Měsíční résumé prof. Trubce, Bh.D. – březen 2020

Věděli jste, že silná včelstva jsou náchylnější k moru včelího plodu? Nebo že při podvýživě nosematóza u dělnic stres zesiluje, zatímco u trubců ho tlumí? V přehledu najdete i práci o propolisu, kde se dozvíte, že nejenže není sterilní, ale že bakterie v něm obsažené se dokonce podílejí na jeho antimikrobiálních vlastnostech. Zabrousíme i do potravinářství, kde se výzkumy věnují vlivu opylování na kvalitu úrody, potenciálu kvasinek ze včelích produktů nahradit průmyslové kvasnice nebo rozdílům mezi zralým a nezralým medem a změnám ve složení medu při jeho dlouhodobém skladování. A poté obvyklá dávka studií o patogenech, pesticidech a také pár novinek ze základního výzkumu.


Mor včelího plodu ve včelstvu: vztah a vzájemná vazba množství spor a příznaků choroby

American foulbrood in a honeybee colony: spore-symptom relationship and feedbacks
Stephan JG, de Miranda JR, Forsgren E
BMC Ecol. 2020 Mar 6;20:15. doi: 10.1186/s12898-020-00283-w.

Východiska: Nejzávažnější bakteriální chorobou včely medonosné je mor včelího plodu (AFB). Epidemiologie AFB je dána extrémní odolností spor, obtížným odstraňováním spor včelami a významným nárůstem počtu nediagnostikovaných včelstev produkujících spory. Mechanismy kolektivní obrany a jejich zpětné působení na vývoj včelstva, což zahrnuje i dělbu práce na různých úrovních organizace včelstva, je obtížné namodelovat. Abychom mohli lépe předpovídat propuknutí choroby, potřebovali bychom lépe porozumět vzájemné vazbě mezi vývojem včelstva a rozvojem choroby. Vytvořili jsme proto bayesovský model s daty ze 40 včelstev napadených AFB sledovaných po celou snůškovou sezónu s cíly 1) zjistit vztah mezi produkcí spor a příznaky, 2) pochopit smyčky zpětné vazby mezi epidemiologií a přirozeným rozvojem včelstva a 3) diskutovat, zda větší společenstva hmyzu podněcují či naopak omezují přenos choroby v rámci včelstva.

Výsledky: Než abychom stanovovali pevný práh počtu spor, který vyvolá klinické příznaky, určili jsme raději pravděpodobnost výskytu příznaků při různém počtu spor, přičemž jsme brali v úvahu různé modulátory jako například množství plodu, počet včel či čas od počátku infekce. V souvislosti s rozvojem choroby jsme zaznamenali postupný pokles poměru mezi množstvím včel a plodu, což nakonec nutně způsobí kolaps včelstva. Dvě protichůdné teorie předpovídají, že větší včelstva mají buď vyšší (klasický epidemiologický model SIR) nebo nižší (rostoucí prostorová segregace plodiště a efektivnější odstraňování patogenu) výskyt nemoci.

Závěr: AFB dalo za pravdu predikci SIR, zčásti proto, že výskyt choroby není spojen s odstraňováním plodu, včely naopak více než jako nástroj sociální imunity (odstraňování infikovaného plodu) slouží jako vektory přenosu choroby a nový plod infikují. Nalezli jsme tak přímou souvislost mezi výskytem choroby a velikostí skupiny eusociálního hmyzu. Nabízíme také popis pravděpodobnosti vztahu mezi počtem spor AFB a příznaky a jak rozvoj choroby a síla včelstva během sezóny tento vztah moduluje. Tyto výsledky pomohou lépe porozumět vývoji choroby ve včelstvu, poskytují důležité podklady pro další epidemiologické modelování a přinášejí důležité postřehy o optimální strategii získávání vzorků při praktickém včelaření i ve včelařském výzkumu.


Od antagonismu k synergii: extrémní rozdíly mezi interakcemi stresorů u jednoho druhu

From antagonism to synergism: Extreme differences in stressor interactions in one species
Straub L, Minnameyer A, Strobl V, Kolari E, Friedli A, Kalbermatten I, Merkelbach AJWM, Victor Yañez O, Neumann P
Sci Rep. 2020 Mar 13;10:4667. doi: 10.1038/s41598-020-61371-x.

Interakce stresorů se podílí na úbytku volně žijících druhů a na ztrátách druhů chovaných. Ačkoliv vnímavost se může v rámci druhu lišit, často se předpokládá, že tyto interakce jsou synergické a že mají v zásadě stejnou podstatu. Empirických měření vlivu interakce napříč různými úrovněmi vnímavosti je však málo.

