Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Alles rund um die Varroabehandlung im Warré-Bienenstock.
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon zaunreiter » So 5. Mai 2019, 15:45

Halbleiter-Gassensor als Detektor für den Varroa-Destruktor-Befall von Bienenvölkern - Statistische Auswertung

Höhepunkte
• Gassensorsysteme sind mögliche Detektoren für die Krankheit der Honigbienenkolonien.

• Halbleitergassensoren reagieren auf Luft von Bienenstöcken, die von V. destructor befallen wurden.

• Der Befall beeinflusst die Stärke der Reaktion des Gassensors.

• Befallsratenunterschiede von ≥10% führen zu deutlich unterschiedlichen Sensorreaktionen.

• Ergebnisse sind unter Feldbedingungen gültig.

Abstrakt
Die westliche Honigbiene (Apis mellifera) spielt bei verschiedenen menschlichen Aktivitäten eine Rolle, insbesondere in der Landwirtschaft. Bienenpopulationen müssen in einem optimalen Zustand gehalten werden. Aus diesem Grund ist eine frühzeitige Diagnose von Krankheiten erforderlich. Es gibt Gründe zu der Annahme, dass die Überwachung der Parameter, die die physikalischen und chemischen Bedingungen in Bienenstöcken kennzeichnen, zur Bestimmung der Gesundheit von Honigbienen verwendet werden kann. Im letzten Fall könnten chemische Sensoren eingesetzt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist es, zu zeigen, dass: (1) die Reaktionen von Halbleitergassensoren auf die Atmosphären verschiedener Bienenstöcke erheblich voneinander abweichen können und (2) die Unterschiede zwischen den Gassensoren auf die Varroa-Destruktor-Befallsrate der Biene zurückzuführen sind Kolonien. Die Studie basierte auf zwölf Stunden kontinuierlicher Überwachung von sechs Honigbienenkolonien mit Halbleiter-Gassensoren. Wie die statistische Analyse zeigt, waren die Reaktionen der Gassensoren logisch und konsistent mit dem Befallsgrad von V. destructor. Größere Reaktionen zeigten eine höhere Befallsrate. Die Unterschiede zwischen den Reaktionen der Gassensoren auf einzelne Bienenvölker waren signifikant, wenn der Unterschied bei den Befallsraten von V. destructor größer als 9,1% war. Die Reaktionen der Gassensoren unterschieden sich meist geringfügig, wenn die Infestationsraten bei V. destructor 4,2% oder weniger waren. Die erzielten Ergebnisse zeigen das Potenzial der Messmethode basierend auf Gassensoren als Kandidatenlösung für die Erkennung von Krankheiten in Honigbienenkolonien. Die Entwicklung der Methode erfordert weitere Untersuchungen.
aus: https://www.sciencedirect.com/science/a ... 9918317526


Semiconductor gas sensor as a detector of Varroa destructor infestation of honey bee colonies – Statistical evaluation

AndrzejSzczurekaMonikaMaciejewskaaBeataBąkbJerzyWildebMaciejSiudab

https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.04.033
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon zaunreiter » Mi 5. Jun 2019, 11:53

Prädisposition von Honigbienen gegen allgegenwärtigen Milbenbefall.

Die Geschichte der Koevolution von Wirt und Parasit fehlt, wenn Parasiten zu neuartigen Wirten wechseln. Dies war der Fall bei westlichen Honigbienen (Apis mellifera), als die ektoparasitäre Milbe, Varroa destructor, die Wirte von östlichen Honigbienen (Apis cerana) wechselte. Diese Milbe ist seitdem die weltweit schwerwiegendste biologische Bedrohung für A. mellifera. Es ist jedoch bekannt, dass einige A. mellifera-Populationen den Befall überleben, hauptsächlich durch Unterdrückung des Wachstums der Milbenpopulation. Ein bekannter Mechanismus ist die Unterdrückung der Milbenreproduktion (SMR), die zugrunde liegende Genetik ist jedoch nur unzureichend bekannt. Hier nutzen wir haploide Drohnen, die von einer Königin aus den Niederlanden stammen und Varroa-Resistenz, vollständige Exomsequenzierung und elastische Netzregression entwickelt haben, um genetische Varianten zu identifizieren, die mit SMR in resistenten Honigbienen assoziiert sind. Ein Modell mit acht Varianten sagte 88% der Phänotypen korrekt voraus und identifizierte sechs Risiko- und zwei Schutzvarianten. Reproduzierende und nicht reproduzierende Milben konnten mit DNA-Mikrosatelliten nicht unterschieden werden, was mit der Hypothese übereinstimmt, dass sich nicht der Parasit, sondern der Wirt anpasste. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Brutpheromon-abhängige Milben-Oogenese bei resistenten Wirten gestört ist. Die identifizierten genetischen Marker haben ein beträchtliches Potenzial, zu einer nachhaltigen globalen Imkerei beizutragen.

https://europepmc.org/abstract/med/31127129

Honey bee predisposition of resistance to ubiquitous mite infestations.

