Name: empirical, metagenomic, and computational techniques illuminate the mechanisms by which fungicides compromise bee health
Uploaded: 2017-10-09T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health at JoVE.com

Yazar(lar) amplifikasyon ve sıralama özellikleri ve Hizmetleri, Caitlin Carlson, Jennifer Knack, Jake Otto ve Max Haase ile teknik yardım sağlamak için sağlamak için Wisconsin Üniversitesi biyoteknoloji Merkezi DNA sıralama tesis teşekkür Moleküler analizi. Bu eser USDA tarımsal araştırma Servisi tahsis fonlar (geçerli araştırma bilgi sistemi #3655-21220-001) tarafından desteklenmiştir. Daha fazla destek (altında Grant No Ulusal Bilim Vakfı tarafından sağlanan Deb-1442148), DOE büyük göller biyoenerji Araştırma Merkezi (Office DOE bilim BER DE-FC02-07ER64494) ve USDA Ulusal Enstitüsü gıda ve Tarım (Hatch projesi 1003258). C.T.H. biyomedikal Bilimleri ve bir Alfred Toepher öğretim görevlisi, sırasıyla Pew Charitable güvenir ve Alexander von Humboldt Vakfı tarafından desteklenen bir Pew yazardır.

1. mantar ilacı pozlama etkisi Bumble Bee Colony başarı kullanarak alan kafes deneyler incelemek <ol><li>Set on kadar kafes kafes bir alanda dikildi yulaf ile. Her kafes çevresinde bir siper kazmak ve kafes kafes tüm dört kenarları arılar kurtuluş yok emin olmak için zemine kazmak. Arılara (örneğin buğday, hodan, alyssum, evren ve ayçiçeği) çekici olduğu bilinmektedir saksı, çiçekli bitkiler ile kafesleri stok ( Şekil 2).</li>
	<li>Bloom yonca tek tepsi (36...

Etkisi soruşturmalar arı sağlığı üzerinde mantar ilaçları, böcek Yönetim Stratejileri çöküşünde bir yönünü kalmıştır. Bizim çalışma a maiyet-in açıkça arı düşüşler sürüş potansiyel faktörler izole tamamlayıcı teknikleri kullanarak bu bilgi boşluğu amaçlamaktadır. Planlama, mantığı ve işleme bu deneyler aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Hayır arılar bu demografi analiz taviz verecek bu yana kafes kafes deneyleri kaçmasına izin ...