V naší práci předkládáme jasný důkaz extrémních rozdílů v interakci stresorů, která se u včely medonosné pohybuje od antagonismu až k synergismu. Zatímco dělnice vystavené podvýživě a současně patogenu Nosema ceranae jevily známky synergických interakcí a zvýšeného stresu, trubci naopak projevovali antagonistické interakce a snížený stres. Důvodem těchto rozdílů u sociálního hmyzu je s největší pravděpodobností pohlaví a dělba práce. Ukazuje se, že než vyvodíme obecný závěr, je nutné provést empirické testy skutečné podstaty interakcí stresorů napříč celou škálou faktorů vnímavosti.


Propolis obsahuje různé skupiny mikroorganismů

Propolis hosts a diverse microbial community
Casalone E, Cavalieri D, Daly G, Vitali F, Perito B
World J Microbiol Biotechnol. 2020 Mar 10;36:50. doi: 10.1007/s11274-020-02827-0.

Ačkoliv o složení střevního mikrobiomu včely medonosné máme poměrně hlubokou znalost, informace o populacích mikroorganismů v jiných částech úlu jsou stále nedostatečné. Propolis pochází z přírodní pryskyřičné směsi, kterou včely sbírají z různých rostlin a dále upravují. Je používán zejména k udržení hygieny úlu. Díky svým antimikrobiálním vlastnostem je propolis považován za relativně aseptický a jeho schopnost hostit mikroorganismy nebyla dříve zkoumána.

V této studii přinášíme první popis diverzity mikroorganismů v propolisu stanovené pomocí cílené metagenomické analýzy a kultivace. Ukazujeme, že propolis hostí celou škálu mikrobiálních kmenů, které patří do taxonů již dříve popsaných v jiných částech úlu. Některé z nich lze kultivovat ve standardních laboratorních podmínkách a projevují metabolické charakteristiky kompatibilní s různými fyziologickými stavy, ve kterých se v propolisu nacházejí. Izolované bakterie produkují antimikrobiální látky proti gramnegativním a grampozitivním bakteriím a houbám škodícím hmyzu s různým spektrem inhibice. Metagenomická analýza prokázala přítomnost bakterií a hub s velkým potenciálem vytlačit potenciálně nebezpečné mikroorganismy.

Tato zjištění ukazují, že nalezené mikroorganismy s mohou podílet na obecně antimikrobiálních vlastnostech propolisu a jeho ekologické role úlové dezinfekce.


Distribuce chemických reziduí v různých částech úlu a jejich přenos na plod včely medonosné

Distribution of chemical residues in the beehive compartments and their transfer to the honeybee brood
Murcia Morales M, Gómez Ramos MJ, Parrilla Vázquez P, Díaz Galiano FJ, García Valverde M, Gámiz López V, Manuel Flores J, Fernández-Alba AR
Sci Total Environ. 2020 Mar 25;710:136288. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136288. Epub 2019 Dec 26.

Včela medonosné je jedním z nejdůležitějších opylovatelů úrody a divokých rostlin a hraje tak zásadní roli v zemědělské produkci a v přírodních ekosystémech. Počet včelstev však alarmujícím způsobem klesá, což nastartovalo intenzivní výzkum faktorů, které ovlivňují vývoj a přežívání včel v určitých regionech. Za jednu z příčin úbytku včely medonosné se považuje jejich vystavení pesticidům a jiným chemikáliím.

Naše studie vyhodnocuje distribuci přípravků na ochranu rostlin, veterinárních léčiv a kontaminantů prostředí v úlu, jejich trvanlivost a přenos na plod. Během pěti měsíců studie byl včelám aplikován pouze amitraz. Pomocí metod GC-MS/MS a LC-MS/MS byly vyšetřeny vzorky vosku, plástového pylu a plodu na více reziduí. Výsledky ukázaly ve vzorcích přítomnost 31 chemických reziduí. Nejvyšší koncentrace reziduí byly nalezeny ve vosku a korespondovaly s amitrazem (vyjádřeno jako suma DMF a DMPF), coumaphosem a tau-fluvalinátem o celkových koncentracích do 16,858, 7102 a 1775 μg/kg. Tyto i jiné veterinární přípravky se akumulovaly ve vosku a přecházely do jiných kompartmentů úlu, do plástového pylu a na plod. V různých částech úlu, zejména v plástovém pylu, byly rovněž nalezeny přípravky na ochrany rostlin.

