Name: in vitro rearing of solitary bees: a tool for assessing larval risk factors
Uploaded: 2018-07-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors at JoVE.com

Авторы благодарят Kimball Кларк и Тим Крог для обеспечения Osmia вложенности язычков, Мередит Несбитт и Молли Bidwell для помощи в лаборатории, Drs. Cameron карри, Кристель Guédot, Терри Griswold, Майкл Branstetter и три анонимных рецензентов для их полезные комментарии, которые улучшили рукопись. Эта работа была поддержана USDA-сельскохозяйственная исследовательская служба ассигнованных средств (текущие исследования информационной системы #3655-21220-001), Висконсин Департамент сельского хозяйства, торговли и защиты прав потребителей (#197199), Национальный научный фонд (под Грант № DEB-1442148), Доу Великих озер биоэнергетики исследовательский центр (DOE Канцелярии науки BER де РС02 07ER64494).

1. Подготовьте пропиконазол решения для фунгицида экспозиции экспериментов
<ol><li>Подготовьте 0.1 x противогрибковые решения путем растворения соответствующие объемы коммерчески приобретенных пропиконазол 14,3% в стерильной воде день эксперимента. Убедитесь, что только свежеприготовлен...

Разведение пчел вне их естественной вложенности язычков, в лабораторных условиях, позволяет тестировать несколько гипотез, касающихся личиночной фитнес. В той степени, в какой неизвестные факторы по-прежнему вызывают Би смертности, исследования по оценке риска использование в vitro</em...

