Impacto de las dietas comerciales de sustitutos de polen en el nivel de Nosemaspp. en Apis mellifera L.

Caracterizar el impacto de las dietas comerciales sustitutos de polen en el nivel de Nosemaspp. en abejas de la miel (Apis mellifera L.)

James C. Fleming,
Daniel R. Schmehl ,
James D. Ellis

Publicado: 30 de julio 2015
DOI: 10.1371 / journal.pone.0132014


Abstracto

Miel de abeja occidental ( Apis mellifera L.) poblaciones enfrentan descensos comúnmente atribuidos a los pesticidas, patógenos y estrés parásito. Una forma apicultores combatir estos factores de estrés es proporcionando dietas de proteínas complementarias a las colonias de abejas de miel para asegurar una adecuada nutrición colonia. Sin embargo Nosema spp., un parásito microsporidio de la abeja de la miel, se cree que está asociada estrechamente con la ingesta de nutrientes de una colonia, por lo tanto, posiblemente, negando cualquier benefician las abejas de otro modo habría recibido de un suplemento nutricional. A través de tres objetivos, hemos examinado cómo las abejas adultas 'consumo de polen de flores silvestres o dietas sustitutos de polen comercial afectada Nosema niveles en las abejas midguts. Para nuestro primer objetivo, se investigó cómo el método de inoculación con Nosema afecta a los niveles de infección en las abejas inoculados. Las abejas fueron infectados con esporas deNosema cuatro días después de la emergencia. El día 15, las abejas se obtuvieron de las jaulas y Nosema esporas fueron cuantificados. Encontramos que la inoculación a través de la dieta de polen resultó en los más altos Nosema niveles en abejas inoculados. En nuestros objetivos segundo y tercero, proporcionamos las dietas de prueba a enjaulados, abejas recién nacidas por un período de 15 días. Las abejas que consumen polen y una solución de sacarosa tenían más Nosema en sus intestinos medios que hizo abejas que consumen la solución de sacarosa solo (control). El volumen global de la dieta consumida por las abejas no se correlacionó con el nivel de Nosema en sus intestinos medios. El nivel de Nosema fue mayor en las abejas alimentadas con ciertas dietas sustitutos de polen comercial que en las abejas alimentadas con polen de flores silvestres. Nuestro estudio muestra cómo proporcionar suplementos nutricionales a las abejas adultas pueden afectar la intensidad de Nosema en sus intestinos medios.

Figura 4. El impacto del consumo de la dieta de polen comercial por las abejas en Nosema niveles de estudio 1 (otoño de 2013).

Los datos son el número medio de esporas por abeja (en millones) con las barras de error que indican el error estándar. N = 56 para todos los grupos de tratamiento. Los grupos de tratamiento representan las distintas dietas sustitutos de polen comercial prestados a las abejas. Tratamiento (tipo de dieta), afectados significativamenteNosema niveles en las abejas (ANOVA, F 5, 52 = 15,9, p <0 font="" nbsp="">Comparaciones por pares post hoc de Tukey-HSD importancia entre los tratamientos identificados (datos con la misma letra no son diferentes en α ≤ 0,05).

doi: 10.1371 / journal.pone.0132014.g004

Fig 5. El impacto del consumo de la dieta de polen comercial por las abejas enNosema niveles en el estudio 2 (primavera 2014).

Los datos son el número medio de esporas por abeja (en millones) con las barras de error que indican el error estándar. N = 70 para todos los grupos de tratamiento. Los grupos de tratamiento representan las distintas dietas sustitutos de polen comercial prestados a las abejas. Tratamiento (tipo de dieta), afectados significativamenteNosema niveles en las abejas (ANOVA, F 5, 63 = 33,6, p <0 font="" nbsp="">Comparaciones por pares post hoc de Tukey-HSD importancia entre los tratamientos identificados (datos con la misma letra no son diferentes en α ≤ 0,05).

doi: 10.1371 / journal.pone.0132014.g005

Tabla 2. Los niveles promedio de Nosema esporas / abeja, el consumo de la dieta de las abejas por jaula, y mortalidad de las abejas cuando se alimentan las diferentes dietas en ausencia de Nosema inóculo.

N = 5 para todos los datos.

doi: 10.1371 / journal.pone.0132014.t002

Discusión

El impacto de la vía de inoculación en Nosema niveles en las abejas

Sospechamos que el nivel de Nosema en las abejas se vería afectada por la vía de administración del inóculo. Nuestros datos muestran que Nosema niveles eran mucho mayor en las abejas que se alimentan de polen inoculado que en abejas alimentadas inoculó solución de sacarosa. Aunque Nosema esporas son bastante resistentes a las condiciones ambientales, es posible que las esporas experimentan una mayor mortalidad en solución de sacarosa debido a diferencias en pH entre solución de sacarosa casi neutro y el medio ambiente en lugar ácido del intestino medio abeja de la miel [ 41 ]. Otros han demostrado una diferencia medible en Nosema anatomía tubo polar basado en el contenido de humedad del medio ambiente [ 42 ] y esto puede afectar la virulencia de la espora, una vez que se ingiere por la abeja. Durante el uso de solución de sacarosa para inocular abejas con Nosema es el "estándar" [ 38 ], nuestros datos sugieren que el método utilizado para Nosema inoculación en bioensayos de abejas puede afectar los resultados y las conclusiones resultantes drásticamente.

