriften 5 .Ein möglicher Ansatz für den Schutz ist die Verwendung von Repellents, um die Exposition von Honigbienen zu Pestiziden während der Futter für Lebensmittel zu reduzieren.
Insektenabwehrmittel (IRs) wurden typischerweise als persönliche Bissschutzmaßnahmen gegen Arthropodenerkrankungsvektoren verwendet 8 Die am weitesten verbreitete und erfolgreiche IR, die vor mehr als 60 Jahren entwickelt wurde, ist DEET 8 , 9 . Es gilt als der Goldstandard für Insektenschutzmittel und wird von der Weltgesundheitsorganisation und Umweltschutzbehörde als Positivkontrolle für neuartige Abwehrscreenings verwendet 10 . Darüber hinaus wurde festgestellt, dass DEET Honigbienen aus einer Bedrohung für ihre Kolonie 11 zerstreut hat. Aktuelle Attribute, die mit persönlichen IRs verbunden sind, umfassen: (1) dauerhafte Wirkung gegen eine breite Anzahl von Arthropoden; (2) nicht reizend für den Benutzer, wenn er auf die Haut oder Kleidung angewendet wird; (3) geruchlos oderAngenehmer Geruch; (4) keine Auswirkung auf die Kleidung; (5) kein öliges Aussehen, wenn es auf die Haut aufgetragen wird und dem Schwitzen, Waschen und Wischen durch den Benutzer standhält; (6) keine Auswirkung auf häufig verwendete Kunststoffe; Und (7) chemisch stabil und erschwinglich für weit verbreiteten Gebrauch 12 . Ein Abwehrmittel, das für Honigbienen verwendet wird, braucht nur ein paar dieser Attribute wie dauerhafte Effekte, nicht reizend auf Applikatoren, geruchs- oder angenehmer Geruch, chemisch stabil und erschwinglich für weit verbreiteten Gebrauch und ungiftig für Honigbienen. Bevor jedoch diese Attribute eingehend erforscht werden, ist ein Verfahren zum Screening von Verbindungen zur Abstoßung / Abschreckung im Hochdurchsatz erforderlich. Hier beschreiben wir ein Protokoll für einen Labortest zur Abschirmung von Verbindungen zur Abschreckung von Honigbienen, ein wichtiger Schritt zur Bestimmung der Abstoßung. Das folgende Protokoll wird von einer früheren Studie modifiziert, die eine visuelle Verfolgungsmethode beschreibt, um die subletalen Effekte von Pestiziden auf Honigbienen zu beurteilen 13 . HoweVer protokolliert dieses Protokoll darin, dass es entworfen ist, um die Effekte von Kandidaten-Repellents zu messen, die Honigbienen von Pestizid-behandelten Kulturen abschrecken könnten. Es gibt keine empfohlenen Protokolle für die Laboruntersuchung von chemischen Abschreckungsmitteln für Honigbienen und somit stellt dieses Protokoll einen einfachen Ansatz dar, um solche Verbindungen zu screenen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieses visuelle Tracking-Protokoll bietet einen einfachen Ansatz, um chemische Abschreckungsmittel für Honigbienen in einer relativ schnellen und einfachen Weise zu screenen. Es gibt keine empfohlenen Protokolle für die Laboruntersuchung von chemischen Abschreckungsmitteln für Honigbienen. Bisherige Halb- und Vollfeldstudien haben die Honigbienen-Repellents untersucht 14 , 15 ; Jedoch sind die beschriebenen Protokolle zeitaufwendig, arbeitsintensiv und erford…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Dr. Thomas Kuhar für den Einsatz der Visual Tracking Software und Ausrüstung. Wir danken James Wilson und Scott O'Neal für ihre technische Unterstützung.
Materials
| 50 mL Erlenmeyer flask | Kimax | 26500-50 | used for making the sugar/agarose cubes |
| Sugar | Kroger | any similar product will sufffice | |
| Deionized water | acquired in house | ||
| Agarose | Apex | 20-102 | used for making the sugar/agarose cubes |
| Mold for agarose cubes (Weigh Boat) | any mold that will provide the researcher with a 1.5 X 1.5 X 0.3 cm sugar/agarose cube will suffice | ||
| EthoVision XT | Noldus | visual tracking software | |
| 633 nm LEDs | Cyron | HTP904E | These lights were placed into a constructed light box to illuminate the arenas from below. The box was a simple wooden structure with a frosted plastic/plexi glass cover that allowed the light to disperse upwards without any glare. |
| Laptop or PC | Dell | Inspiron One 2305 | necessary for video tracking software. Any pc device capable of runnin tbe visual tracking software will suffice |
| Bee Keeping protective clothing | Dadant & Sons Inc | V0126 | any protective hood and jacket will suffice |
| Hive tool | Dadant & Sons Inc | M00757 | used to open honey bee hive |
| Container for honey bees | any container suitable for housing and storing honey bees will suffice | ||
| Featherweight forceps narrow tip | Bioquip | 4748 | used to select individual honey bees |
| 9 cm (diameter) petri dish | Fisher Scientific | S01778 | arena used to contain individual honey bees during video tracking |
| Recording Device (Camera) | Basler | acA-1300-60gm | any device that can record the subject clearly and transfer the file to a computer will suffice |
| GraphPad Prism | Graphpad | any statistical software package will suffice |
References
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