Yönetilen ve yabani arı türü her ikisi de doğal ve tarım sistemleri1için önemli etkileri ile yaygın düşüşler yaşandığı. Bu sorunun nedenleri anlamak için uyumlu çabaları rağmen bal arı düşüşler sürüş hala değil iyi anlaşılan2,3,4etmenlerdir. Vahşi, yerli arıları belirli türler için durum korkunç5,6haline gelmiştir. Arı nüfusu ile endüstriyel tarım kesiştiği, nüfusları düşmeye devam edecek ve bitkileri polinatörler (dünya çapında üretim%735) gerektiren tahammül edecek sürekli olamaz eğer hasat azaltılmış.
Böcek ilacı pozlama gibi birçok potansiyel faktörler hastalık ve habitat kaybı1,4,8,9,10 bal arı düşüş karıştığı olmuştur, nispeten az etkileşimli etkisi bu stresler yerli arılar sağlık, içinde veya yakınında tarım sistemleri hakkında bilinir. Birçok mevcut araştırma çabalarının böcek öldürücüler, (örneğin, neonicotinoids11,12üzerinde), mantar ilaçları da bir rol arı düşüş bellek oluşumu bozulması tarafından oynayabilir ki son araştırma gösterir rağmen odaklanmaya devam, koku alma13, yuva tanıma14, enzim aktivitesi ve metabolik işlevleri15,16,17. Genel olarak, mantar ilaçları çiçeklenme sırasında çiçekli bitkiler için uygulanmaya devam. Son yıllarda yapılan çalışmalarda arılar genellikle mantar ilacı artıkları geri kovan18için gerçekten de getirmek., çalışmalar test kurdeşen bulunan mantar ilacı artıkları19,20büyük bir kısmı göstermiştir belgeledi. Daha fazla çalışma ortaya çıkar o mantar ilacı tortu yüksek oranda bal arı larva ölüm21,22,23 ve "entombed polen" koloniler içinde varlığı ile ilişkili olan, ancak toksik olmayan, mikrobiyal aktiviteyi yoksun ve beslenme güvenliği aşılan24. Mantar ilaçları uzun süre "arı için güvenli" olarak kabul edilmiştir ki rağmen hiçbir şey şimdi kanıt için mantar ilacı yalnız bu maruz kalma ciddi koloni kayıp bir yerel bumble bee türler, Bombus Impatiens25neden olabilir.
Ölüm, bu kimyasalların modus operandi nedensellik arasında mantar ilacı pozlama ve koloni kurmak için belirlenecek gerekir. Toprak26, çökeller27ve su ortamları28, mantarlar hedefleyerek kanıtladığı, mantar ilaçları olasılıkla mantar bereket alter ve çeşitlilik içinde polen-hükümler, böylece büyük bir topluluk çağırma kaydır güçlü bakteri lehine olabilir. Mantar rakip veya antagonistleri bazı Patojen bakteriler nispeten denetlenmeyen, polen-hükümler bozulma kolaylaştırmak prolifere. Araştırmalar göstermiştir mikroorganizmalar, özellikle Mayalar ve ipliksi Mantarlar, arılar29,30,31için beslenme simbiont olarak hizmet, parazitler ve patojenler32 karşı koruma ,33ve polen mağazaların uzun vadeli koruma sağlar. Mantar ilaçları, bu nedenle, dolaylı olarak olgunlaşmamış arılar bu hizmetleri sağlamak için gerekli mikrobiyal topluluk kesintiye tarafından ve/veya duyarlılık fırsatçı patojenler ve parazitler12artırarak zarar verebilir. Gıda üretim talepleri artan ile bitkileri dünya çapında her yıl mantar ilaçları ile mantar ilacı kaynaklı etkileri büyüklüğünü anlamak gerek vurgulayan bloom sırasında püskürtme.
Yerel arı mikrobiyal ekoloji temsil tarafından aşağıdaki soruları ile ilgili birincil bilgi boşlukları, Tarih: ne ölçüde mantar ilacı mikrobiyal toplum içinde arı polen-hükümler değişir mi? Polen derinden değişmiş bir mikrobiyal toplulukla tüketen aşağı akım etkileri nelerdir? Bu ekolojik konu ile ilgili sorular ile tutarak, deneyler 1 açığa birincil hedefleri ile geliştirilmiştir) Yalnız o mantar ilacı tortu ciddi koloni düşüş bir yerli arı türler; neden olabilir 2) derecesi için polen-hükümler mikrobiyal topluluklarda değiştirilmiş mantar ilaçları ve 3) nasıl arı sağlık ciddi biçimde değiştirilmiş bir mikrobiyal topluluk tarafından etkilenir. Deneysel amaçlar deney Laboratuvarı ve alan bazlı bir birleşimini kullanarak yukarıdaki sorulara yönelik olarak tanımlanmış. State-of--art metagenomic ve alan gözlem geleneksel yöntemleri yanında moleküler teknikleri kullanarak, bu araştırma mantar ilaçları olası etkilerini arı sağlığı üzerinde bir araya toplamaya amaçlamaktadır.
Bu çalışmanın ilk hedefi mantar ilacı pozlama yalnız yerli arı türler arasında önemli koloni kayıp neden olabilir göstermektir. Büyük alan kafesleri içeren bir çalışma Bombus Impatiens, (Resim 1, Resim 2, şekil 3) ABD'de her yerde, bol yerli arı koloni gelişimini mantar ilacı pozlama etkilerini araştırmak için kullanıldı. Bu mantar ilacı tedavi kovanları düşük fitness ve atipik demografi maruz olmayan yığınlar için karşılaştırıldığında sunacak olan. Mantar ilacı artıkları polen içinde derin koloni kayıp bir yerel bumble bee türler25tek nedeni olabilir gösteren bu hipotez desteklenen bu deneyden elde edilen veri. Polen microbiome yanıt için mantar ilacı pozlama araştırmak için bu çalışmanın ikinci amacı olduğunu. Mikroplar polen-hükümler için mantar ilaçları maruz içinde topluluk bileşimi tedavi edilmezse polen farklı olacak olan. Mantar bolluk ve çeşitlilik önemli ölçüde düşüş bekleniyor olsa da, bakteri ve/veya tek bir baskın mantar türü büyük olasılıkla diğer rakip mantarlar yokluğunda denetlenmeyen büyüyecek. In-vivo deneyler bir dizi sayesinde, bu vardiya mikrobiyal topluluk bileşiminde metagenomics kullanarak analiz edilecektir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Natupol Beehive</td>
			<td>Koppert</td>
			<td>USRESM1</td>
			<td>16 hives</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propiconazole 14.3</td>
			<td>Quali-Ppro</td>
			<td>60207-90-1</td>
			<td>Propiconazole 14.3%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abound</td>
			<td>Syngenta</td>
			<td>4033540</td>
			<td>Azoxystrobin 22.9%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorothalonil</td>
			<td>Syngenta</td>
			<td>3452</td>
			<td>Fungicide used for trials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pollen granules</td>
			<td>Bee rescued</td>
			<td>B004D5650C</td>
			<td>3X 16oz bottles, pollen for trials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacterial strains for inoculation</td>
			<td>Currie Lab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast strains for inoculation</td>
			<td>Hittinger lab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primer pairs</td>
			<td>UW Biotech Center</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA Isolation Kit</td>
			<td>Mo Bio</td>
			<td>12830-50</td>
			<td>Commercial DNA isolation kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit dsDNA HS Assay Kit</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>Q32851</td>
			<td>DNA quantification tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Select Master Mix for CFX</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>4472952</td>
			<td>Used to perform real-time PCR using SYBR GreenER dye.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Real-Time PCR Detection System</td>
			<td>Bio Rad</td>
			<td>1855196</td>
			<td>Instrument used for PCR amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Clean-Up Kit,</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>10159-696</td>
			<td>Used for efficient removal of unincorporated dNTPs, salts and enzymes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA 1000 Kit</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5067-1504</td>
			<td>Used for sizing and analysis of DNA fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiSeq Sequencer</td>
			<td>Illumina</td>
			<td></td>
			<td>Used for next-generation sequencing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Assorted glassware (beaker, flasks, pipettes, test tubes, repietters)</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

