עבודה זו מומנה על ידי מענק האמון Leverhulme (RPG-2012-708) ומענק BBSRC (BB / M00709X / 1) כדי Gaw.

1. לכידת דבורים מהמושבה והתקופה הרעבה הערה: הניסויים שתוארו כאן בוצעו באוניברסיטת ניוקאסל, בריטניה עם Audax בומבוס האדמה. מושבות מרובות (2-3) לרכוש מסחרית שימשו לכל טיפול. המושבות קויימו על ספסל בתנאי מעבדה (25 ± 2 ° C ו -28 ± 2% לחות יחסית) בחשכה מתמדת ו הואכלו עם כרצונך פתרונות סוכר ואבקת פרחים דבש דבורים שנאספו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף העובד היחיד דבורים Bumble באמצעות בקבוקון פלסטיק (7 ס&quot;מ, 2.8 ס&quot;מ קוטר פנימי) עם פקק פלסטיק מחורר, לאחר פתח את השער למושבה רק מספיק זמן בשביל דבורה אחד כדי לצאת ולהיות לכודים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הניסוי, בנפרד להרעיב כל הדבורים בומבוס במשך 2-4 שעות ב צלוחיות פלסטיק ולשמור בטמפרטורת החדר בחושך מוחלט. </li></ol> 2. העברת דבורים לתוך צינורות האחזקות לבין Habituation שלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר תקופת הרעב, להעביר דבורה ישירות בקבוקון הפלסטיק לתוך צינור החזקה. הצינור מחזיק הוא צינור צנטריפוגות שונה 15 מ&quot;ל (אורך: 119 מ&quot;מ; קוטר 17 מ&quot;מ), עם חור 4 מ&quot;מ קדח בקצה וחתיכת רשת פלדה (הבסיס: 8 מ&quot;מ; מ&quot;מ גובה 30) קבוע בתוך ידי התכה הפלסטיק של הצינור עם מחט פלדה לנתח מחוממת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן צינור ההחזקה המכיל את הדבורה על בעל קלקר עם שעווה שיניים. תקן שתי חתיכות קרטון משני צדי צינור ההחזקה. זאת על מנת להגן על הדבורה מגירויים חזותיים שעשויים להפריע הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם מצלמה מיקרוסקופית דיגיטלית 5 סנטימטרים מעל קצה צינור ההחזקה ולחבר את המצלמה למחשב נייד תואם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את צינור ההחזקה כך שלפחות 18 המ&quot;מ הראשון של קצה החזקת הצינור הוא בתוך מסגרת וידאו. לפני הניסוי, להתחיל תקופת התרגלות 3 דקות. </li></ol> 3.שלב טרום מבחן: הצגת טיפת סוכרוז <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מזרק למתאם הנשי המכיל טיפה של תמיסת סוכרוז (~ 3.5 μl, סוכרוז 500 מ&quot;מ מומס במים deionized). הצג את סוכרוז בתוך קצה צינור ההחזקה להניע את הסיומת של החוטם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תן הדבורה עד 5 דקות לצרוך אגל סוכרוז. אם אגל אינו נצרך, להסיר את הדבורה מהניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין הקלטת וידאו לאחר תקופת התרגלות. במחקר זה, פעילות החוטם נרשמה 26.7 מסגרות / sec -1 עם שיעור הגדלת 25x. </li></ol> 4. מבחן שלב: הצגת פתרון המבחן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלאו צינור microcapillary 100 μl עם פתרון המבחן. חבר אותו חתיכת צינורות סיליקון (אורך 6 ס&quot;מ, 1 מ&quot;מ קוטר פנימי) ולתקן אותה מניפולטור מיקרו. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את צינורות באמצעות מתאם זכר צינורות סיליקון אחר (6 ס&quot;מ אורך, 4 מ&quot;מ קוטר פנימי), WHIch משמש נורת פיפטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את מ&quot;מ microcapillary צינור 5-10 הרחק קצה צינור החזקה. יש ללחוץ בעדינות את הצינורות לשמור פתרון ההאכלה בקצה צינור microcapillary. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדבורה צורכת אגל סוכרוז, להסיר לאלתר את המזרק המכיל את תמיסת סוכרוז 500 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל את שלב 2 דקות הבדיקה כאשר קשר החוטם של הדבורה הפתרון בתוך צינור microcapillary. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לשלוט על אידוי אפשרי, למלא שני צינורות microcapillary נוספים עם סוכרוז או מים ולטפל בו בדיוק כמו במהלך שלב הבדיקה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ואחרי כל ניסוי לסרוק את רמות נוזל בתוך הצינור microcapillary באמצעות סורק ב 600 dpi כדי למדוד את כמות המזון הנצרך (איור 4 א). </li></ol> 5. ניתוח תמונה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את היקף צריכת פתרון באמצעות ImageJ (גרסה 1.48), גידול proc תמונהessing תוכנה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלה את קובץ התמונה זום לתוך התמונה (~ 400%). כדי להגדיר את היקף ההתייחסות, בחר בכלי קו ישר לצייר קו בין שני הקצוות של הצינור microcapillary. &#39;ניתוח&#39; בחר ולאחר מכן &quot;סולם גדר&quot;. הזן את האורך הכולל של הצינור תחת &#39;מרחק ידוע&#39; ויחידת המקביל תחת &#39;יחידת האורך&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחרו בכלי קו ישר שוב למתוח קו בין שני הקצוות של רמת נוזל. &#39;ניתוח&#39; בחר ולאחר מכן &quot;מדוד&quot;. בחלון תוצאות אורך הנוזל ניתן תחת עמודת &#39;האורך&#39;. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את נפח הצריכה פתרון באמצעות הנוסחה: <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq1.jpg" /> איפה <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq2.jpg" /> הוא אורך הצינור microcapillary ו <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233eq3.jpg" /> ו <img alt= &quot;משוואה 4&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54,233 / 54233eq4.jpg&quot; /&gt; הם אורכי נמדד של הנוזל בתוך הצינור microcapillary לפני ואחרי שלב הבדיקה, בהתאמה. </li></ol> 6. ניתוח וידאו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציון את הרגלי התזונה במהלך שלב בדיקות 2 דקות של כל וידאו באמצעות תוכנת רישום אירועים (ראה לוח חומרים). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתחילה להגדיר את הרגלי התזונה (כלומר. האלמנטים) בתפריט כיתות התנהגותיים של תוכנת הצריבה. התנהגויות ההאכלה הן כדלהלן: (1) חוטם החוצה / קשר: החוטם מרחיב ונמצא בקשר עם הפתרון בתוך צינור microcapillary (2) חוטם החוצה / אי קיום מגע: החוטם מרחיב אינו במגע עם הפתרון בתוך צינור microcapillary, (3) חוטם מאוחסן: החוטם לא יוארך אלא מוסתר מתחת הראש (4) מחוץ לטווח ראייה: הדבורה היא מחוץ לפריים וידאו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר כל התנהגותכ &#39;מדינה&#39; &#39;סותר&#39; בתפריט המאפיינים ולבצע הקלטות רציפות למשך פרק 2 דקות. Replay קטעי וידאו במצב בהילוך איטי (2 פעמים לאט) עבור דיוק יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את מהירות הכחשת חוטם מפתרון הבדיקה לאחר המגע הראשון בין שתי מסגרות רצופות (מופרדות על ידי 37.5 msec בהקלטות הווידאו שמוצגות כאן) באמצעות תוכנת וידאו הצעת מעקב (ראה לוח חומרים). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלה את קובץ וידאו ולדלג אל המסגרת שבה החוטם ראשון קשר הפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להגדיר את היקף ההתייחסות, בחר בכלי הקו למתוח קו על הרוחב של צינור microcapillary בפריים הווידאו. קליק ימני על הקו ובחר &#39;כייל מידה&#39;. הזן את הרוחב של צינור הנימים והיחידה המקבילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &quot;תמונה&quot; ואז &quot;לתאם ממוצא מערכת &#39;. בחלון החדש לחץ על קצה החוטם ובחר9; החל &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר בכלי להזיז את היד, קליק ימני על קצה החוטם על מסגרת וידאו ובחר &quot;נתיב מסלול &#39;. כדי להעביר את המסגרת הבאה ולתקן את מעקב הצבע אל קצה החוטם. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליק ימני על מעקב הצבע ובחר &quot;תצורה&quot;. הבחירה &#39;נתיב מלא&#39; ובחר &#39;מהירות&#39; תחת מדידה. בחר &quot;החל&quot;. מהירות מוצגת מכן. </li></ol>