Ve vzorcích plodu byla nalezena rezidua pěti různých látek (acrinathrin, amitraz, coumaphos, cypermethrin a tau-fluvalinát) v koncentracích v rozmezí od 1 do 167 μg/kg. Tyto výsledky odhalují, že plod chovaný v polních podmínkách je vystaven reziduím přípravků na ochranu rostlin a veterinárním přípravkům přímým kontaktem s kontaminovaným voskem a prostřednictvím pylu, přestože tyto látky nebyly do úlů aplikovány.


Opylování hmyzem určuje kvantitu a kvalitu úrody jablek a hrušek více než výživa stromů

Insect Pollination, More than Plant Nutrition, Determines Yield Quantity and Quality in Apple and Pear
Hünicken PL, Morales CL, García N, Garibaldi LA
Neotrop Entomol. 2020 Mar 5. doi: 10.1007/s13744-020-00763-0. [Epub ahead of print]

Zemědělská úroda je výsledkem působení mnoha faktorů a ekologických procesů, mimo jiné opylování, hnojení a aplikace pesticidů. Porozumění interakce různých faktorů je základem nastavení pěstitelské praxe s cílem zvýšit úrodu s ohledem na šetrnost vůči životnímu prostředí a udržitelnost.

V této studii se zaměřujeme na opylování hmyzem a stav výživy rostlin, neboť se jedná o dva klíčové faktory vlivu na úrodu. Studie probíhala v sezónách 2018 a 2019 v Argentině, v severozápadní Patagonii, což je oblast intenzivní produkce hrušek a jablek celosvětového významu. Výživa rostlin byla určována dle obsahu listového chlorofylu. Přínos opylování hmyzem byl hodnocen porovnáním množství (podíl množství ovoce k množství květů) a kvality (hmotnost, velikost a koncentrace cukru) ovoce na vzorku 25 květů přístupných opylovatelům a 25 květů nepřístupných na každém stromě (celkem 160 jabloní a 130 hrušní). Navíc jsme počítali návštěvy opylovatelů na květech a uváděli je do vztahu s kvalitou jablek.

Přestože oba druhy mají rozdílnou charakteristiku květů, u obou jsme pozorovali kladný vliv opylování na kvalitu i kvantitu ovoce. Výživa stromů, ačkoliv byla variabilní, překvapivě neměla vliv ani na kvalitu, ani na množství ovoce. Kvůli slabému vlivu výživy na úrodu jsme nepozorovali žádnou interakci mezi opylováním a výživou (např. aditivní vliv). Naše výsledky podtrhují význam zemědělských opatření, která podporují opylovatele v sadech.


Nejslabší článek: haploidní jedinci včely medonosné jsou citlivější na neonikotinoidy

The weakest link: Haploid honey bees are more susceptible to neonicotinoid insecticides
Friedli A, Williams GR, Bruckner S, Neumann P, Straub L
Chemosphere. 2020 Mar;242:125145. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.125145. Epub 2019 Oct 22.

Insekticidy ze skupiny neonikotinoidů budí v současnosti největší obavy o zdraví hmyzu, jak chovaného, tak divokého, který poskytuje klíčové služby ekosystémům (zejména opylování). Přestože jsou subletální vlivy neonikotinoidů dobře známy, existuje překvapivě málo informací, jaký dopad mají na stabilitu vývoje a jak velkou roli zde hraje genetika. To platí zejména pro haploidní jedince, kteří kvůli své hemizygotnosti v detoxifikačních lokusech mohou být citlivější.

V naší práci využíváme haplodiploidity včely medonosné, abychom vůbec poprvé ukázali, že neonikotinoidy ovlivňují vývojovou stabilitu diploidních samic (dělnic) a že haploidní samci (trubci) jsou ještě citlivější. Abnormality žilkování předních křídel a kolísající asymetrie křídel jako měřítka vývojové stability byly ve včelstvech vystavených realistickým koncentracím neonikotinoidů významně zvýšeny. Vyšší citlivost haploidních trubců naznačuje, že heterozygotnost může hrát klíčovou úlohu ve schopnosti vyrovnat se se subletálními koncentracemi neonikotinoidů. Naše závěry zdůrazňují urgentní potřebu pochopit roli genetiky pří zvládání expozice necílových organismů pesticidům, s cílem zlepšit úsilí o jejich ochranu.