empirical, metagenomic, and computational techniques illuminate the mechanisms by which fungicides compromise bee health

Yetiştiriciler kez çiçeklenme sırasında bitkileri mantar ilacı artıkları arılara sunar hastalığa karşı korumak için mantar ilacı spreyler kullanın. Ne kadar "arı için güvenli" olarak, mantar ilacı kalıntılarında polen arı düşüşler (için bal ve bumble bee tür) ile ilişkili montaj kanıtlar var. Mekanizmaları nispeten bilinmeyen kalırken, araştırmacılar arı-mikrop symbioses katılan spekülasyonlar var. Mikroplar koruma ve/veya işleme polen, larva arılar için beslenme olarak hizmet veren çok önemli bir rol oynamaktadır. Mikrobiyal topluluk değiştirerek, bu mantar ilaçları bu mikrop aracılık hizmetlerini kesintiye uğratamaz ve böylece arı sağlık uzlaşma için muhtemeldir. Bu el yazması hangi-ebilmek var olmak mucip mantar ilaçları koloni düşüş dolaylı mechanism(s) araştırmak için kullanılan iletişim kurallarını açıklar. Kafes deneyler için mantar ilacı tedavi çiçekler arılar açığa zaten mantar ilaçları bir yerel bumble bee (Bombus Impatiens) derin koloni kayıplara neden ilk kanıt sağladı. Mantar ilaçları alan ilgili dozlarda kullanılarak, bir dizi deney geliştirilmiştir daha ince bir mantar ilacı maruz polen mikrobiyal topluluk dinamiklerini sağlamak için. Mantar ve bakteri buluntu polen microbiome içinde yapısal bileşimi nöbetleşe yeni nesil sıralama ve metagenomic analiz tarafından incelenmiştir. Burada geliştirilen deneyler mantar ilaçları polen-hükümler microbiome etkilemesi mekanik bir anlayış sağlamak için tasarlanmıştır. Sonuçta, bu bulgular dolaylı yolu üzerinden koloni düşüşler mantar ilaçları neden olabilecek ışık.