<ol>
	<li>Adler, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ecological+significance+of+toxic+nectar.">The ecological significance of toxic nectar.</a> Oikos. 91, 409-420 (2000).</li><li>Hagler, J. R., Buchmann, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Honey+bee+(Hymenoptera,+Apidae)+foraging+responses+to+phenolic-rich+nectars.">Honey bee (Hymenoptera, Apidae) foraging responses to phenolic-rich nectars.</a> J Kansas Entomol Soc. 66, 223-230 (1993).</li><li>Irwin, R. E., Cook, D., Richardson, L. L., Manson, J. S., Gardner, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+compounds+in+floral+rewards+of+toxic+rangeland+plants:+Impacts+on+pollinators.">Secondary compounds in floral rewards of toxic rangeland plants: Impacts on pollinators.</a> J Agr Food Chem. 62, 7335-7344 (2014).</li><li>Praz, C. J., Mueller, A., Dorn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specialized+bees+fail+to+develop+on+non-host+pollen:+Do+plants+chemically+protect+their+pollen.">Specialized bees fail to develop on non-host pollen: Do plants chemically protect their pollen.</a> Ecology. 89, 795-804 (2008).</li><li>Baker, H. G., Baker, I., Gilbert, L. E., Raven, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+nectar-constitution+and+pollinator-plant+coevolution.">Studies of nectar-constitution and pollinator-plant coevolution.</a> Coevolution of animals and plants. , 100-140 (1975).</li><li>Stout, J. C., Parnell, J. A. N., Arroyo, J., Crowe, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pollination+ecology+and+seed+production+of+Rhododendron+ponticum+in+native+and+exotic+habitats.">Pollination ecology and seed production of Rhododendron ponticum in native and exotic habitats.</a> Biodivers Conserv. 15, 755-777 (2006).</li><li>Tiedeken, E. J., Stout, J. C., Stevenson, P. C., Wright, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bumblebees+are+not+deterred+by+ecologically+relevant+concentrations+of+nectar+toxins.">Bumblebees are not deterred by ecologically relevant concentrations of nectar toxins.</a> J Exp Biol. 217, 1620-1625 (2014).</li><li>Ayestaran, A., Giurfa, M., de Brito Sanchez, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxic+but+drank:+Gustatory+aversive+compounds+induce+post-ingestional+malaise+in+harnessed+honeybees.">Toxic but drank: Gustatory aversive compounds induce post-ingestional malaise in harnessed honeybees.</a> Plos One. 5, (2010).</li><li>Wright, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+reinforcement+pathways+for+conditioned+food+aversions+in+the+honeybee.">Parallel reinforcement pathways for conditioned food aversions in the honeybee.</a> Curr Biol. 20, 2234-2240 (2010).</li><li>Hurst, V., Stevenson, P. C., Wright, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxins+induce+'malaise'+behaviour+in+the+honeybee+(Apis+mellifera).">Toxins induce 'malaise' behaviour in the honeybee (Apis mellifera).</a> J Comp Physiol A. 200, 881-890 (2014).</li><li>Whitehead, A. T., Larsen, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+responses+of+galeal+contact+chemoreceptors+of+Apis+mellifera+to+selected+sugars+and+electrolytes.">Electrophysiological responses of galeal contact chemoreceptors of Apis mellifera to selected sugars and electrolytes.</a> J Insect Physiol. 22, 1609-1616 (1976).</li><li>de Brito Sanchez, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tarsal+taste+of+honey+bees:+behavioral+and+electrophysiological+analyses.">The tarsal taste of honey bees: behavioral and electrophysiological analyses.</a> Front Behav Neurosci. 8, 25 (2014).</li><li>de Brito Sanchez, M. G., Giurfa, M., Mota, T. R. D., Gauthier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+and+behavioural+characterization+of+gustatory+responses+to+antennal+'bitter'+taste+in+honeybees.">Electrophysiological and behavioural characterization of gustatory responses to antennal 'bitter' taste in honeybees.</a> European Journal of Neuroscience. 22, 3161-3170 (2005).</li><li>Bitterman, M. E., Menzel, R., Fietz, A., Schafer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classical+conditioning+of+proboscis+extension+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Classical conditioning of proboscis extension in honeybees (Apis mellifera).</a> J Comp Psychol. 97, 107-119 (1983).</li><li>Laloi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+conditioning+of+the+proboscis+extension+in+bumble+bees.">Olfactory conditioning of the proboscis extension in bumble bees.</a> Entomol Exp Appl. 90, 123-129 (1999).</li><li>Smith, B. H., Burden, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+proboscis+extension+response+protocol+for+investigating+behavioral+plasticity+in+insects:+Application+to+basic,+biomedical,+and+agricultural+Research.">A proboscis extension response protocol for investigating behavioral plasticity in insects: Application to basic, biomedical, and agricultural Research.</a> J Vis Exp. , (2014).</li><li>Felsenberg, J., Gehring, K. B., Antemann, V., Eisenhardt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+Pharmacology+in+classical+conditioning+of+the+proboscis+extension+response+in+honeybees+(Apis+mellifera).">Behavioural Pharmacology in classical conditioning of the proboscis extension response in honeybees (Apis mellifera).</a> J Vis Exp. , (2011).</li><li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pheromones,+hormones,+and+handling+on+sucrose+response+thresholds+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.).</a> Journal of comparative physiology. A, Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology. 189, 675-684 (2003).</li><li>Scheiner, R., Page, R. E., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sucrose+responsiveness+and+behavioral+plasticity+in+honey+bees+(Apis+mellifera).">Sucrose responsiveness and behavioral plasticity in honey bees (Apis mellifera).</a> Apidologie. 35, 133-142 (2004).</li><li>Kessler, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bees+prefer+foods+containing+neonicotinoid+pesticides.">Bees prefer foods containing neonicotinoid pesticides.</a> Nature. 521, 74-76 (2015).</li><li>Mommaerts, V., Wackers, F., Smagghe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+gustatory+responses+to+different+sugars+in+harnessed+and+free-moving+bumblebee+workers+(Bombus+terrestris).">Assessment of gustatory responses to different sugars in harnessed and free-moving bumblebee workers (Bombus terrestris).</a> Chem Senses. 38, 399-407 (2013).</li><li>Chittka, L., Dyer, A. G., Bock, F., Dornhaus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychophysics:+Bees+trade+off+foraging+speed+for+accuracy.">Psychophysics: Bees trade off foraging speed for accuracy.</a> Nature. 424, 388 (2003).</li><li>Kessler, S., Gonz&#225;lez, J., Vlimant, M., Glauser, G., Guerin, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quinine+and+artesunate+inhibit+feeding+in+the+African+malaria+mosquito+Anopheles+gambiae:+the+role+of+gustatory+organs+within+the+mouthparts.">Quinine and artesunate inhibit feeding in the African malaria mosquito Anopheles gambiae: the role of gustatory organs within the mouthparts.</a> Physiol Entomol. 39, 172-182 (2014).</li><li>Iacovone, A., Salerno, G., French, A. S., Conti, E., Marion-Poll, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antennal+gustatory+perception+and+behavioural+responses+in+Trissolcus+brochymenae+females.">Antennal gustatory perception and behavioural responses in Trissolcus brochymenae females.</a> J Insect Physiol. 78, 15-25 (2015).</li><li>French, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+mechanism+for+bitter+avoidance+in+Drosophila.">Dual mechanism for bitter avoidance in Drosophila.</a> J. Neurosci. 35, 3990-4004 (2015).</li><li>LeDue, E., Chen, Y. -. C., Jung, A. Y., Dahanukar, A., Gordon, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharyngeal+sense+organs+drive+robust+sugar+consumption+in+Drosophila.">Pharyngeal sense organs drive robust sugar consumption in Drosophila.</a> Nat. Commun. 6, 6667 (2015).</li></ol>