Учитывая их роль в качестве доминирующей группой насекомых опылителей1, глобальные потери в пчела населения создает угрозу для продовольственной безопасности и экосистемы стабильности2,3,4,5,6 ,7. Тенденции к снижению в обоих управляемых и дикая пчела населения отнесены несколько общих факторов риска, включая фрагментация среды обитания, новых паразитов и патогенов, потери генетического разнообразия и привнесение инвазивных видов3 ,4,,78,9,10,,1112. В частности резкое увеличение использования пестицидов, (например, neonicotinoids) непосредственно связано с пагубные последствия среди пчел13,14,15. Несколько исследований показали, что синергизм между neonicotinoids и ингибирующих биосинтеза эргостерина фунгицидами (ЕИБ) может привести к высокой смертности через несколько пчел видов16,17,18 , 19 , 20 , 21 , 22. Тем не менее, фунгициды, давно считается «пчела Сейф», по-прежнему быть распылен по культурам в цвету без много внимания23. Фуражиры документально вернуть регулярно пыльцы нагрузок, загрязненных с фунгицидом остатков24,25,26. Потребление такой фунгицидом ladenpollen может привести к высокой смертности среди личинок пчел27,28,29,30и набор югу смертоносных последствий среди взрослых пчел16 , 31 , 32 , 33 , 34. Недавно проведенное исследование свидетельствует о том, что Фунгициды могут вызвать пчелы потери путем изменения микробной сообщества внутри улья хранить пыльцу, тем самым нарушая критических симбиоз между пчел и35пыльца нести микробов.
Хотя одиночные пчёлы имеют жизненно важное значение для опыления несколько диких и сельскохозяйственных растений36,37,38, этой разнообразной группы опылителей получил гораздо меньше внимания в пестицидов, мониторинг исследований. Гнездо взрослой самки одиночные содержит 5-10 Герметичные выводок камеры, каждый заполненный с конечной массой матерински собранной пыльцы и нектара и одно яйцо39. После вылупления личинки полагаются на предоставление выделенных пыльцы и связанные пыльцы нести микробиоты для получения адекватного питания40,41. Потому что они не имеют преимущества социального образа жизни, одиночные пчёлы могут быть более уязвимы для воздействия пестицидов42. Например, во время дефицита в социальной пчелы после спрей может быть возмещен на некоторые расширения рабочих и вновь возникающих расплода, смерть одной взрослой самки одиночные заканчивается все репродуктивной активности43. Такие различия в чувствительности подчеркивают необходимость учета различных пчела таксонов в экотоксикологических исследований для обеспечения надлежащей защиты для управляемых и диких пчел так. Однако помимо нескольких исследований, расследования последствий воздействия фунгицида в первую очередь на социальной пчел18,23,,3244,45 ,-46,-47,-48,-49.
Одиночные пчёлы, принадлежащие к роду Osmia (рис. 1) были использованы во всем мире как эффективный опылителей нескольких важных фруктовых и ореховых культур39,50,51,53, 53. как с другие управляемые опылителей групп24,54,55,,5657,58, Osmia пчел, регулярно подвергается фунгициды, наносится на урожай в Блум44. Взрослые самки нагула на недавно распыляется культур могут собирать и сток их выводок камеры с фунгицидом Ладена пыльцы, которая позднее является единственным диета для развивающихся личинок. Потребления загрязненных пыльцы положения впоследствии можно предоставлять личинки фунгицид остатков42. Риск воздействия может быть среди видов пчёл, что корм только на несколько тесно связанных разместить растения59,60,61выше. Некоторые megachilid пчел, например, представляется преференциально комбикорма для низкого качества Сложноцветные пыльцы, как средства уменьшения паразитизм62. Однако степень которой фунгициды воздействие личиночной фитнесу среди одиночных пчёл пчёл не были количественно эмпирически. Цель этого исследования заключается в разработке протокол для тестирования основных и интерактивные эффекты облучения и пыльцы источника фунгицида на фитнес в vitro воспитал одиночных пчёл. Расследовать, яйца O. ribifloris sensu lato (s.l.) могут быть получены коммерчески (таблица материалов). Это население является идеальным ввиду ее важности как родной опылителей и ее сильное пристрастие к нектар богатые магонии aquifolium (Орегон винограда) найдены в пределах региона53,63,64 (Рис. 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57876/57876fig1.jpg"> Рисунок 1. Высоким разрешением фото взрослых Osmia ribifloris. Фото кредит д-р Джим тростника, исследования энтомолог, USDA-ARS <a href="/files/ftp_upload/57876/Figure_1.pdf" target="_blank">пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57876/57876fig2.jpg"> Рисунок 2. Вложенности язычков Osmia ribifloris (s.l.) с женщиной гнездящихся на переднем плане. Phragmite Палата разделов и терминала вилки для язычков построены из пережевывается листья. Фото г-н Кларк Kimball, NativeBees.com <a href="/files/ftp_upload/57876/57876fig2large.jpg" target="_blank">пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
Первая цель этого исследования заключается в том, оценить влияние потребления лечить противогрибковыми пыльцы на личиночной Фитнес (измеряется время разработки и prepupal биомассы). В то время как воздействия обычно применяемые фунгициды пропиконазол был связан с повышением смертности среди взрослых пчел через несколько видов 23,24,,3244,45, 54,55,56,,5758,65,66,67, ее влияние на личинок пчел меньше известны. Вторая цель этого исследования заключается в том, для оценки последствий потребления-хост пыльцы на личиночной фитнес. Предыдущие исследования показывают, что личинки пчёл пчел не развивать, когда вынуждены потреблять68-хост пыльцы. Такие результаты могут объясняться различия в пчела физиологии69, пыльца биохимии70и выгодно микрофлора, связанные с естественным пыльцы положения71. Третья цель настоящего исследования заключается в оценить интерактивные эффекты лечения противогрибковыми и диетических пыльцы на личиночной фитнес.
Многочисленные биологические черты, включая размер материнского тела, подготовки курса, нагула стратегии, пыльца количество72,,7374,75 известно и влияют на личиночной фитнесу среди одиночных пчёл. Эти факторы могут внести существенные различия между язычки, которые ставит задачу в развитии обоснованные экспериментальные проекты, при оценке личиночной здоровья. Кроме того учитывая, что развития личинок происходит внутри герметичных вложенности язычков, последствия такой изменчивости потомства трудно визуализировать и количественных без использования нелетальных методов (рис. 3). Чтобы преодолеть этот вызов, все гипотезы в рамках этого исследования проверена с помощью личинки, воспитал вне их вложенности язычков. Экспериментальный дизайн представляет полностью перешли 2 × 2 факториал структурах, с каждым фактором, состоящий из 2 уровней; Фактор 1: Фунгицид воздействия (фунгицида; Не фунгицид); Фактор 2: Пыльцы источник (хост пыльцы, Non хост пыльцы). Пчелы возникают от яйца до стадии prepupal в стерильные multiwell клетки культуры пластин контролируемых лабораторных условиях. Каждый хорошо индивидуально укомплектована стандартизированный количество пыльцы положение и одно яйцо. После вылупления, личинка каналы на выделенных пыльцы в колодец, завершает развития личинок и инициирует окукливание. Последние исследования показали, что необъяснимые смертности среди пчел, поднятые в рамках этой искусственного выращивания среды чем возникшего в диких49,-76ниже. Использование в vitro-выращенной пчел имеет ряд преимуществ над на основе полевых исследований: 1) она минимизирует смешанные эффекты естественной изменчивости и неконтролируемых факторов, обычно связанных с на основе полевых исследований; 2) она позволяет несколько уровней манипуляции для каждого factor(s) интерес для испытываться одновременно в группах лечения; 3 количество повторных измерений может быть заранее, и экспериментальные факторы для каждой репликации могут управляться индивидуально; 4) личинок ответ переменные можно легко визуализировать и самостоятельно записан без тревожных соседние личинки; 5) протокол могут быть изменены для размещения более сложные экспериментальные проекты с участием многочисленных факторов и ответ переменных.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57876/57876fig3.jpg"> Рисунок 3. Содержимое в пределах естественной вложенности Рид о Osmia ribifloris (s.l.). Крупным планом (A) расчлененных Рид, показаны отдельные камеры, пыльцы положения и разделы и (B) свеже собранного пыльцы положения и связанные яйца (обозначается черным кружком). <a href="/files/ftp_upload/57876/57876fig3large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>eggs of O. ribifloris sensu lato (s.l.)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Kaysville, Davis County, Utah, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmia reeds</td>
			<td>Nativebees.com</td>
			<td>NA</td>
			<td>Freshly plugged reeds</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection set</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89259-964</td>
			<td>Sterilize before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long Nose Pliers</td>
			<td>Husky</td>
			<td>1006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 well culture plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10062-892</td>
			<td>Sterile sealed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>48 well culture plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10062-898</td>
			<td>Sterile sealed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25373100</td>
			<td>Sterile sealed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Square Weighing Boats</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10770-448</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camel Hair Brush</td>
			<td>Bioquip</td>
			<td>1153A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin capsules</td>
			<td>EA Consumables</td>
			<td>D1021</td>
			<td>Sterilize before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470302-808</td>
			<td></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>Honey bee pollen</td>
			<td>Bee energised</td>
			<td>897098001244</td>
			<td>Untreated, natural, raw pollen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbalance</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10204-990</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulverisette</td>
			<td>LAB SYNERGY INC.</td>
			<td>30334913</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wooden sticks</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470146908</td>
			<td>Sterilize before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealing tape</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89097-912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89403-384</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planting tray</td>
			<td>VWR</td>
			<td>470150-632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BDH1158-4LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube</td>
			<td>VWR</td>
			<td>21008936</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsyringe</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>UX-07940-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tweezer</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B0135HWPN4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe needles</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89219-334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze drier</td>
			<td>Labcono</td>
			<td>LFZ-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Statistical software</td>
			<td>SPSS</td>
			<td>Version 21.0</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro rearing of solitary bees: a tool for assessing larval risk factors