Výběr kvasinek ze včelích produktů k produkci alkoholických nápojů

Selection of yeasts from bee products for alcoholic beverage production

Silva MS, Arruda LM, Xavier PL, Ramírez MXD, da Silveira FA,

Santana WC, da Silva PHA, Fietto LG, Eller MR
Braz J Microbiol. 2020 Mar;51:323-334. doi: 10.1007/s42770-019-00184-1. Epub 2019 Dec 1.

Použití vhodných kmenů kvasinek umožňuje lepší kontrolu procesu kvašení při výrobě nápojů. Produkty včel, zejména bezžihadlých, jsou jako možné zdroje kvasných mikroorganismů jen málo prozkoumány. V naší studii jsme izolovali kmeny kvasinek z medu a pylu včel Tetragonisca angustula (Jataí), Nannotrigona testaceicornis (Iraí), Frieseomelitta varia (Marmelada) a také včely medonosné a zkoumali jejich morfologii, růst a produkci alkoholu.

Včelí produkty se ukázaly jako možné zdroje kvasných mikroorganismů. Z 55 izolátů byl jeden identifikován jako Papiliotrema flavescens, dva jako Rhodotorula mucilaginosa, pět jako Saccharomyces cerevisiae, a devět jako Starmerella meliponinorum. Kmeny S. cerevisiae byly schopny produkovat etanol a glycerol při pH 4-8 a teplotě 10-30 °C při nízké nebo žádné produkci nežádoucích sloučenin, jako jsou kyselina octová nebo metanol. Tyto kmeny jsou vhodné k produkci bioetanolu a alkoholických nápojů díky vysoké produkci etanolu, stejné nebo vyšší než komerční kmeny, a to v širokém rozmezí podmínek jako je 50 % (m/v) glukóza, 10 % (v/v) etanol či 500 mg L-1 metabisulfid sodný.


Významné změny v transkripci u dospělých dcer roztoče Varroa destructor při napadení různých vývojových stádií včely medonosné

Significant transcriptional changes in mature daughter Varroa destructor mites during infestation of different developmental stages of honeybees
Wu J, Elsheikha HM, Tu Y, Getachew A, Zhou H, Zhou C, Xu S
Pest Manag Sci. 2020 Mar 18. doi: 10.1002/ps.5821. [Epub ahead of print]

Východisko: Varroa destructor se považuje celosvětově za hlavní příčinu ztrát včelstev včely medonosné. Ačkoli roztoči projevují preference k určitým vývojovým stádiím včel, mechanismy hledání hostitele a preference zůstávají z větší části neznámé.

Výsledky: S použitím strategie de novo tvorby transkriptomu jsme sekvencovali transkriptom dospělé dcery V. destructor při napadení různých stádií včely medonosné (plod, nově vyběhlé včely a dospělé včely). Získali jsme 132 779 unigenů s průměrnou délkou 2745 bp a hodnotou N50 5706 bp. 63,1 % transkriptomů bylo možno označit na základě shody sekvencí s proteiny dravého roztoče Metaseiulus occidentalis.

Analýza exprese odhalila, že dospělé dcery roztoče mají po napadení různých vývojových stádií včel různý profil transkriptomů, a že většina rozdílně exprimovaných genů (DEG) roztočů napadnuvších dospělé včely měla sníženou expresi v porovnání s roztoči na zavíčkovaném plodu. Genová ontologie a analýza obohacení genové sady KEGG ukázaly, že velká část DEG se podílí na buněčných a metabolických procesech, což naznačuje, že roztoč upravuje svůj metabolismus, aby se přizpůsobil buněčné, molekulární a imunologické reakci včely. U dospělých včel byly některé DEG překvapivě spojené s biosyntézou a transportem neurotransmiterů. Míra jejich exprese byla potvrzena kvantitativní PCR.

Závěr: Výsledky potvrzují transkripční přeprogramování dospělých dcer Varroa destructor během napadení včely medonosné, což může mít význam pro pochopení mechanismu adaptace a preferenčního chování těchto roztočů.


Architektura genomu umožňuje plasticitu fenotypu včely medonosné

Genome architecture facilitates phenotypic plasticity in the honeybee (Apis mellifera)
Duncan EJ, Leask MP, Dearden PK
Mol Biol Evol. 2020 Mar 5. pii: msaa057. doi: 10.1093/molbev/msaa057. [Epub ahead of print]

Plasticita fenotypu, tj. schopnost organismu měnit svůj fenotyp v reakci na podněty prostředí, umožňuje rychlou adaptaci na měnící se prostředí. Plastické změny v morfologii a chování jsou podmíněny rozsáhlými změnami exprese genů. Není však známo, zda či jak je genom strukturován tak, aby tyto robustní reakce umožnil.