המחברים מצהירים שום ניגוד עניינים.

עם assay התנהגותיים הרומן הזה, כינין מוצג להרתיע האכלה של הדבורה זנב-חובב. שעת קשר חוטם המופחתת ותדירות התקף האכלה עם מים או תמיסת סוכרוז מהולה כינין מתפרשת כאן כסירוב ליזום עוד הניזונים שאינם תזונתיים או רעילים פתרונות. כאשר כינין מתווסף 1 M תמיסת סוכרוז, דבורים Bumble לא רק להפחית את עוצמת הקול של פתרון שהם צורכים, הם גם לבטל חוטם מהר, ובכך להקטין קשר הזמן בין איברי הפה הפתרון המכיל רעלן. יחד, משתמע מתוצאות אלה כי כינין נתפסת על ידי תאי קולטן התעורר אצלם על איברי הפה של הדבורה, כפי שכבר בעבר שזוהו דבש דבורים 9. כינין הוא רעלן לחרקים שגורם התנהגות כמו-מועקה של דבש הדבורים 10 ו מציאה של יתוש המלריה (gambiae אנופלס) 23. assay זה גם יכול להוביל מגלים הזדהותיון של כמה הרתעה ואפשרות תרכובות רעילות הנתפסות על ידי תאי קולטן טעם על איברי הפה ב הדבורים בומבוס. זה חיוני עבור צינור microcapillary להתמלא נפח מספיק של פתרון המבחן להימשך לאורך כל שלב הבדיקה. מומלץ שלפחות סביב שלושה רבעים של הצינור microcapillary (למשל 70-80 μl) מלא. עם זאת, יש להיזהר שלא למלא את צינור microcapillary לחלוטין כדי להפחית את הסיכון של דליפה במהלך התהליך של סריקת הצמדת צינור microcapillary למנגנון הניסיוני. טיפול צריך גם לקחת בעת הצגת 500 אגל סוכרוז מ&quot;מ עד הדבורה, כך הנסיין נמנע דולף האגל לתוך צינור ההחזקה. חור 4 המ&quot;מ בקצה צינור ההחזקה הוא גדול מספיק עבור דבורה עובד מבוגרת להאריך החוטם שלה באופן טבעי לכיוון פתרון המבחן. עם זאת יתכן כידבורי Bumble יכולים לטעום את הפתרון עם האנטנות שלהם לפני ההארכה בחוטמיהם. הדבר עשוי להשפיע על ההסתברות הרחבה חוטם לפי יכול להיות שהושרו דבורים Bumble ידי גירוי האנטנות שלהם עם תמיסת סוכר 15. למעשה האנטנות של דבוראים כמו הצרעה הטפילה (Trissolcus brochymenae) 24 או את דבורת דבש 13 מצוידי הטעם sensilla, ומאפשרים להם לטעום סוכרים ורעלים כמו כינין. כתוצאה מכך, אנשי קשר מחושים ראשוניים עם תמיסות המכילים תרכובות מרתיעות מאוד כמו כינין יכול גם להפחית את המוטיבציה של דבורה להאריך החוטם שלה ולכן להשפיע על שיעור הצלחה הניסיון. למרות קשר מחושים עם פתרון המבחן לא יכול להיות נשלט, במחקר הנוכחי לא מצאנו השפעה מהותית של קשר מחושים על רחבת חוטם לעבר פתרון המבחן. ב assay זה, מיד בהקמת צינור microcapillary לאחר שלב טרום מבחן Wתרנגולת האנטנות של הדבורים בומבוס עדיין בתוך צינור ההחזקה יכולה להפחית את ההזדמנות עבור הדבורים בומבוס לטעום את פתרון המבחן עם האנטנות שלהם. המגבלה העיקרית של assay זה מתעוררת כאשר מעקב אחר הכחשת החוטם הרחק פתרון המבחן אחרי מגע החוטם הראשון באמצעות תוכנת וידאו הצעת מעקב. צילום הווידאו מציג רק תנועת 2D של החוטם, כך הפלט הנתון של מהירות המדידה יכול להיות מתחת או מעל המשוער. אולם עם כמה שינויים, היבט זה של assay יכול להיות שיפור. assay זה יכול לשמש כדי לצפות בתגובות האכלה טבעיות כלפי תמיסות המכילות תרכובות שונות כולל מטבוליטים טבעי מתחוללי צמח משני. התבוננות תגובות ההאכלה המיידיות עם assay זה נותן מידע מפורט אודות אופן דבורי Bumble לזהות תרכובות אלו. זה יש יתרון על פני הקיים &quot;ללכת-לא ללכת&quot; שיטות כמו PER 18,19 </sup&gt; ושוב שני-בחירת מבחנים 7 מכיוון ששיטה זו מייצרת כמה צעדי תגובה התנהגותית כוללים צריכת מזון במהלך התקף האכלה בדיד. מדידת מספר פרמטרים בו זמנית מאפשרת הערכה טובה יותר של הטעם של תרכובת. לדוגמה ב assay שלנו, דבורים Bumble להימנע מצריכת מים או תמיסת סוכרוז מהול כינין. הכחשה של החוטם יכולה להיגרם על ידי שינוי התגובות של תאי קולטן סוכר 12,13. assay שלנו מראה כי דבורי Bumble לחזור החוטם מהר לאחר פניית הפתרון סוכרוז בתוספת כינין ממים לבד; זה יכול להציע כינין המשפיע קבוצה נפרדת של נוירונים בנוסף עיכוב נוירונים חישת סוכר 9,12,13,25. assay שלנו מאפשר ניתוח של דפוס הזמני של תגובות התנהגותיות שבהאכלה. פרוטוקול דומה שבו זמן הצריכה ומספר ההתקפים נמדדים יש אלמוכן יושם כדי להעריך את תגובת ההאכלה של תסיסנית לסוכרים תזונתיים והלא תזונתיים 26. אנו צופים כי דבורים יפגינו תשובה אמינה יותר להאכלת ממריצים assay שלנו מאשר שיטות אחרות כגון PER כי הדבורים חופשיים לנוע בצינור ההחזקה 21. טכניקה זו תאפשר ניתוח ממצה של ספי הטעם וחומרים מזינים ורעלים כדי להאיר את מנגנוני האכלה בדבורים בומבוס ומיני דבורה אחרים בפוטנציה.