Хотя одиночные пчёлы обеспечивают важную опыления для диких и управляемых культур, этот вид-богатые люди группы во многом игнорировались в исследования регулирования пестицидов. Риск заражения остатков фунгицид может быть особенно высока, если спрей происходит на или вблизи растений-хозяев, в то время как пчелы собирают пыльцу подготовить свои гнезда. Для видов Osmia , которые потребляют пыльцы из выберите группу растений (oligolecty) невозможность использования пыльцы растений-хост может увеличить их фактором риска для связанных с фунгицидом токсичности. Эта рукопись описывает протоколы, используемые для успешно задние пчёл Мейсон пчелы, lato sensu Osmia ribifloris , от яйца до prepupal этап в ячейку культуры пластин стандартизированных лабораторных условиях. В vitro-выращенной пчел впоследствии используются для изучения последствий воздействия и пыльцы источника фунгицида пчела фитнес. Основываясь на 2 × 2 полностью пересек факторного дизайна, эксперимент рассматриваются основные и интерактивные эффекты облучения и пыльцы источника фунгицида на личиночной фитнес, количественно prepupal биомассы, личинок время развития и выживания. Основным преимуществом этого метода является то, что использование в vitro-выращенной пчел уменьшает естественный фон изменчивость и позволяет одновременной манипуляции нескольких экспериментальных параметров. Описывается протокол представляет универсальный инструмент для тестирования с участием набор факторов, влияющих на здоровье пчел гипотезы. Для сохранения усилия встретился с значительным, прочного успеха такое понимание сложного физиологических и экологических факторов пчелы снижение будет оказаться критической.

