新的实验室系统允许研究人员探索蜂王的秘密生活

在确定了蜂群蜂群广泛流失的殖民地崩溃症现象十多年后，科学家们仍在努力解决生态复杂的问题，即如何减轻蜜蜂和其他传粉物种的持续损失。这项工作中急需的一项援助是追踪蜜蜂健康的具体影响的更有效方法。为了满足这一需求，一组伊利诺伊州的研究人员建立了一种基于实验室的方法来追踪蜜蜂的生育能力。

共同第一作者Julia Fine和Hagai Shpigler，伊利诺伊大学的博士后研究人员，与Carl R. Woese基因组生物学研究所所长和Swanlund昆虫学教授Gene Robinson的实验室合作，建立了一个实验室设置，将模仿蜂巢环境的关键方面，并允许蜂蜜蜂皇后与小群工蜂一起检测产卵。由PLOS ONE描述的最终系统使他们能够探索工人营养与女王生育之间的关系。

“以前已经证明了蜜蜂营养影响殖民地水平的繁殖指标的想法，但在这里，我们使用新工具检查了一个古老的故事，”Fine说。“我们能够更清楚地了解营养如何影响蜂蜜蜂工人和女王之间的关系，以及这将如何影响女王的产蛋量。”

许多传粉媒介物种群在美国和全世界都在下降。对影响野生和管理蜂蜜蜂箱的因素的研究已经确定了影响健康的四个主要因素：寄生虫，病原体，杀虫剂和营养不良。这些因素可以相互影响。例如，寄生虫可能传播病原体，就像跳蚤对人类传播一样，而营养不良可能会增加觅食受污染食物来源的可能性。

产蛋是蜂蜜蜂群功能的重要方面。皇后产卵孵化成成千上万的工蜂，以保持殖民地的运行，以及雄性和年轻的女王，让殖民地繁殖。但是在标准蜂巢的黑暗，繁华的内部，监测产蛋或评估环境因素的影响是具有挑战性的。

Shpigler说：“产卵发生在成千上万工人占据的蜂巢的黑暗中，因此难以追踪。”“在殖民地之外从未研究过女王产蛋;最大的挑战是让女王在自然条件之外连续产卵的正确条件。”

为了将女王的生产力成功地带入实验室，研究人员专注于自然环境的基本要素。他们开发了一种3D打印塑料蜂窝梳，经过精制，模仿女王在蜂房中的体验，确保笼养环境得到精心控制，并保持无农药。他们还为每位女王提供了一小群工蜂来喂养和支持女王;这个元素成为他们第一次使用新系统实验的灵感来源。

“蜂蜜蜂只会以工人看护人员提供给他们的腺体分泌物的形式摄取食物，而且如果没有工蜂的支持，就不会产生鸡蛋，”Fine说。“我们在这个系统中工作得越多，就越明显影响女王的最简单的方法就是首先影响关心她的工蜂。一旦我们确定了这个策略，设计有效的实验变得更容易了。”

Fine，Shpigler和他们的共同作者为每组笼中的蜜蜂提供蜂蜜，水和蔗糖溶液，但改变了脂肪和蛋白质的来源：一些蜜蜂用蜂蜜糊和少量或大量花香喂养花粉，而其他人则用蜂蜜面包喂养，蜜蜂面包是由工蜂蜜蜂产生的花粉，蜂蜜和分泌物的混合物，用于保存和发酵花粉。研究人员监测了女王产蛋行为如何受到照顾她的工人的饮食类型的影响。

他们发现，当一群工人喂食花粉糊时，他们参加的女王在实验室环境中放蛋的速度可能比蜜蜂面包喂养的女王更慢。当使用较低百分比的花粉糊时，这种差异最明显，但即使在喂食较丰富的花粉糊的蜜蜂中也存在。

结果肯定了营养对女王生产力的重要性，以及证明实验室设置用于调查影响女王行为和健康的其他因素的潜在效用。

“营养的影响......是我们第一次成功使用该系统，给了我们未来更多成功的希望，”Shpigler说。“结果非常清楚地表明蜂蜜蜂群如何作为一个整体发挥作用，共享消化系统和生殖系统。工人们就是那些食用这种食物的人，其效果在于产卵 - 超级生物在行动!”

“与使用全尺寸蜂蜜蜂群的研究相比，使用该系统可以产生的定量数据种类令人兴奋，”Fine说。“最终，我们希望该系统可以作为风险评估工具进行调整，以确定对蜜蜂繁殖产生积极和消极影响的其他因素......迫切需要一种可用于定量评估蜂蜜风险的实验室系统。蜜蜂女王的健康和繁殖。“

这项工作得到了国防高级研究计划局的支持;一位合着者也获得了LifeFoundry Inc.的支持。

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