אינטראקציות הצמח-מאביק הם מורכבים. מאביקים לבקר פרחים להשיג צוף ואבקה כמזון; בתורו, מאביקים להקל רבייה מינית בצמחים. בעוד מערכת היחסים הזו היא בעיקר הדדיות, צוף פרחים ואבקה לפעמים מכילים רעלים או רכיבים אחרים בצמחים, 1-5 אשר יכול לפגוע מאביקים. הרציונל אקולוגי בנוכחות תרכובות כאמור צוף ואבקה לא ברור בכל ההגדרות. שאלה מצטיינת אחת בתחום זה היא איך מאביקים כגון דבורים יכולים לזהות ולהימנע פרחים עם רעלים המכילים צוף. המין הדבורה, בומבוס האדמה (לינאוס, 1758), הוא מאביק generalist כי מבקר הפרחים של מיני צמחים רבים, כולל אלה צוף לייצר המכילים רעלים 6. דבורי Bumble הוכחו להימנע פתרונות רבים המכילים ריכוזים גבוהים של רעלים ב assay שני-בחירת 24 שעות 7. assay זהמזון צריכה שתארה Tiedeken et al. 7 עולה כי דבורים יכולות לזהות תרכובות מרירות בפתרונות. עם זאת, assay זה לא הצליח להבחין טעם מתהליכים שלאחר ingestive כגון חולים שיכולים גם להשפיע האכלת התנהגות לאורך זמן זה מרווח 8-10. דבורים להחזיק sensilla התעורר אצלם על האנטנות שלהם, איברי הפה טרסי לזהות תרכובות 11-13. רפלקס רחבת החוטם (PER) ניסויים לערב הרחקת דבורים בודדות ברתמת ולאחר מכן גירוי sensilla המחושים של הדבורה כדי לייצר את ההאכלה רפלקס 14-17. יכולים להיות מרוסנים דבורים רתמות בודד ולאחר מכן מגורה לייצר רפלקס ההאכלה כמו assay יכל לטעום תרכובות 18,19. אחרים שינו את assay PER ללמוד את הרגישות של האנטנות או איברי פה לרעלים 9,20. עם זאת, דבורים חשופים ללחץ במהלך רתימה. זה יכול להשפיע על אופןהם מגיבים תרכובות 21. הנה, assay חדש מתואר להעריך את תגובת טעם התנהגותיים של בחופשיות-נע דבורי Bumble כדי סוכרוז כינין, אלקלואיד כי דווח בעבר להיות מרתיע 9 ו -10 רעילים דבורי דבש (שהאפיס Apis) ודבורים בומבוס (Bombus terrestris) 7, 22. למרות כינין לא נמצא בצוף צמח, אלקלואיד זה משמש לעתים קרובות גירוי מרתיע במחקרים התנהגותיים ופיסיולוגיים בדבורים 7,9,12,13,22. השיטה כרוכה וידאו הקלטת איברי הפה של הדבורים בומבוס ברזולוציה רבה במהלך מגע החוטם הראשוני עם פתרונות הבדיקה. באופן ספציפי, את המבנה העדין של תגובת ההאכלה נבחן כשקלע ברציפות שנמשכת מזה מרווח 2 דקות. היקף פתרון נצרך נמדד בתקופת האכלה ולכן כמות המזון הנאכל יכול להיות מתואם עם מיקרו שלהתנהגות האכלה. גם את המהירות של ביטול החוטם נמדד, כאינדיקטור של הימנעות פעילה, ולכן זיהוי מראש ingestive.

<table><tbody><tr><td>Bumblebee colonies</td><td>Koppert Biological Systems</td><td></td><td>NATUPOL Beehive</td></tr><tr><td>Digital microscopic camera&amp;nbsp;</td><td>Dino-lite Europe</td><td>AM4815ZT</td><td>Dino-Lite Edge&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>100 &amp;mu;l microcapillary tube&amp;nbsp;</td><td>Blaubrand IntraEND</td><td>709144</td><td></td></tr><tr><td>15 ml polypropylene centifuge tube&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>11849650</td><td></td></tr><tr><td>1 ml disposable plastic luer slip syringe</td><td>BD</td><td>300013</td><td></td></tr><tr><td>Dell Latitude 3550 laptop</td><td>Dell</td><td></td><td>Check for compatibility with video software&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Canon CanoScan LiDE 120</td><td>Canon</td><td></td><td>Check for compatibility with the computer/laptop</td></tr><tr><td>Observer software version 5.0.25</td><td>Noldus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kinovea software version 0.8.15</td><td>Kinovea&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>silicone tubing</td><td></td><td></td><td>6&amp;nbsp;cm length, 1&amp;nbsp;mm inside &amp;Oslash; &amp;amp; 6&amp;nbsp;cm length, 4&amp;nbsp;mm inside &amp;Oslash;</td></tr><tr><td>Male luer x1/16&quot; standard hose barbed polypropylene adapter</td><td>Cole-Parmer</td><td>TW-45518-22</td><td></td></tr><tr><td>Female luer x 1/16&quot; standard hose barbed polypropylene adapter</td><td>Cole-Palmer</td><td>TW-45508-12</td><td></td></tr><tr><td>Steel mesh&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>0.5 mm mesh size</td></tr><tr><td>Sucrose (grade II)&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5391</td><td></td></tr><tr><td>Quinine hydrochloride dihydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Q1125</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ software version 1.48</td><td>ImageJ</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a novel behavioral assay to investigate gustatory responses of individual, freely-moving bumble bees (bombus terrestris)