Личинок фитнес был количественно с помощью три метрики (i) личинок развития время, (ii) prepupal биомассы и (iii) процент выживания. Двусторонний ANOVA был проведен с использованием фунгицид экспозиции (два уровня: без фунгицидов, фунгицид) и пыльцы источник (два уровня: хост пыльц...

Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors at JoVE.com

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

В пробирке Воспитание одиночных пчёл: инструмент для оценки личиночной факторов риска

Противогрибковые аэрозоли на цветущих растений может подвергнуть одиночных пчёл высокой концентрации пыльцы нести фунгицидом. С помощью лабораторных экспериментов с участием в vitro-выращенной пчелиные личинки, это исследование расследует интерактивные эффекты употребления лечить противогрибковыми пыльцы, полученных из растений, хоста и не хост.

Although solitary bees provide crucial pollination services for wild and managed crops, this species-rich group has been largely overlooked in pesticide ...

Research

JoVE Journal

Environment

In Vitro Rearing of Solitary Bees: A Tool for Assessing Larval Risk Factors

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

Быстрый и эффективный метод оценки патогенности Ustilago maydis на линиях кукурузы и teosinte

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

A Push-pull Protocol to Reduce Colonization of Bird Nest Boxes by Honey Bees

Протокол Двухтактный уменьшить колонизацию птичье гнездо Коробки от медоносных пчел

Introduction of the invasive Africanized honey bee (AHB) into the Neotropics is a serious problem for many cavity nesting birds, specifically parrots. ...

Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

Надежный метод оценки всхожести семян, пок, и смертности в полевых условиях

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

Скрининг на эндокринную активность в воде с использованием коммерчески доступного<em&gt; In Vitro</em&gt; Трансактивационную Биотесты

In vitro transactivation bioassays have shown promise as water quality monitoring tools, however their adoption and widespread application has been ...

Video Tracking Protocol to Screen Deterrent Chemistries for Honey Bees

Протокол отслеживания видеосигнала для фильтров сдерживающих устройств для медоносных пчел

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Установка экспериментальной столбца для изучения анаэробных биогеохимических взаимодействий между гидроксидов железа (Окси), микроэлементов и бактерий

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

Воспитания и долгосрочного поддержания мух Ильница tenax для научных исследований

With an estimated 6000 species worldwide, hoverflies are ecologically important as alternative pollinators to domesticated honeybees. However, they are ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

Гибкие низкая стоимость гидропоники системы для оценки реакция растений на небольших молекул в стерильных условиях

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Experimental Protocol for Examining Behavioral Response Profiles in Larval Fish: Application to the Neuro-stimulant Caffeine

Экспериментальный протокол для изучения поведенческих реакции профили в личинок рыб: Приложение к кофеину нейро стимулятор

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Оценке возможности удаления частиц дерева листья

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...