Scientific Reports [24 May 2019, 9(1):7794]
Type: Journal Article
DOI: 10.1038/s41598-019-44254-8

Diskussion
Die Auswahl widerstandsfähigerer Bienen bietet eine nachhaltige Lösung für den Haupttreiber der globalen Verluste von Honigbienenkolonien, d.h. den Befall durch die ektoparasitische V. destructo-Milbe. Obwohl die freiwillige Ablehnung einer Behandlung bereits mehrmals zu V. destruktor-toleranten oder -resistenten Bienen geführt hat, ist dieser Ansatz für den durchschnittlichen Imker aufgrund der damit verbundenen hohen Verluste immer noch schwierig. Daher ist es ein entscheidender Hebel, um die klassischen Selektionsprogramme durch Zuchtwertschätzung oder markergestützte Selektion zu unterstützen, wenn aufgeklärt wird, wie die natürliche Selektion widerstandsfähige Honigbienenpopulationen sowohl auf phänotypischer als auch auf genetischer Ebene formt. Die vorliegende Arbeit entwickelte neuartige Methoden für Honigbienen, um genetische Varianten zu entdecken, die mit dem gegebenen Merkmal zusammenhängen.

Zum einen haben wir ein WES-Design für die Honigbiene entwickelt. Dieses neu entwickelte WES-Design zeichnet sich durch eine hervorragende Leistung im Vergleich zu WES-Designs anderer Spezies aus. Im Vergleich zu beispielsweise RESTseq16,47 und dem 44-K-GWAS-SNP-Assay48 werden weitaus mehr Varianten gefunden, die die Identifizierung krankheitsassoziierter Varianten verbessern sollten, während sie im Vergleich zur Sequenzierung des gesamten Genoms kostengünstiger sind nähern, bis die Sequenzierungspreise weiter fallen. Mit Blick auf Exons ist es wichtig zu betonen, dass Varianten außerhalb der Zielregionen möglicherweise übersehen werden, insbesondere für diejenigen, die sich in einer Entfernung von exonischen Varianten befinden. Insgesamt hat dieses WES-Design jedoch unsere Erwartungen erfüllt, und wir sind zuversichtlich, dass es vorerst ein wertvolles Instrument für weitere genetische Untersuchungen von Honigbienen sein wird.

Zweitens bewerteten wir die elastische Netto-Regression und zeigten, dass sie die Assoziationstests mit einem Marker übertrifft. In Kombination mit WES konnten Varianten entdeckt werden, die mit komplexen Merkmalen verbunden sind. Nach unserem Kenntnisstand wurden bei der Honigbiene zum ersten Mal WES- oder Elastiknetze eingesetzt.

In unserem Ansatz haben wir uns aus zwei Hauptgründen speziell für die Sequenzierung von Drohnen entschieden, die aus einer Kolonie stammen. Durch die Sequenzierung gleich verwandter Bienen wurde das Problem der falschen Assoziationen aufgrund von Populationsschichtung vermieden. Obwohl berichtet wurde, dass sich SMR in mehreren Populationen auf natürliche Weise entwickelt hat, ist der zugrunde liegende Mechanismus nicht in jeder Population vollständig gleich. Daher besteht ein hohes Risiko, dass sich auch die genetischen Beiträge unterscheiden, was wiederum die Fähigkeit zur Erkennung einer Assoziation verringert hätte. Dies wird durch die Konzentration auf eine Population vermieden. Ein möglicher Nachteil ist, dass dies zu einer verringerten Generalisierbarkeit führen könnte, d. H., Dass (zumindest) einige mit dem Phänotyp verbundene Varianten für diese spezifische Population einzigartig sind. Eine Option für zukünftige Studien ist es daher, dieses Experiment zu wiederholen, indem Drohnen aus verschiedenen Populationen kombiniert werden.

Auch im Rahmen der Populationsstudie haben wir uns bewusst für die Varianten in der belgischen Honigbienenpopulation entschieden. Der Hauptgrund war eine direkte Bewertung der potenziellen Anwendbarkeit der Ergebnisse in dieser Population. Andere Optionen, die in Zukunft verfolgt werden könnten, sind beispielsweise die Suche nach Varianten in öffentlichen Datensätzen und anderen VR-Populationen, um zu untersuchen, wie weit verbreitet diese Mutationen sind.