מאביקים Generalist כמו הדבורה זנב חובב, בומבוס האדמה, נתקלים בשני חומרים מזינים ורעלים בצוף פרחי שהן גובות לצמחים פורחים. רק מעט מחקרים תארו את תגובות gustatory דבורים לעבר רעלנים במזון, וניסויים אלו משמשים בעיקר את התגובה הרחבה חוטם על דבורי דבש מאופקים. הנה, assay התנהגותיות חדש מוצג למדידת תגובות ההאכלה של-נע בחופשיות, דבורי Bumble עובד פרט מזינים ורעלים. assay זה מודד את כמות פתרון מעובד על ידי כל דבורה ומזהה כיצד tastants במזון להשפיע על מייקרו של התנהגות האכילה. הפתרונים מוצגים צינור microcapillary לדבורים בומבוס נפרדים מורעב בעבר במשך 2-4 שעות. ההתנהגות היא נתפסה על וידאו דיגיטלי. המבנה העדין של התנהגות האכילה מנותח באופן רציף על ידי הבקיע את עמדת proboscis (איברי פה) מהקלטות וידאו באמצעות תוכנת רישום אירועים. עמדת החוטם מוגדרת על ידי שלוש קטגוריות התנהגותיות שונות: (1) חוטם מוארך במגע עם הפתרון, (2) חוטם מוארך אך לא במגע עם הפתרון ו- (3) החוטם הוא מאוחסן מתחת לראש. יתר על כן את המהירות של החוטם חוזר בה מן הפתרון היא גם מוערכת. ב assay הנוכחי היקף הפתרון נצרך, מספר התקפי האכלה, משך התקפי האכילה לבין המהירות של הכחשת החוטם לאחר המגע הראשון משמש כדי להעריך את phagostimulatory או פעילות ההרתעה של התרכובות הנבדקות. assay הטעם החדש זה יאפשר לחוקרים למדוד כיצד תרכובות בצוף להשפיע על התנהגות האכילה של דבורים וגם תהיינה שימושי ביולוגי אבקה, חוקרי רעלים ו neuroethologists לומדים את מערכת הטעם של הדבורה.

את assay הרומן משמש על מנת לבחון את התגובות האכלה ל -1 M סוכרוז, 1 M פתרון סוכרוז פלוס 1 כינין מ&quot;מ ומים deionized לבד. תגובות ההאכלה המיידיות לכל טיפול נקבעות על ידי כימותי משך קשר חוטם עם פתרון המבחן, את התדירות של התקפי האכילה לבין המהירות של החוטם חוזר בה מן פתרון המבחן לאחר המגע הראשון בשלב הבדיקה 2 דקות. היקף הפתרון הנצרך נמדד גם לאחר שלב הבדיקה. במחקר זה, בחרנו מרווח קריטריון התקף של 5 שניות (איור 1, ראה קובץ משלימה) בהתבסס על העבודה קודמת של צרפתי et al. 25 שהשתמשו חסימה בגובה של 5 שניות כדי לאפיין את התנהגות הכחשת חוטם ידי תסיסנית בתגובת הרתעה תרכובות 25. לכן הגדרנו התקף האכלה כאיש קשר בין החוטם המורחב והפתרון לאt מופרע על ידי היעדרות של אנשי קשר של 5 שניות או יותר. בהשוואת סוכרוז מים ללא יונים לבד, הוספת כינין תמיסת סוכרוז כנראה מרתיע האכלה על ידי דבורי Bumble כפי שהם במהירות יהיו להתרחק אם הם מזהים חומר מרתיע (וידאו איור 1). בניסוי זה, יש הטיפולים השפעה משמעותית על המשך המצטבר של קשר חוטם במהלך שלב הבדיקה (ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן, 2,31 F = 41, p &lt;0.001). המשך המצטבר של זמן מגע עם כינין המכיל סוכרוז מצטמצם משמעותי בהשוואת סוכרוז לבד (p &lt;0.001), אך לא מים ללא יונים בלבד (p = 0.219) (איור 2). בדומה לכך, יש את הטיפולים השפעה משמעותית על המשך המצטבר של התקפי אכילה (ANOVA על נתוני טרנספורמציה יומן, F <sUB&gt; 2,31 = 27.95, p &lt;0.001, איור 3 א). המשך המצטבר של האכלה התקפית עם כינין המכיל סוכרוז מצטמצם משמעותי בהשוואת סוכרוז לבד (p &lt;0.001), אך לא לעומת מים ללא יונים בלבד (p = 0.41). הטיפולים גם להיות השפעה משמעותית על תדירות התקפי אכילה (Poisson GLM עם פונקצית קישור יומן, שינוי הסטייה לעומת חלוקת ג 2: p &lt;0.050), לפיה מספר התקפים עם סוכרוז המכיל כינין הוא גבוה משמעותי בהשוואה סוכרוז (p &lt;0.01), אך באופן שולי משמעותי שונים לטיפול מים ללא יונים (p = 0.055, בשל דבורה אחת מציגה שבעה התקפי האכלה על המים, איור 3 ב). כמו כן, את המהירות של הכחשה חוטם שונה באופן משמעותי בין הטיפולים (ANOVA על נתוני טרנספורמציה יומן, F 2,31 = 5.12, p &lt;0.050). דבורים Bumble לחזור בו pr<html> oboscis הרחק פתרון המבחן מהר יותר באופן משמעותי לאחר המגע הראשון עם סוכרוז המכיל כינין מאשר עם סוכרוז או מים ללא יונים בלבד (p &lt;0.050, איור 3 ג). התוצאות מראות כי כינין מפעיל התנהגות הימנעות פעילה דבורי Bumble. הטיפולים גם להיות השפעה משמעותית על ההיקף הכולל של פתרון הנצרך (ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן, F 2,32 = 62.5, p &lt;0.001), לפיה צריכת סוכרוז המכיל כינין מצטמצמת בהשוואת סוכרוז (עמ &#39; &lt;0.001), אך לא מים ללא יונים (p = 0.457) (איור 4 ב). היקף הפתרון התאדה מן הנימים במהלך תקופת הבוחן הוא זניח. בתנאי מעבדה (25 ± 2 ° C ו -28 ± 2% לחות יחסית), אידוי משתנה בין 0.033 כדי 0,883 μl עם ממוצע של 0.276 μl ו 0.171 μl מים ללא יונים ו -1 M סוכרוז בהתאמה. together.within-page = &quot;1&quot;&gt; במגעים assay זה בין האנטנה ואת פתרון המבחן לא ניתן למנוע. עם זאת, אחוז דבורי Bumble באמצעות האנטנות שלהם לטעום פתרון ההאכלה במהלך שלב הבדיקה (סוכרוז: 46.1%, סוכרוז בתוספת כינין: 60.0% ומי deionized: 33.3%) אינו שונה באופן מובהק בין הטיפולים (הבינומי GLM, שינוי ב סטייה לעומת חלוקת 2 ג: p = 0.450). אין השפעה של הטיפולים נמצאת על חביון בין מגעי המחושים הראשונים ואת פתרון מבחן ואת המגעים הראשונים של החוטם (חציון: 2.67 שניות סוכרוז; 1.10 שניות סוכרוז בתוספת כינין; 0.80 שניות מים ללא יונים, ANOVA על נתוני יומן טרנספורמציה, F 2,13 = 0.620, p = 0.550). בנוסף, אחוז דבורי Bumble הארכת החוטם לטעום את פתרון המבחן נשאר קבוע על פני הטיפולים (סוכרוז: 66.7%; סוכרוז בתוספת כינין: 50.0%; מים ללא יונים: 52.2%; GLM הבינומי, שינוי סטייה לעומת חלוקת ג 2: p = 0.840). יחד התוצאות הללו מצביעות על כך האנטנות לשחק תפקיד שולי זיהוי של רעלי assay זה. בניסוי נפרד בוחן אם יש צורך לבדוק דבורים לתקופה של זמן ארוך יותר מ -2 דקות. כמות המזון הנצרך על ידי דבורים נבחנת עם סוכרוז 1 M או 1 כינין מ&quot;מ 1 M פתרונות סוכרוז בשני תנאים: תקופת הבדיקה 2 דקות תקופת הבדיקה 10 דקות. עבור שני הטיפולים, צריכת מזון כוללת אינה שונה לתקופות המבחן ואין אינטראקציות משמעותיות להתרחש בין תקופת המבחן ואת הטיפול (N = 6 - 13, ANOVA על נתוני טרנספורמציה היומן; השפעת הטיפולים: F 1,31 = 54.8, p &lt;0.001; השפעת תקופת המבחן: F 1,31 = 0, p = 0.979; השפעת האינטראקציה: F = 0.1, p = 0.457). לסיכום,בתקופת 2 דקות בדיקה מספיקה כדי להעריך את ההשפעה של הפתרון על הסכום הכולל של מזון הנצרך על ידי דבורי השפעות ההרתעה של חומרים רעילים או דוחה assay זה. לכן, על ידי מדידת צריכת מזון מנסה לאמוד האכלת התנהגות, אפשר לתאם צריכת מזון הכוללת את המבנה העדין של האכלה במהלך assay. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig1.jpg" /> איור 1: תקופות חביון בין מגעי החוטם במהלך המינימום 2 הראשון של Assay ההאכלה מגרש צפיפות של תקופות חביון הזמן להפריד כל קשר חוטם עם תמיסת סוכרוז 1 M, פתרון כינין 1 M סוכרוז + 1 המ&quot;מ ומים.. הנתונים המצטברים מ -13, 10 ו -11 דבורים מיוצגים בהתאמה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> &lt;/ P&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig2.jpg" /> איור 2: משכי זמן חוטם לתקשר במהלך 2 הדקות הקודמות של Assay ההאכלה מגרש צפיפות של משכי קשר חוטם ידי דבורי האכלה ב -1 M סוכרוז, 1 M סוכרוז + 1 כינין או מים מ&quot;מ.. גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig3.jpg" /> איור 3: פעילות חוטם של צרעות האכלה ב -1 סוכרוז M, 1 M סוכרוז + 1 מ&quot;מ כינין או מים (א) המשך המצטבר של התקפי אכילה במהלך שלב הבדיקה (ב) תדירות האכלה התקפית ו- (ג) את המהירות. של החוטם מחדשהמתיחה לאחר המגע הראשון. כיתוב מצביע על הבדל משמעותי: טיפולים עם אותיות שונות מצביעים P &lt;0.05. מגרשי Box מייצגים חציון (פסים שחורים), רמה הנמוכה ביותר ואת נקודות הנתונים הגבוהות ביותר עדיין בתוך 1.5 של הטווח בין-הרבעונים (שפם) ואת החריגים (עיגולים). גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54233/54233fig4.jpg" /> איור 4:. Supresses כינין האכלה על ידי דבורים Bumble (א) תמונות סרוקות של צינורות microcapillary מראה את הרמה של סוכרוז 1 M או 1 M סוכרוז פלוס 1 מ&quot;מ פתרון כינין (מסומן על ידי קו שחור) לפני ואחרי שלב הבדיקה בהתאמה. (ב) צריכת 1 M סוכרוז, 1 M סוכרוז פלוס 1 כינין מ&quot;מ או מים ללא יונים<html> לבד על ידי דבורים Bumble לאחר שלב הבדיקה. כיתוב מצביע על הבדל משמעותי: טיפולים עם אותיות שונות מצביעים P &lt;0.001. מגרשי Box מייצגים חציון (פסים שחורים), רמה הנמוכה ביותר ואת נקודות הנתונים הגבוהות ביותר עדיין בתוך 1.5 של הטווח בין-הרבעונים (שפם) ואת החריגים (עיגולים). גודל המדגם כמו באיור 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/54233fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> איור 1 וידאו: הקלטות וידאו של פעילות חוטם לכיוון (א) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1A_1M_Sucrose.m4v" target="_blank">1 M סוכרוז</a> , (ב) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54233/Video_figure_1B_Quinine.m4v" target="_blank">1 M סוכרוז פלוס 1 מ&quot;מ כינין</a> ו- (ג)ד / 54,233 / Video_figure_1C_Water.m4v &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; מי Deionized במהלך שלב הבדיקה.

