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新的实验室系统允许研究人员探索蜂王的秘密生活

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-23浏览次数:1049

在殖民地崩溃标志着蜂群广泛流失的十多年后,科学家仍在努力解决生态复杂的问题,即如何减轻蜜蜂和其他传粉媒介的持续流失。这项工作中最紧迫的帮助之一是追踪蜜蜂健康的特定影响的更有效方法。为了满足这一需求,一组伊利诺伊州的研究人员建立了一种基于实验室的方法来跟踪蜜蜂的繁殖力。

共同第一作者Julia Fine和Hagai Shpigler,伊利诺伊大学的博士后研究人员,与Carl R. Woese基因组生物学研究所的实验室和Swanlund昆虫学教授Gene Robinson的实验室合作,创建了一个模拟A的实验室装置。蜂巢环境的关键方面,允许蜂蜜蜂王后检测与小组工蜂的产卵。 PLOS ONE描述的最终系统使他们能够探索工人营养与女王出生之间的关系。

“蜜蜂营养在殖民地层面影响生殖水平的想法早先已经证实,但在这里我们使用一种新工具来检查一个古老的故事,”Fine说。 “我们可以更清楚地了解营养如何影响蜂蜜蜂工人和女王之间的关系,以及这将如何影响女王的鸡蛋产量。”

美国和世界各地的许多传粉媒介种群正在减少。对影响野生和管理蜂蜜蜂箱的因素的研究已经确定了影响健康的四个主要因素:寄生虫,病原体,杀虫剂和营养不良。这些因素可以相互影响。例如,寄生虫可能会像跳蚤传播给人类一样传播病原体,营养不良可能会增加食用受污染食物来源的可能性。

产蛋是蜂蜜蜂群功能的重要方面。女王向成千上万的工蜂产卵,以保持殖民地的运行,以及雄性和年轻的女王,让殖民地繁殖。但是在标准蜂巢的黑暗,繁华的内部,监测产蛋量或评估环境因素的影响可能具有挑战性。

Shpigler说:“产卵发生在成千上万工人占据的蜂巢的黑暗中,因此难以追踪。” “女王从来没有在殖民地外学习过;最大的挑战是让女王在自然条件之外。正确的产卵条件。”

为了将女王的生产力带到实验室,研究人员专注于自然环境的基本要素。他们开发了一种3D打印塑料蜂窝梳,经过精制,模仿了Queen在蜂巢中的体验,确保笼养环境得到精心控制,并保持无农药。他们还为每位女王提供了一小群工蜂来喂养和支持女王;这个元素成为他们第一次使用新系统实验的第一个灵感来源。

“蜜蜂只能通过工人照顾者提供给他们的腺体分泌物来摄取食物,如果没有工蜂的支持,它们就不会产生鸡蛋,”Fine说。 “我们在这个系统中工作的越多,影响女王的显而易见的方法就是首先影响关心她的工蜂。一旦我们确定了这一策略,就可以更容易地设计出有效的实验。“

好,Shpigler和他们的合作者为每组蜜蜂提供蜂蜜,水和蔗糖溶液,但改变了脂肪和蛋白质的来源:一些蜜蜂使用蜂蜜膏和少量或大量花卉来喂养花粉,而其他使用蜂蜜面包喂养,蜂蜜面包是蜂蜜蜜蜂产生的花粉,蜂蜜和分泌物的混合物,以保存和发酵花粉。研究人员监测了女王的产卵行为是如何受到照顾她的工人的饮食类型的影响。

他们发现,当一群工人喂食花粉糊时,他们参加的女王可能能够以比蜜蜂面包喂养女王更慢的速度在实验室环境中产卵。当使用较低百分比的花粉糊时,这种差异最明显,但即使在饲喂更丰富的花粉糊的蜜蜂中也是如此。

结果证实了营养对女王生产力的重要性以及实验室设置调查影响女王行为和健康的其他因素的潜在效用。

“营养的影响.是我们第一次成功使用该系统,让我们希望未来取得更大的成功,”Shpigler说。 “结果非常清楚地表明蜂蜜蜂群如何作为一个整体,分享消化系统和生殖系统。工人就是那些吃这种食物的人,效果就是产卵 - 超级生物正在行动!“

“与使用全尺寸蜂蜜蜂群相比,使用该系统可以产生的各种定量数据令人兴奋,”Fine说。 “最终,我们希望该系统可以作为风险评估工具进行调整,以确定对蜜蜂繁殖产生积极和消极影响的其他因素。迫切需要一种可用于定量评估蜂蜜风险的实验室系统。女王的健康和生殖。“

这项工作得到了国防高级研究计划局的支持; LifeFoundry Inc.也支持共同作者。