Saha kafes çalışması:
Kafes deneylerden elde edilen veriler bumble arı kolonileri mantar ilacı maruz kalma önemli bir tepki olduğunu göstermiştir. Mantar ilacı tedavi kovanlarını kontrol kovanları daha önemli ölçüde daha az işçi (12,2 ± 3,8, ortalama ± SE) üretilen (43,2 ± 11,2, F1,9= 6.8, p = 0,03) (şekil 4). Ayrıca, arı biyokütle manta...

Watch this Scientific Journal Video about Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health at JoVE.com

Empirical, Metagenomic, and Computational Techniques Illuminate the Mechanisms by which Fungicides Compromise Bee Health

Bumble arı kovanlarını içinde mikrobiyal konsorsiyumlar zenginleştirmek ve polen arı larvaları için korumak. Laboratuvar ve deneyler, alan bazlı ile birlikte sonraki nesil sıralama kullanarak bu el yazması mantar ilacı artıkları polen microbiome ve koloni demografi, sonuçta koloni için önde gelen alter varsayımını sınamak için kullanılan iletişim kurallarını açıklar kaybı.

Ampirik, Metagenomic ve bilgisayar teknikleri mekanizma hangi mantar ilaçları uzlaşma arı sağlık ile aydınlatmak

Growers often use fungicide sprays during bloom to protect crops against disease, which exposes bees to fungicide residues. Although considered ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Environment

Ecology

Population and Community Ecology

SCIENTISTS IN ACTION

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

Optimize Negatif Boyama: Elektron Mikroskobu ile Küçük ve Asimetrik Protein Yapısı incelenmesi için Yüksek verim Protokolü

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

Spotting Cheetahs: Identifying Individuals by Their Footprints

Onların Footprints&#39;e tarafından belirlenmesi Bireyler: Çitalar Spotting

The cheetah (Acinonyx jubatus) is Africa's most endangered large felid and listed as Vulnerable with a declining population trend by the IUCN1. It ranges ...

Evaluating the Effect of Environmental Chemicals on Honey Bee Development from the Individual to Colony Level

Koloni Düzeyde Bireysel olan Bal Arısı Kalkınma Çevre Kimyasalların Etkisinin Değerlendirilmesi

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 ...

Nanopore DNA Sequencing for Metagenomic Soil Analysis

Nanopore DNA sıralama Metagenomic toprak analizleri için

This article describes the steps for construction of a DNA library from soil, preparation and use of the nanopore flow cell, and analysis of the DNA ...

RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols

RGB ve bitki fenotipleme ve fizyolojik araştırma için spektral kök görüntüleme: deneysel kurulum ve iletişim kuralları görüntüleme

Better understanding of plant root dynamics is essential to improve resource use efficiency of agricultural systems and increase the resistance of crop ...

Techniques for Investigating the Anatomy of the Ant Visual System

Karınca görsel sistem anatomisi soruşturma teknikleri

This article outlines a suite of techniques in light microscopy (LM) and electron microscopy (EM) which can be used to study the internal and external eye ...

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' (Formicidae) for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' Formicidae for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

Yalıtım Borneo dan çene kemiğinde bezi rezervuar İçindekiler ' GC-MS ve MetaboliteDetector göre Volatilome analiz için karıncalar (karınca) patlayan

The aim of this manuscript is to present a protocol describing the metabolomic analysis of Bornean &#39;exploding ants&#39; belonging to the Colobopsis ...

In Situ Hybridization Techniques for Paraffin-Embedded Adult Coral Samples

In Situ Hybridization Techniques for Paraffin-Embedded Adult Coral Samples

Situ Parafin gömülü yetişkin mercan örnekleri için hibridizasyon teknikleri

Corals are important ocean invertebrates that are critical for overall ocean health as well as human health. However, due to human impacts such as rising ...

Necropsy-based Wild Fish Health Assessment

Vahşi balık Nekropsi tabanlı sağlık değerlendirmesi

Anthropogenic influences from increased nutrients and chemical contaminants, to habitat alterations and climate change, can have significant effects on ...

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee (Apis mellifera) Workers

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee Apis mellifera Workers

Ölçüm Hypopharyngeal bezi Acinus boyutunda bal arı (Apis mellifera) işçi

The nurse hypopharyngeal glands produce the protein fraction of the worker and royal jelly that is fed to developing larvae and queens. These paired ...