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris at JoVE.com

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution.

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (<em&gt; בומבוס האדמה</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

a-novel-behavioral-assay-to-investigate-gustatory-responses

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

8.7K Views.  Newcastle University. A novel behavioral assay is described for investigating the short term gustatory responses of the mouthparts of freely-moving bumble bees (Bombus terrestris) toward nutrients and toxins in solution. 

Video: A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the survival of a honeybee colony depends on the exploitation of food sources, forager bees learn and memorize variable flower sites as well as their profitability. Forager bees can be easily trained in natural settings where they forage at a feeding site and learn the related signals such as odor or color. Appetitive associative learning can also be studied under controlled conditions in the laboratory by conditioning the proboscis extension response (PER) of individually harnessed honeybees3,4. This learning paradigm enables the study of the neuronal and molecular mechanisms that underlie learning and memory formation in a simple and highly reliable way5-12. A behavioral pharmacology approach is used to study molecular mechanisms. Drugs are injected systemically to interfere with the function of specific molecules during or after learning and memory formation13-16.
Here we demonstrate how to train harnessed honeybees in PER conditioning and how to apply drugs systemically by injection into the bee flight muscle.

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

We demonstrate how to implement a behavioral pharmacology method in an appetitive olfactory conditioning paradigm in honeybees (Apis mellifera) by systemic application of drugs. This method allows investigation of the mechanisms underlying learning and memory formation in a simple and reliable way.

פרמקולוגיה ההתנהגות של התניה קלאסית תגובת הרחבה חוטם ב דבורי דבש ( אפיס מליפרה)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

All organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is especially important in insects, which use their olfactory systems to respond to, and discriminate amongst, complex odor stimuli. These odors elicit behaviors that mediate processes such as reproduction and habitat selection1-3. Additionally, chemical sensing by insects mediates behaviors that are highly significant for agriculture and human health, including pollination4-6, herbivory of food crops7, and transmission of disease8,9. Identification of olfactory signals and their role in insect behavior is thus important for understanding both ecological processes and human food resources and well-being.
	To date, the identification of volatiles that drive insect behavior has been difficult and often tedious. Current techniques include gas chromatography-coupled electroantennogram recording (GC-EAG), and gas chromatography-coupled single sensillum recordings (GC-SSR)10-12. These techniques proved to be vital in the identification of bioactive compounds. We have developed a method that uses gas chromatography coupled to multi-channel electrophysiological recordings (termed 'GCMR') from neurons in the antennal lobe (AL; the insect's primary olfactory center)13,14. This state-of-the-art technique allows us to probe how odor information is represented in the insect brain. Moreover, because neural responses to odors at this level of olfactory processing are highly sensitive owing to the degree of convergence of the antenna's receptor neurons into AL neurons, AL recordings will allow the detection of active constituents of natural odors efficiently and with high sensitivity. Here we describe GCMR and give an example of its use.
	Several general steps are involved in the detection of bioactive volatiles and insect response. Volatiles first need to be collected from sources of interest (in this example we use flowers from the genus Mimulus (Phyrmaceae)) and characterized as needed using standard GC-MS techniques14-16. Insects are prepared for study using minimal dissection, after which a recording electrode is inserted into the antennal lobe and multi-channel neural recording begins. Post-processing of the neural data then reveals which particular odorants cause significant neural responses by the insect nervous system.
	Although the example we present here is specific to pollination studies, GCMR can be expanded to a wide range of study organisms and volatile sources. For instance, this method can be used in the identification of odorants attracting or repelling vector insects and crop pests. Moreover, GCMR can also be used to identify attractants for beneficial insects, such as pollinators. The technique may be expanded to non-insect subjects as well.