V této práci využíváme represe vaječníků dělnic včely medonosné jako modelový příklad plasticity. Ukazujeme, že genom včely je strukturován s ohledem na plasticitu. Geny, které reagují na spouštěče v prostředí jsou ve včelím genomu soustředěny do série genových klastrů, z nichž mnoho se vyvinulo za posledních 80 milionů let během vývoje čeledi Apidae. Tyto klastry jsou označeny modifikacemi histonů, které přednastavují změny v expresi genů, které se objevují při aktivaci vaječníků, což naznačuje, že tyto oblasti genomů jsou připraveny plasticky reagovat.

Skutečnost, že lineární sekvence genomu včely medonosné je organizována tak, aby rozsáhlé změny genové exprese v reakci na podněty prostředí probíhaly koordinovaně, a také skutečnost, že organizace chromatinu v těchto oblastech je připravena na tyto vlivy reagovat, jsou možná překvapivé a mají přesah do dalších příkladů plasticity ve fyziologii, evoluci a oblasti lidských nemocí.


Měření frekvenční odpovědi hrudi včely medonosné

Measuring the frequency response of the honeybee thorax
Jankauski M
Bioinspir Biomim. 2020 Mar 25. doi: 10.1088/1748-3190/ab835b. [Epub ahead of print]

Všeobecně se soudí, že hmyz s asynchronními letovými svaly mává křídly s efektivní základní frekvencí svého hrudně-svalového systému. Tento způsob mávání využívá přirozené elasticity hrudi k omezení energetických nároků letu. Nicméně, pokud víme, základní frekvence hrudně-svalového systému hmyzu nebyla dosud měřena.

Za účelem zjištění základní frekvence v této studii stanovujeme lineární funkci reakce na frekvenci (FRF) hrudníku včely medonosné v rovnovážném stavu. FRF vztahuje vstupní sílu k výstupnímu zrychlení na tergu (dorsální část hrudníku) a je stanovena pomocí mechanického vibračního zařízení. Při stlačení o 50 mikronů byla průměrná základní frekvence hrudníku zhruba o 50 % vyšší než uváděné frekvence mávání křídel. Měli jsme podezření, že změřené základní frekvence jsou v experimentu vyšší než při letu z důvodu okrajových podmínek a posmrtného ztuhnutí svalů.

Abychom posoudili citlivost základní frekvence na geometrické obměny, stlačovali jsme hrudník v rozmezí 100-300 mikronů v intervalu 50 mikronů. U všech sledovaných druhů základní frekvence hrudníku rostla téměř monotónně s úrovní komprese. To indikuje, že se hrudník chová jako pružina s nelineárně rostoucí tuhostí, což jsme prokázali i statickým stlačováním.

Je málo důkazů, že hmyz této nelinearity využívá za letu, ale charakteristika s rostoucí tuhostí může být emulována mikrodrony s rezonančním typem mávání křídel ke zvýšení rozsahu frekvence mávání. Obecně metody použité v této práci mohou být základem pro další pokrok dynamických studií hrudníku včel.


Paternálně podmíněná genová exprese se shoduje s předpokládaným příbuzenským výběrem samičích embryí včely medonosné

Paternally-biased gene expression follows kin-selected predictions in female honey bee embryos
Smith NMA, Yagound B, Remnant EJ, Foster CSP, Buchmann G, Allsopp MH, Kent CF, Zayed A, Rose SA, Lo K, Ashe A, Harpur BA, Beekman M, Oldroyd BP
Mol Ecol. 2020 Mar 27. doi: 10.1111/mec.15419. [Epub ahead of print]

Kinshipova teorie genomického imprintingu (KTGI) říká, že u druhů, kde se samičky páří s více samci, existuje selekce samců ke zvýšení reprodukčního úspěchu jejich potomstva na úkor jiných samců i partnerky. Vzájemné křížení plemen včely medonosné ukazuje určité reprodukční rysy děděné od trubců, které způsobují, že samci modifikují expresi genů vázaných na samičí funkce u samičího potomstva. Tento vliv je zřejmě vyšší u včely kapské (A. m. capensis), neboť dcery samců mají unikátní schopnost produkce samičího potomstva, které se vyvíjí v produktivní samice nebo matky i bez páření.