In Bezug auf den Phänotyp beschreibt die vorliegende Studie ein sehr vielversprechendes Merkmal, d. H. DBR, in einer bereits gut untersuchten, widerstandsfähigen Honigbienenpopulation, die durch natürliche Selektion in den Amsterdamer Wasserdünen in den Niederlanden etabliert wurde.

V. destructor hat eine starke Vorliebe für Drohnenbrut, weshalb das Entfernen von Drohnenbrut oder das „Schneiden“ von Drohnenbrut einen häufigen Eingriff in die Imkereipraxis darstellt und Teil einer biotechnologischen V. destructor-Kontrollstrategie ist. Da das Entwicklungsstadium von Drohnen nach dem Verschließen zwei Tage länger dauert als das von Arbeitsbienen (14 statt 12 Tage), treten aus einer Drohnenbrutzelle reifere V. destructor-Milben aus. Die Kaphonigbiene (A. m. Capensis) hat eine angeborene Resistenz gegen die V. destructor-Milbe, indem sie die Entwicklungszeit nach dem Verschließen auf durchschnittlich nur 9 Tage verkürzt. Das Scheitern der Milbenreproduktion im DBR-Phänotyp hat einen ähnlichen Effekt auf die Populationsdynamik des V. destructor und ist daher eine alternative Möglichkeit, Widerstand gegen die Milbe zu leisten, indem eine massive Milbenreproduktion in der männlichen Brut vermieden wird. Darüber hinaus sind die Kosten für dieses Merkmal für die Kolonie im Vergleich zum hygienischen Verhalten, bei dem bis zu 32,4% der Puppen aus der Brut entfernt werden, relativ niedrig. Da die mit DBR verbundenen identifizierten Varianten in der natürlichen Bienenpopulation weit verbreitet waren, sind wir der Ansicht, dass der Weg zur markergestützten Selektion offen ist.
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon zaunreiter » Mi 5. Jun 2019, 11:59

Hauptsache, diese neue Selektionsmöglichkeit wird nicht in der Gentechnik weiterverwertet. :? Patente auf Lebewesen darf es nicht geben.
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon zaunreiter » Mo 9. Sep 2019, 17:15

Für den Kaiserfranken etwas Varroabiologie:

Varroa-reproductive-biology-PSBA-2014.pdf
(811.84 KiB) 15-mal heruntergeladen


Und:

Rosenkranz_Varroa_Juli012_Parasitenkurs.pdf
(7.96 MiB) 43-mal heruntergeladen


Daraus auf Seite 28:

Fotos-Alter-Milben.png
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Nöld
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon Nöld » Di 10. Sep 2019, 10:49

Hallo Zusammen,

Mist... doch kein reiner "Clone War"...

"In 2006, Fries and Bommarco performed a cross-infection experiment with the Gotland resistant honeybee population to test for varying host responses to mites, sourced from either the resistant or susceptible popula-tions. In their study, only 3 years before the historical samples of this study were taken, they found that mite source had no effect on the colonies and that Gotland colonies had significantly reduced mite infestation rates. Since their study was published, there has been a consensus in the scientific community to regard the mite as a “fixed factor” in the studies of underlying mechanisms to explain the long-term survival of naturally adapted honeybee populations, supported by the limited genetic diversity in the mite population. The historic mite sam-ples of this study confirm the results of Fries and Bommarco’s in 2006 that the mite source did not influence the bees, since the mites in 2009, only 3 years later, did not significantly differ genetically between groups. However, by looking over a decade after Fries and Bommarco’s study it is evident that a change has occurred in the genetic structure of the mite populations between surviving and treated colonies."


Aus:

Beaurepaire, A. L. et al. (2019): Population genetics of ectoparasitic mites suggest arms race with honeybee hosts.

https://www.nature.com/articles/s41598-019-47801-5.pdf

Viele Grüße,

Nöld

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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon zaunreiter » Mi 11. Sep 2019, 10:56

Es gibt noch so einiges Neues zu entdecken. Ich habe in einigen Völkern ein für mich neues Verhalten beobachtet: Die Varroa befällt junge, noch offene Brut und saugt die Larven an, obwohl die Zellen noch nicht verdeckelt sind. Oft wird die Larve dabei so geschädigt, dass sie stirbt.

Ich habe so ein Verhalten vorher noch nie gesehen. :think:
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Re: Biologie der Varroa, Varroa-Brainstorming

Beitragvon Rolf » Do 12. Sep 2019, 06:14

Haben die Varroa nicht mehr genug (verdeckelte) Brut als Opfer?
Wie hoch ist der Befall bei diesen Völkern?

Vermutlich reagieren alle drei Beteiligten - die Varroa, die Bienen und die Menschen ...


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