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Olfactory cues mediate many different behaviors in insects, and are often complex mixtures comprised of tens to hundreds of volatile compounds. Using gas chromatography with multi-channel recording in the insect antennal lobe, we describe a method for the identification of bioactive compounds.

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker bees spend the first half of their life inside the dark hive, where they are nursing the larvae or building the regular hexagonal combs for food (e.g. pollen or nectar) and brood3. The antennae are extraordinary multisensory feelers and play a pivotal role in various tactile mediated tasks4, including hive building5 and pattern recognition6. Later in life, each single bee leaves the hive to forage for food. Then a bee has to learn to discriminate profitable food sources, memorize their location, and communicate it to its nest mates7. Bees use different floral signals like colors or odors7, 8, but also tactile cues from the petal surface9 to form multisensory memories of the food source. Under laboratory conditions, bees can be trained in an appetitive learning paradigm to discriminate tactile object features, such as edges or grooves with their antennae10, 11, 12, 13. This learning paradigm is closely related to the classical olfactory conditioning of the proboscis extension response (PER) in harnessed bees14. The advantage of the tactile learning paradigm in the laboratory is the possibility of combining behavioral experiments on learning with various physiological measurements, including the analysis of the antennal movement pattern.

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

In this protocol we show how to condition harnessed honey bees to tactile stimuli and introduce a 2D motion capture technique for analyzing the kinematics of fine-scale antennal sampling pattern.

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (<em&gt; תפיס mellifera</em&gt; ל &#39;)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

Vertical T-maze Choice Assay for Arthropod Response to Odorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, various technologies are being developed as control tools. A subset of these tools focuses on modifying the behavior of arthropods by attraction or repulsion. Therefore, arthropods are often the focus of behavioral investigations. Various tools have been developed to measure arthropod behavior, including wind tunnels, flight mills, servospheres, and various types of olfactometers. The purpose of these tools is to measure insect or arachnid response to visual or more often olfactory cues. The vertical T-maze oflactometer described here measures choices performed by insects in response to attractants or repellents. It is a high throughput assay device that takes advantage of the positive phototaxis (attraction to light) and negative geotaxis (tendency to walk or fly upward) exhibited by many arthropods. The olfactometer consists of a 30 cm glass tube that is divided in half with a Teflon strip forming a T-maze. Each half serves as an arm of the olfactometer enabling the test subjects to make a choice between two potential odor fields in assays involving attractants. In assays involving repellents, lack of normal response to known attractants can also be measured as a third variable.

A vertical, T-maze olfactometer is described for assaying the behavioral response of arthropods. The olfactometer allows the experimenter to measure choices performed by test subjects when subjected to two potential odor fields. Both attraction to and repulsion from odorants can be measured with this device.

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

Given the economic importance of insects and arachnids as pests of agricultural crops, urban environments or as vectors of plant and human diseases, ...

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

This video demonstrates novel techniques of RNA interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees using double-stranded RNA (dsRNA) injections. It also presents a protocol of proboscis extension response (PER) assay for measuring gustatory perception.	
	RNAi-mediated gene knockdown is an effective technique downregulating target gene expression. This technique is usually used for single gene manipulation, but it has limitations to detect interactions and joint effects between genes. In the first part of this video, we present two strategies to simultaneously knock down two genes (called double gene knockdown). We show both strategies are able to effectively suppress two genes, vitellogenin (vg) and ultraspiracle (usp), which are in a regulatory feedback loop. This double gene knockdown approach can be used to dissect interrelationships between genes and can be readily applied in different insect species.	
	The second part of this video is a demonstration of proboscis extension response (PER) assay in honey bees after the treatment of double gene knockdown. The PER assay is a standard test for measuring gustatory perception in honey bees, which is a key predictor for how fast a honey bee's behavioral maturation is. Greater gustatory perception of nest bees indicates increased behavioral development which is often associated with an earlier age at onset of foraging and foraging specialization in pollen. In addition, PER assay can be applied to identify metabolic states of satiation or hunger in honey bees. Finally, PER assay combined with pairing different odor stimuli for conditioning the bees is also widely used for learning and memory studies in honey bees.

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In this protocol, we describe two strategies that simultaneously suppress two genes (double gene knockdown) in honey bees. Then we present how to use the proboscis extension response (PER) assay to study the effect of double gene knockdown on honey bee gustatory perception.

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג&#39;ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (<em&gt; אפיס mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster. In a light-tight box illuminated by red light that is invisible to fruit flies, a camera linked to custom data acquisition software monitors the position of six flies simultaneously. Each fly is confined to walk in individual arenas containing a food odor at the center. The testing arenas rest on a porous floor that functions to prevent odor accumulation. Latency to locate the odor source, a metric that reflects olfactory sensitivity under different physiological states, is determined by software analysis. Here, we discuss the critical mechanics of running this behavioral paradigm and cover specific issues regarding fly loading, odor contamination, assay temperature, data quality, and statistical analysis.

A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila

In this video article, we describe an automated assay to measure the effect of hunger or satiety on olfactory dependent food search behavior in the adult fruit fly Drosophila melanogaster.

יחיד לטוס Assay עבור התנהגות שיחור מזון ב<em&gt; דרוזופילה</em

For many animals, hunger promotes changes in the olfactory system in a manner that facilitates the search for appropriate food sources. In this video ...

A Proboscis Extension Response Protocol for Investigating Behavioral Plasticity in Insects: Application to Basic, Biomedical, and Agricultural Research

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). There are several behavioral mechanisms through which an insect learns salient associations and relates them to these events. It is important to understand this behavioral plasticity for programs aimed toward assisting insects that are beneficial for agriculture. This understanding can also be used for discovering solutions to biomedical and agricultural problems created by insects that act as disease vectors and pests. The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol was developed for honey bees (Apis mellifera) over 50 years ago to study how they perceive and learn about floral odors, which signal the nectar and pollen resources a colony needs for survival. The PER procedure provides a robust and easy-to-employ framework for studying several different ecologically relevant mechanisms of behavioral plasticity. It is easily adaptable for use with several other insect species and other behavioral reflexes. These protocols can be readily employed in conjunction with various means for monitoring neural activity in the CNS via electrophysiology or bioimaging, or for manipulating targeted neuromodulatory pathways. It is a robust assay for rapidly detecting sub-lethal effects on behavior caused by environmental stressors, toxins or pesticides.
We show how the PER protocol is straightforward to implement using two procedures. One is suitable as a laboratory exercise for students or for quick assays of the effect of an experimental treatment. The other provides more thorough control of variables, which is important for studies of behavioral conditioning. We show how several measures for the behavioral response ranging from binary yes/no to more continuous variable like latency and duration of proboscis extension can be used to test hypotheses. And, we discuss some pitfalls that researchers commonly encounter when they use the procedure for the first time.