Vychovali jsme vzájemné křížence včely kapské s jinými plemeny a použili sekvencování RNA k identifikaci transkriptů, které jsou u embrií produkovány ve zvýšené či ve snížené míře v závislosti na rodičovském původu genu. Jak jsme předvídali, exprese 21 genů byla posunuta vzhledem k otci kapského plemene, aniž by k takovému posunu docházelo u obrácených rodičů. Dalších šest genů vykazovalo u všech osmi zkoumaných včelstev posun směrem k expresi otcovské alely nezávisle na směru křížení. V souladu s předpovědí KTGI šest z 21 genů je spojených se samičí reprodukcí. Žádný gen nevykazoval zvýšenou expresi mateřské alely.


Srovnání chemického složení a biologické aktivity zralého a nezralého medu: přístup založený na metabolitech HPLC/QTOF/MS

Comparison of the Chemical Composition and Biological Activity of Mature and Immature Honey: An HPLC/QTOF/MS-Based Metabolomic Approach
Guo N, Zhao L, Zhao Y, Li Q, Xue X, Wu L, Gomez Escalada M, Wang K, Peng W
J Agric Food Chem. 2020 Apr 1;68(13):4062-4071. doi: 10.1021/acs.jafc.9b07604. Epub 2020 Mar 18.

Sklizeň nezavíčkovaného nezralého medu s následným vysoušením je typický způsob padělání medu, nicméně rozdíly mezi nezralým a zavíčkovaným zralým medem nebyly dosud dobře popsány. V této studii byly porovnány vzorky zralého a nezralého medu včely medonosné sklizené v téže sezóně květu řepky. Ve zralém medu byl zjištěn nižší obsah vody, nižší kyselost a vyšší obsah fruktózy. Vysokoúčinná kapalinová chromatografie v kombinaci s metabolomickou analýzou založenou na hmotnostní spektrometrii ukázaly, že zralý a nezralý med mají odlišný profil metabolitů. Analýza zaměřená na 20 hlavních polyfenolických složek ukázala jejich vyšší výskyt ve zralém medu. Zralý med měl vyšší bakteriostatický efekt a silnější efekt vychytávání volných radikálů.

Zatímco oba medy zmírňovaly poškození buněk způsobené H2O2, efektivní dávka nezralého medu byla vyšší a jeho efekt indukce exprese antioxidačního genu byl slabší. Obecně lze říci, že zralý med je kvalitnější nejen díky bohatšímu zastoupení polyfenolů, ale i díky vyšší biologické aktivitě.


Stabilita těkavých složek medu při dlouhodobém skladování

Stability of volatile compounds of honey during prolonged storage
da Silva PM, Gonzaga LV, de Azevedo MS, Biluca FC, Schulz M, Costa ACO, Fett R
J Food Sci Technol. 2020 Mar;57:1167-1182. doi: 10.1007/s13197-019-04163-0. Epub 2019 Nov 12.

Cílem této studie je identifikovat pomocí headspace mikroextrakce pevné fáze a pomocí kombinace plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie těkavé složky osmi vzorků nezpracovaného medu včely medonosné vyprodukovaných v Brazílii ve státě Santa Catarina, a sledovat jejich stabilitu po 540 dní skladování při 20 ± 4 °C měřením degradačních produktů těchto sloučenin.

Výsledky první analýzy ukázaly výskyt 32 těkavých složek, z nichž 24 bylo vybráno pro sledování změn během skladování. Hladiny cis a trans oxidy linaloolu a hotrienol po 540 dnech vzrostly kromě jednoho vzorku, kde hladiny oxidů linaloolu poklesly. V nejméně jenom vzorku byly po 360 dnech skladování nalezeny další sloučeniny (ethylacetát, 1-hexanol 2-ethyl, ethylester kyseliny benzoové, 3-methyl kys. máselné, 2-methyl kys. máselné a tertbutylester kys. salycilové).

S ohledem na použitý způsob skladování mohou být jako indikátory degradace medu použity cis a trans oxidy linaloolu a hotrienol, které byly nalezeny ve všech vzorcích a intervalech.


Cvrkot kolem schopnosti prostorového rozlišení a citlivosti na kontrast včely medonosné

The buzz around spatial resolving power and contrast sensitivity in the honeybee, Apis mellifera
Ryan LA, Cunningham R, Hart NS, Ogawa Y
Vision Res. 2020 Apr;169:25-32. doi: 10.1016/j.visres.2020.02.005. Epub 2020 Mar 4.