El impacto del consumo de polen en Nosema niveles en las abejas

El polen es crítica para las necesidades nutricionales de la colonia [ 43 ]. Nuestros datos sugieren que Nosema no se replica bien en abejas privadas de polen. Abejas inoculadas siempre que al menos 0,4 g de polen por jaula de 15 abejas tenían más de diez veces superiorNosema niveles de abejas inoculadas no recibir el polen, lo que sugiere que la ingesta de nutrientes de abeja es importante Nosema reproducción. A pesar de ello, no encontramos una correlación positiva entre Nosema niveles y la cantidad de la dieta consumida por las abejas.En su lugar, nuestros datos sugieren que cualquier cantidad de polen consumido por las abejas encima de un umbral 0,8 g produce estadísticamente similares Nosema niveles en las abejas.

El consumo de polen, incluso pequeñas cantidades, parece contribuir significativamente aNosema niveles en las abejas. Este hallazgo está de acuerdo con estudios similares en los que la influencia de la dieta en Nosema se evaluó la infección [ 39 ]. Anterior investigadores mostraron que las abejas alimentadas con una dieta que contiene polen tenía seis veces másNosema esporas que las abejas alimentadas con una dieta que no contenga polen [ 39 , 44 ].Los investigadores especularon que Nosema florece en intestino medio de una abeja cuando la abeja se alimenta con una dieta más nutritiva [ 39 , 44 ]. Alternativamente, se ha planteado la hipótesis de que el consumo de polen por las abejas podría aumentar Nosema niveles aumentando el área de la superficie del intestino medio, aumentando así la susceptibilidad de la abeja a la infección [ 39 ]. Ya que no vemos un aumento lineal de Nosema niveles en las abejas alimentadas con más de 0,8 g de polen, sospechamos que el nivel de Nosema en las abejas depende del contenido nutricional de la dieta de polen o sustituto de polen consumido por las abejas y no un aumentar en el área de la superficie interna del intestino medio que resulta de consumo de abeja de la dieta.

El impacto del consumo de la abeja de las dietas comerciales enNosema niveles

Las empresas con frecuencia afirman múltiples beneficios asociados con las abejas alimentación de polen sustituto / suplementos dietas. Estos reclamos incluyen una mayor crianza cría, aumentó el comportamiento higiénico, una mayor aceptación de la reina, una mayor resistencia a los factores estresantes de colonias (incluyendo patógenos, parásitos y pesticidas), y el aumento de la polinización y producción de miel resultar del uso de una dieta particular. Como resultado de estas reclamaciones, se determinó cómo el consumo de cuatro dietas sustitutos de polen comerciales ampliamente disponibles en los impactos de Estados Unidos el número de Nosema esporas en las abejas. Si bien se confirmó que Nosemainfección probable es que no se deriva de las mismas dietas, el consumo de abeja de las diferentes dietas produjo niveles variables de Nosema en las abejas inoculados.

No está claro, sin embargo, qué componentes en las dietas de sustitución polen están contribuyendo a un aumento en Nosema niveles en las abejas. Sabemos por estudios anteriores [ 39 , 44 ] que la proteína puede aumentar el nivel de Nosema en las abejas, pero el nivel de proteína en las dietas comerciales que probamos no se correlacionó con los Nosemaniveles observados en las abejas. Las dietas que tenían cantidades muy bajas de proteína (es decir MegaBee invierno Patty en 3% de proteína cruda) tenían niveles comparables deNosema infección a los de las dietas que contienen altos niveles de proteína (es decir Bee Ultra a 60% de proteína cruda). Nuestros datos sugieren que Nosema infección puede ser dependiente de otros factores de la dieta. Por otra parte, no se sabe cómo los patrones estacionales están contribuyendo a Nosema infección. Encontramos diferencias entre la contribución de BeePro a Nosema niveles de abejas en las estaciones de otoño y primavera a pesar de la inoculación de las abejas con el mismo número de esporas y proporcionar la misma cantidad de la dieta ambas temporadas. Nosema niveles eran ~ 50% mayor en las abejas alimentadas con la abeja tratamiento favorable en el otoño que en las abejas alimentadas con el tratamiento Bee Pro en primavera; sin embargo, no se observó el mismo incremento significativo en Nosema niveles a través de las otras dietas de proteínas. Por otra parte, no hubo diferencias significativas en los Nosema niveles producidos en las abejas que comen las dietas comerciales en la primavera cuando se compara con las abejas alimentadas con polen de flores silvestres. Se necesita más investigación para entender cómo las diferencias en las necesidades nutricionales y la fisiología a lo largo de las estaciones del año pueden afectar Nosema y otras infecciones de patógenos.

El consumo de incluso pequeñas cantidades de polen es positivamente correlacionada con el aumento de los niveles de Nosema . Además, existe una relación entre algunas dietas comerciales y Nosema niveles que merece una mayor investigación. Nuestros datos sugieren que la alimentación de la dieta de polen suplementario puede aumentar el nivel de Nosemainfección en la colonia. Sin embargo, los aumentos en Nosema infección no han sido predictivo de la mortalidad colonia. Además, actualmente no existen umbrales para Nosema infección que indicarían una reducción de la salud de las colonias cuando se alcanzan los umbrales.Apicultores comúnmente alimentan a sus colonias a lo largo del año para prevenir la desnutrición. Mientras que el consumo de polen puede conducir a una mayor Nosemareproducción en las abejas de miel, el costo negativo de una nutrición inadecuada que resultaría de la retención de polen y de polen sustitutos (como la reducción de la producción de cría, inmunocompetencia, y la eficacia de forrajeo) para proteger contra Nosema puede impedir la modificación de la gestión actual prácticas. No se sabe si se podría observar el mismo impacto de las dietas sustitutos de polen comercial sobre Nosema niveles sobre el terreno. Así, los estudios sobre el terreno serían parte integral de promoción de nuestra comprensión sobre la manera de promover la fuerza de colonias al mismo tiempo proteger las abejas de los aumentos en las infecciones de parásitos y patógenos.

Se puede acceder al estudio complet en: PLOS ONE