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新的實驗室系統允許研究人員探索蜂王的秘密生活

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-23瀏覽次數:1049

在殖民地崩潰標志著蜂群廣泛流失的十多年后,科學家仍在努力解決生態復雜的問題,即如何減輕蜜蜂和其他傳粉媒介的持續流失。這項工作中最緊迫的幫助之一是追蹤蜜蜂健康的特定影響的更有效方法。為了滿足這一需求,一組伊利諾伊州的研究人員建立了一種基于實驗室的方法來跟蹤蜜蜂的繁殖力。

共同第一作者Julia Fine和Hagai Shpigler,伊利諾伊大學的博士后研究人員,與Carl R. Woese基因組生物學研究所的實驗室和Swanlund昆蟲學教授Gene Robinson的實驗室合作,創建了一個模擬A的實驗室裝置。蜂巢環境的關鍵方面,允許蜂蜜蜂王后檢測與小組工蜂的產卵。 PLOS ONE描述的最終系統使他們能夠探索工人營養與女王出生之間的關系。

“蜜蜂營養在殖民地層面影響生殖水平的想法早先已經證實,但在這里我們使用一種新工具來檢查一個古老的故事,”Fine說。 “我們可以更清楚地了解營養如何影響蜂蜜蜂工人和女王之間的關系,以及這將如何影響女王的雞蛋產量。”

美國和世界各地的許多傳粉媒介種群正在減少。對影響野生和管理蜂蜜蜂箱的因素的研究已經確定了影響健康的四個主要因素:寄生蟲,病原體,殺蟲劑和營養不良。這些因素可以相互影響。例如,寄生蟲可能會像跳蚤傳播給人類一樣傳播病原體,營養不良可能會增加食用受污染食物來源的可能性。

產蛋是蜂蜜蜂群功能的重要方面。女王向成千上萬的工蜂產卵,以保持殖民地的運行,以及雄性和年輕的女王,讓殖民地繁殖。但是在標準蜂巢的黑暗,繁華的內部,監測產蛋量或評估環境因素的影響可能具有挑戰性。

Shpigler說:“產卵發生在成千上萬工人占據的蜂巢的黑暗中,因此難以追蹤。” “女王從來沒有在殖民地外學習過;最大的挑戰是讓女王在自然條件之外。正確的產卵條件。”

為了將女王的生產力帶到實驗室,研究人員專注于自然環境的基本要素。他們開發了一種3D打印塑料蜂窩梳,經過精制,模仿了Queen在蜂巢中的體驗,確保籠養環境得到精心控制,并保持無農藥。他們還為每位女王提供了一小群工蜂來喂養和支持女王;這個元素成為他們第一次使用新系統實驗的第一個靈感來源。

“蜜蜂只能通過工人照顧者提供給他們的腺體分泌物來攝取食物,如果沒有工蜂的支持,它們就不會產生雞蛋,”Fine說。 “我們在這個系統中工作的越多,影響女王的顯而易見的方法就是首先影響關心她的工蜂。一旦我們確定了這一策略,就可以更容易地設計出有效的實驗。“

好,Shpigler和他們的合作者為每組蜜蜂提供蜂蜜,水和蔗糖溶液,但改變了脂肪和蛋白質的來源:一些蜜蜂使用蜂蜜膏和少量或大量花卉來喂養花粉,而其他使用蜂蜜面包喂養,蜂蜜面包是蜂蜜蜜蜂產生的花粉,蜂蜜和分泌物的混合物,以保存和發酵花粉。研究人員監測了女王的產卵行為是如何受到照顧她的工人的飲食類型的影響。

他們發現,當一群工人喂食花粉糊時,他們參加的女王可能能夠以比蜜蜂面包喂養女王更慢的速度在實驗室環境中產卵。當使用較低百分比的花粉糊時,這種差異最明顯,但即使在飼喂更豐富的花粉糊的蜜蜂中也是如此。

結果證實了營養對女王生產力的重要性以及實驗室設置調查影響女王行為和健康的其他因素的潛在效用。

“營養的影響.是我們第一次成功使用該系統,讓我們希望未來取得更大的成功,”Shpigler說。 “結果非常清楚地表明蜂蜜蜂群如何作為一個整體,分享消化系統和生殖系統。工人就是那些吃這種食物的人,效果就是產卵 - 超級生物正在行動!“

“與使用全尺寸蜂蜜蜂群相比,使用該系統可以產生的各種定量數據令人興奮,”Fine說。 “最終,我們希望該系統可以作為風險評估工具進行調整,以確定對蜜蜂繁殖產生積極和消極影響的其他因素。迫切需要一種可用于定量評估蜂蜜風險的實驗室系統。女王的健康和生殖。“

這項工作得到了國防高級研究計劃局的支持; LifeFoundry Inc.也支持共同作者。

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