Většina živočichů je při provádění různých činností závislá na zraku. Rozdíly v anatomii a fyziologii oka pravděpodobně odrážejí rozdíly v místech výskytu a vývoji druhu. Stavba oka je navíc odrazem rovnováhy často protichůdných požadavků na získávání různých forem zrakových informací. Pro všechny zrakové systémy je typická potřeba kompromisu je mezi schopností prostorového rozlišení a citlivostí na kontrast, a včela medonosná je vhodnou příležitostí tomuto kompromisu porozumět. Protože zrak je pro včely životně důležitý při sběru potravy, navigaci a komunikaci, je právě u včel intenzivně zkoumán. Ke stanovení schopnosti prostorového rozlišení a citlivosti na kontrast bylo použito několik metodik, které ale vedly ke značně variabilním výsledkům.

V práci hodnotíme novou metodu posouzení kompromisu mezi informacemi o prostoru a kontrastu u včely medonosné – strukturovanou elektroretinografii, pERG. Výhodou této metody je možnost měření citlivosti na kontrast přímo na očních neuronech vyšší úrovně zrakového zpracování. Takto určená rozlišovací schopnost včely medonosné je 0,54 cykly na stupeň (cpd) a citlivost na kontrast je 16,9. Výsledky měření citlivosti na kontrast jsou srovnatelné s předchozími behaviorálními studiemi. Pokud jde o prostorové rozlišení, výsledky odpovídají anatomickým měřením přední oblasti oka, což se shoduje s oblastí stimulovanou pERG.

Včela medonosné má podobnou citlivost na kontrast jako jiný blanokřídlý hmyz s podobným průměrem facety, mravenec rodu Myrmecia. Naše výsledky potvrzují, že anatomie složeného oka má zásadní vliv na citlivost na kontrast.


Analýza transkripce k objasnění reakce včely medonosné na ošetření amitrazem

Transcriptomic analysis to elucidate the response of honeybees (Hymenoptera: Apidae) to amitraz treatment
Ye L, Liu P, Shi T, Wang A, Zhu Y, Li L, Yu L
PLoS One. 2020 Mar 6;15:e0228933. doi: 10.1371/journal.pone.0228933. eCollection 2020.

Amitraz je ve včelařství hojně používaný akaricid. Některé studie došly ke zjištění, že ovlivňuje učení, paměť, chování, imunitu a různé další fyziologické procesy včely medonosné. Přesto se jen málo prací zabývalo molekulárními mechanismy působení amitrazu na včely.

V naší práci jsme studovali včelí transkriptom po expozici subchronické dávky amitrazu 9,4 mg/l po dobu 10 dní. Bylo identifikováno 279 odlišně exprimovaných genů (DEG), z toho 237 zvýšeně a 42 sníženě. Některé z nich, jmenovitě Pla2, LOC725381, LOC413324, LOC724386, LOC100577456, LOC551785 a P4504c3, byly validovány kvantitativní PCR. Dle genové ontologie jsou DEG zapojeny zejména do metabolismu, biosyntézy a translace. Analýza obohacení genové sady KEGG odhalila, že ošetření amitrazem ovlivňuje relaxinovou signální cestu, aktivaci destiček a trávení a absorbci proteinů.


Výskyt patogenů včely medonosné v populacích opylovatelů nenapadených Varroa destructor

Occurrence of honey bee-associated pathogens in Varroa-free pollinator communities
Brettell LE, Riegler M, O’Brien C, Cook JM
J Invertebr Pathol. 2020 Mar;171:107344. doi: 10.1016/j.jip.2020.107344. Epub 2020 Feb 17.

Austrálie je posledním významným územím bez Varroa destructor, parazitického roztoče, který působí ve spojení s virem deformovaných křídel (DWV) dramatické ztráty včelstev včely medonosné po celém světě. Austrálie si tak zachovává relativně zdravé populace včel, i když novější práce ukazují, že se ve včelařských provozech nachází překvapivé množství mikrobiálních patogenů. Abychom posoudili, nakolik mohou být tyto patogeny sdíleny mezi různými druhy opylovatelů, hledali jsme jejich výskyt u včely medonosné a u divokých opylovatelů, kteří aktivně sbírají potravu na hromadně kvetoucích plodinách spolu se včelami.