The Proboscis Extension Response (PER) conditioning protocol, developed for the honey bee (Apis mellifera), provides an ecologically-relevant and easily quantifiable means for studying several different mechanisms of learning in many insect species.

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

Insects modify their responses to stimuli through experience of associating those stimuli with events important for survival (e.g., food, mates, threats). ...

Radio Frequency Identification and Motion-sensitive Video Efficiently Automate Recording of Unrewarded Choice Behavior by Bumblebees

We present two methods for observing bumblebee choice behavior in an enclosed testing space. The first method consists of Radio Frequency Identification (RFID) readers built into artificial flowers that display various visual cues, and RFID tags (i.e., passive transponders) glued to the thorax of bumblebee workers. The novelty in our implementation is that RFID readers are built directly into artificial flowers that are capable of displaying several distinct visual properties such as color, pattern type, spatial frequency (i.e., &#8220;busyness&#8221; of the pattern), and symmetry (spatial frequency and symmetry were not manipulated in this experiment). Additionally, these visual displays in conjunction with the automated systems are capable of recording unrewarded and untrained choice behavior. The second method consists of recording choice behavior at artificial flowers using motion-sensitive high-definition camcorders. Bumblebees have number tags glued to their thoraces for unique identification. The advantage in this implementation over RFID is that in addition to observing landing behavior, alternate measures of preference such as hovering and antennation may also be observed. Both automation methods increase experimental control, and internal validity by allowing larger scale studies that take into account individual differences. External validity is also improved because bees can freely enter and exit the testing environment without constraints such as the availability of a research assistant on-site. Compared to human observation in real time, the automated methods are more cost-effective and possibly less error-prone.

This video describes Radio-Frequency Identification (RFID) and motion-sensitive video recording methods to monitor choice behavior by bumblebees.

זיהוי תדר רדיו ווידאו Motion רגיש ביעילות אוטומציה של ההקלטה של ​​התנהגות unrewarded בחירה על ידי צרעות

We present two methods for observing bumblebee choice behavior in an enclosed testing space. The first method consists of Radio Frequency Identification ...

SwarmSight: Real-time Tracking of Insect Antenna Movements and Proboscis Extension Reflex Using a Common Preparation and Conventional Hardware

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis during feeding. The ability to rapidly obtain high-resolution measurements of natural antenna and proboscis movements and assess how they change in response to chemical, developmental, and genetic manipulations can aid the understanding of insect behavior. By extending our previous work on assessing aggregate insect swarm or animal group movements from natural and laboratory videos using the video analysis software SwarmSight, we developed a novel, free, and open-source software module, SwarmSight Appendage Tracking (SwarmSight.org) for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The software processes frames about 120 times faster than humans, performs at better than human accuracy, and, using 30 frames per second (fps) videos, can capture antennal dynamics up to 15 Hz. The software was used to track the antennal response of honey bees to two odors and found significant mean antennal retractions away from the odor source about 1 s after odor presentation. We observed antenna position density heat map cluster formation and cluster and mean angle dependence on odor concentration.

This protocol describes steps for using the novel software, SwarmSight, for frame-by-frame tracking of insect antenna and proboscis positions from conventional web camera videos using conventional computers. The free, open-source software processes frames about 120 times faster than humans and performs at better than human accuracy.

SwarmSight: מעקב בזמן אמת של האנטנה חרקים תנועות רפלקס הרחבת חוטם באמצעות הכנה משותפת חומרה קונבנציונלי

Many scientifically and agriculturally important insects use antennae to detect the presence of volatile chemical compounds and extend their proboscis ...

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee (Bombus) Hive Entrances

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis. This has traditionally been done by netting foragers at nest entrances or on flowers, chilling the bees on ice, and then removing the pollen loads from the corbiculae with forceps or a brush. This method is time and labor intensive, may alter normal foraging behavior, and can result in stinging incidents for the worker performing the task. Pollen traps, such as those used on honey bee hives, collect pollen by dislodging corbicular pollen loads from the legs of workers as they pass through screens at the nest entrance. Traps can remove a large quantity of pollen from returning forager bees with minimal labor, yet to date no such trap is available for use with bumble bee colonies. Workers within a bumble bee colony can vary in size making size selection of entrances difficult to adapt this mechanism to commercially reared bumble bee hives. Using 3D printing design programs, we created a pollen trap that successfully removes the corbicular pollen loads from the legs of returning bumble bee foragers. This method significantly reduces the amount of time required by researchers to collect pollen from bumble bee foragers returning to the colony. We present the design, results of pollen removal efficiency tests, and suggest areas of modifications for investigators to adapt traps to a variety of bumble bee species or nest box designs.

A 3D Printed Pollen Trap for Bumble Bee Bombus Hive Entrances

We present a non-lethal and automated mechanism to collect pollen from bumble bee (Bombus) workers returning to a hive. Instructions for producing, preparing, installing and using the devices are included. By using 3D-printed objects, modification to the design was timely, efficient and allowed for quick turnaround for testing.

מלכודת אבקה מודפסת תלת-ממדית לכניסות דבורת באמבל(בומבוס)

To verify the plant sources from which bumble bees forage for pollen, individuals must be collected to remove their corbicular pollen loads for analysis.  ...

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

פרמקולוגיה ההתנהגות של התניה קלאסית תגובת הרחבה חוטם ב דבורי דבש ( אפיס מליפרה)

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג'ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (

יחיד לטוס Assay עבור התנהגות שיחור מזון ב

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

זיהוי תדר רדיו ווידאו Motion רגיש ביעילות אוטומציה של ההקלטה של התנהגות unrewarded בחירה על ידי צרעות

SwarmSight: מעקב בזמן אמת של האנטנה חרקים תנועות רפלקס הרחבת חוטם באמצעות הכנה משותפת חומרה קונבנציונלי

מלכודת אבקה מודפסת תלת-ממדית לכניסות דבורת באמבל(בומבוס)

Assay רומן ההתנהגות לחקור תגובות Gustatory של הפרט, חופשי-נע דבורים Bumble (

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

פרמקולוגיה ההתנהגות של התניה קלאסית תגובת הרחבה חוטם ב דבורי דבש ( אפיס מליפרה)

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

מיזוג מישוש וניתוח תנועה של אסטרטגיות דגימת מחושים בדבורי דבש (

Assay בחירה האנכי T-מבוך לתגובת פרוקי רגליים לodorants

מציאה RNAi בתיווך זוגית ג'ין ומדידה בחוש טעם בדבורי דבש (

יחיד לטוס Assay עבור התנהגות שיחור מזון ב

תגובת פרוטוקול חוטם הרחבה לחקירת פלסטיות התנהגות בחרקים: בקשה ליסוד, ביו רפואית, ומחקר חקלאי

זיהוי תדר רדיו ווידאו Motion רגיש ביעילות אוטומציה של ההקלטה של ​​התנהגות unrewarded בחירה על ידי צרעות

SwarmSight: מעקב בזמן אמת של האנטנה חרקים תנועות רפלקס הרחבת חוטם באמצעות הכנה משותפת חומרה קונבנציונלי

מלכודת אבקה מודפסת תלת-ממדית לכניסות דבורת באמבל(בומבוס)

זיהוי תדר רדיו ווידאו Motion רגיש ביעילות אוטומציה של ההקלטה של התנהגות unrewarded בחירה על ידי צרעות