U včely medonosné jsme nalezli vysokou prevalenci viru černání matečníků (BQCV, 88 %) a viru pytlíčkovitého plodu (SBV, 41 %), které byly zároveň nejčastějšími včelími patogeny nalezenými v divokých druhů, i když s podstatně nižší prevalencí. Vůbec nejvyšší hodnotou zjištěnou u divokého druhu byl BQCV u zástupce čeledi ploskočelkovitých (24 %). Virus izraelské akutní paralýzy, viry jezera Sinai typu 1 a 2 a houboví paraziti Nosema apisNosema ceranae byli detekováni jen vzácně. Fylogenetická analýza nejběžnějších patogenů odhalila, že mezi jednotlivými druhy kolují podobné genotypy. Naše data naznačují, že výskyt patogenů u včely medonosné v australských sadech je dobrým indikátorem výskytu patogenů u divokých opylovatelů, což vede k obavám, jak se virové prostředí u divokých druhů změní, pokud do hry vstoupí Varroa destructor.


Flumetrin v dávkách podávaných včelám vyvolává v laboratorním pokusu fyziologický stres larev

Flumethrin at honey-relevant levels induces physiological stresses to honey bee larvae (Apis mellifera L.) in vitro
Qi S, Zhu L, Wang D, Wang C, Chen X, Xue X, Wu L
Ecotoxicol Environ Saf. 2020 Mar 1;190:110101. doi: 10.1016/j.ecoenv.2019.110101. Epub 2019 Dec 23.

Roztoči Varroa často způsobují těžké ztráty v globálním včelařství, přičemž existuje jen málo možností obrany. Jednou z nich jsou pesticidy, které jsou z důvodu své nízké ceny, jednoduché aplikace a vysoké účinnosti široce používány. Včely jsou však na mnoho z nich citlivé. Proto je pro včelařství a řízení rizik důležité nastavit rovnováhu mezi ztrátami způsobenými těmito přípravky a jejich přínosem.

V této studii byl pomocí laboratorně chovaných larev zkoumán vliv flumethrinu, pyrethroidního přípravku proti roztočům používaného ve včelstvech. Zjistili jsme, že flumethrin způsobil významnou úmrtnost během přeměny larev a líhnutí dospělců. Po soustavné expozici během larválního stádia byly v posledním instaru před zakuklením pozorovány signifikantní změny v antioxidačních enzymech (SOD a CAT), v peroxidaci lipidů (MDA, LPO a POD) a v detoxifikačních enzymech (GSH, GST a GR). Stojí rovněž za zmínku, že flumethrin u larev výrazně ovlivnil expresi genů imunity (Bascet a Dscam) a vývoje (Amams, Amhex10869, Vtg a Mfe), důsledky čehož se projevily i v následných stádiích kukly a dospělce.

Tato zjištění ukazují, že samotný flumethrin je pro larvy toxický a je potenciálním rizikem pro vývoj včelstva. Včely jsou důležitými opylovateli a udržitelný a zdravý vývoj včelstev je základem úspěšné zemědělské produkce. Tato studie by mohla poskytnout užitečné úvahy pro techniky aplikace pesticidů a pro procesy posuzování rizik pesticidů pro larvy i celá včelstva.


Kontakt zadečku s fluvalinátem způsobuje včele medonosné čichový deficit

Abdominal contact of fluvalinate induces olfactory deficit in Apis mellifera
Lim S, Yunusbaev U, Ilyasov R, Lee HS, Kwon HW
Pestic Biochem Physiol. 2020 Mar;164:221-227. doi: 10.1016/j.pestbp.2020.02.005. Epub 2020 Mar 1.

Tau-fluvalinát je vysoce selektivní insekticidní sloučenina ze skupiny pyrethroidů používaná k boji s ektoparazitickým roztočem, který působí velké škody včelstvům včely medonosné. Ačkoliv včela má určitou rezistenci a tato xenobiotická chemikálie je pro ni málo toxická, jen málo je známo o účincích této sloučeniny na smysly a chování včel. V práci se zaměřujeme na její vliv na čichové rozpoznávání na úrovni chování a na úrovni molekulární a neurofyziologické.

Předně jsme zjistili, že topická aplikace fluvalinátu na zadeček včel u nich vyvolala poměrně vážné projevy toxicity. Dále včely ošetřené subletálními dávkami fluvalinátu vykazovaly signifikantní pokles reakcí na čichové vjemy. Na molekulární úrovni nebyla zjištěna žádná změna v úrovni exprese součásti čichového receptoru (Orco), která je pro hmyz důležitá pro vyvolání změn elektrické vodivosti při vazbě molekul odorantu. Příčinou čichových fluktuací po aplikaci fluvalinátu bylo spíše ovlivnění signální dráhy malého neuropeptidu F (sNPF). To ukazuje, že čichový deficit po kontaktu zadečku včely s fluvalinátem mohou způsobovat různé interní molekulární dráhy.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *