Mikroben im Bienenstock

Rolf
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon Rolf » Sa 2. Mai 2020, 11:06

Prima, danke Bernhard!
Da gibt es nichts zum Hinzufügen und schon gar keine Kritik.
Der Boden ist der Ursprung und die Basis - das ist auch unsere aller Basis.
Es gibt ja auch das zutreffende Sprichwort, kennen viele Alte noch:
"Erst der Boden, dann die Pflanzen, dann die Tiere und zum Schluss der Mensch - WIR!"
Soll heißen:
"Wenn der Boden funktioniert (organisch gut erhalten ist), die Pflanzen (vielfältig) vorhanden sind und funktionieren können, die Tiere gesund leben können, dann kann nauch der Mensch weiter (gut) existieren.
Man kann auch sagen: "Dann kann sich der Mensch beruhigt an den Tisch setzen und seine (wahren) Lebensmittel (in Maßen) genießen ... "

Kompost ist natürlich nur ein organisches Hilfs-Mittel um den HUMUS zu erhalten und ernähren.
Fukuoka nennt den Kompost ja auch einen "unnötigen" Umweg, den Boden gesund zu erhalten (so ungefähr).

Rolf
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Sa 2. Mai 2020, 18:11

Die Darmmikrobiota der Honigbiene (Apis mellifera) fördert die endogene Entgiftungsfähigkeit des Wirts durch Regulierung der P450-Genexpression im Verdauungstrakt

Zusammenfassung
Es gibt eine wachsende Anzahl von Studien, die eine enge Beziehung zwischen Insektendarm-Mikrobiota und Insektizidresistenz belegen. Der Beitrag der Darmmikrobiota der Honigbiene zur Entgiftungsfähigkeit des Wirts muss jedoch noch untersucht werden. Um diese Frage zu beantworten, verglichen wir die Expression von Cytochrom P450s (P450s) -Genen zwischen Arbeitern mit Darmmikrobiota-Mangel (GD) und Arbeitern mit konventioneller Darmgemeinschaft (CV) und verglichen die Sterblichkeitsraten und die Pestizidrückstände der behandelten GD- und CV-Arbeiter mit Thiacloprid oder Tau-Fluvalinat. Unsere Ergebnisse zeigten, dass Darmmikrobiota die Expression von P450-Enzymen im Mitteldarm fördert und die Sterblichkeitsrate und die Pestizidrückstände von GD-Arbeitern signifikant höher sind als die von CV-Arbeitern. Weitere Vergleiche zwischen mit Tetracyclin behandelten und unbehandelten Arbeitern zeigten, dass eine durch Antibiotika induzierte Darmdysbiose zu einer abgeschwächten Expression von P450 im Mitteldarm führt. Die gleichzeitige Behandlung von Antibiotika und Pestiziden führt zu einer verringerten Überlebensrate und einer signifikant höheren Menge an Pestizidrückständen in Honigbienen. Zusammengenommen zeigten unsere Ergebnisse, dass der Darmsymbiont von Honigbienen durch die Modifikation der Entgiftungswege für Xenobiotika des Wirts zur Gesundheit der Bienen beitragen kann, und zeigten einen möglichen negativen Einfluss von Antibiotika auf die Entgiftungsfähigkeit und Gesundheit von Honigbienen.


Honey bee (Apis mellifera) gut microbiota promotes host endogenous detoxification capability via regulation of P450 gene expression in the digestive tract
Yuqi Wu, Yufei Zheng, Yanan Chen, Shuai Wang, Yanping Chen, Fuliang Hu, Huoqing Zheng
Microbial Biotechnology 2020 Apr 27. doi: 10.1111/1751-7915.13579
https://sfamjournals.onlinelibrary.wile ... 7915.13579

Diskussion
Cytochrom P450-Enzyme tragen maßgeblich zur Entgiftung von Honigbienen bei (Berenbaum und Johnson, 2015). In der aktuellen Studie haben wir uns auf die Wechselwirkung von Darmbiosmikrobiota und endogenem Entgiftungsenzym von Honigbienen konzentriert. Angesichts der wichtigen Rolle, die P450-Monooxygenaseenzyme von Honigbienen bei der Entgiftung spielen, liefert unsere Studie wichtige Einblicke in die funktionellen Rollen von Darmbakterien sowie in die Wechselwirkungen zwischen Darmmikrobiota und der Entgiftungsfähigkeit des Wirts bei Honigbienen.
Das Mitteldarm ist eine der Hauptstellen für die Entgiftung bei Insekten (Smagghe und Tirry, 2001). Pestizide können von den Midgutepithelzellen aufgenommen werden, wo das meiste davon metabolisiert wird, bevor sie über die apikale Membran in das Mitteldarmlumen oder über die Basalmembran in die Hämolymphe zurücktransportiert werden (Esther et al., 2017). Unsere Ergebnisse zeigten, dass Darmmikrobiota die Expression von Schlüsselenzymen des xenobiotischen Entgiftungsweges von Honigbienen stark fördert. Sechs der sieben entgiftenden Enzyme der Honigbiene P450 wurden im Mitteldarm von CV-Arbeitern hochreguliert, was darauf hindeutet, dass die Darmmikrobiota der Honigbiene die Entgiftungsfähigkeit des Wirts verbessert und den Stoffwechsel des Wirts manipuliert. Dies steht im Einklang mit verwandten Untersuchungen an Säugetieren, die die Bedeutung der mikrobiellen Aktivität für die Entwicklung des metabolischen Phänotyps zeigten. Toda et al. (Toda et al., 2009) berichteten, dass die meisten der wichtigsten CYP-Isozyme in den Lebern spezifisch pathogenfreier Mäuse im Vergleich zu keimfreien Mäusen stark exprimiert wurden. Claus et al. (Claus et al., 2011) fanden heraus, dass Mikrobiota die Expression und Aktivität der wichtigsten hepatischen Arzneimittel-metabolisierenden P450 stimuliert. In der Zwischenzeit ist es sehr interessant festzustellen, dass die P450-Expression im Hinterdarm nicht beeinflusst wurde, obwohl die meisten Darmbakterien des Honigbienenkerns im Hinterdarm anstelle des Mitteldarms besiedelt sind (Martinson et al., 2012). Die Ergebnisse, dass Darmmikrobiota nur die P450-Expression in Honigbienen-Midguts beeinflussten, legen nahe, dass Honigbienen-Darmmikrobiota unterschiedliche Auswirkungen auf die verschiedenen Teile des Magen-Darm-Trakts haben können, was mit der Bakterienhäufigkeit und den Unterschieden in der Zusammensetzung korreliert sein kann (Martinson et al. , 2012) oder die physiologischen Unterschiede zwischen verschiedenen Kompartimenten des Bienendarms. Daher sind weitere Studien erforderlich, um festzustellen, welche zellulären Mechanismen der beobachteten regulatorischen Funktion von Darmmikrobiota zugrunde liegen, und um zu erklären, warum die P450-Expression nur im Mitteldarm beeinflusst wird. Insgesamt zeigten unsere Ergebnisse zur Expressionsänderung von P450, dass Darmmikrobiota einen starken positiven Effekt auf die Expression von Honigbienenentgiftungsenzymen hat, die für die Entgiftungsfähigkeit und Insektizidresistenz von Honigbienen von entscheidender Bedeutung sind.
Neonicotinoid-Insektizide sind eine wichtige Gruppe von Neurotoxinen, die spezifisch als Antagonisten der nikotinischen Acetylcholinrezeptoren von Insekten wirken (Matsuda et al., 2001). Derzeit werden Neonicotinoid-Insektizide als eine der Hauptbedrohungen für die Gesundheit von Honigbienen angesehen. In den letzten Jahrzehnten wurden in Labor- und Feldstudien viele tödliche und subletale Wirkungen von Neonicotinoid-Insektiziden auf Bienen beschrieben (Blacquiere et al., 2012; Rundlo et al., 2015; Tsvetkov et al., 2017).

Von allen weit verbreiteten Neonicotinoid-Insektiziden weist Thiacloprid eine relativ geringe Toxizität für Honigbienen auf (Iwasa et al., 2004), da CYP9Q3 Thiacloprid mit hoher Effizienz metabolisieren kann (Manjon et al., 2018). Pyrethroide üben ihre toxische Wirkung aus, indem sie die Funktion spannungsgesteuerter Natriumkanäle stören, die für die elektrische Signalübertragung im Nervensystem entscheidend sind (Soderlund und Bloomquist, 1989). Tau-Fluvalinat, ein typisches Pyrethroid-Pestizid, wird in Honigbienenstöcken häufig als Akarizid zur Bekämpfung verheerender Varroa-Milben eingesetzt. Die langfristige Anwendung von Fluvalinat als Imkereiwerkzeug sowie seine Absorption durch das Wachs im Bienenstock haben zu einem hohen Gehalt an Fluvalinatrückständen in Bienenvölkern auf der ganzen Welt geführt (Johnson et al., 2010). Fluvalinat wird unter normalen Umständen als harmlos für Bienen angesehen (Johnson et al., 2006), da Mitglieder der CYP9Q-Unterfamilie der Honigbienen, nämlich CYP9Q1, CYP9Q2 und CYP9Q3, Fluvalinat effizient metabolisieren können (Mao et al., 2011). Wie erwartet zeigten GDT-Bienen, denen Thiacloprid verabreicht wurde, eine dramatisch erhöhte Sterblichkeitsrate und einen höheren Gehalt an Thiacloprid-Rückständen im Vergleich zu CVT-Arbeitern. Wir fanden auch heraus, dass das unschädliche Fluvalinat bei Anwendung bei GD-Arbeitern tödlich wurde und das bei GDT-Arbeitern verbleibende Fluvalinat signifikant höher war als bei CVT-Arbeitern.

Diese Ergebnisse zeigten eindeutig, dass Darmbakterien von Honigbienen den Metabolismus von Pestiziden beeinflussen, und bestätigten, dass Darmmikrobiota für Honigbienen für ihre Pestizidtoleranz von entscheidender Bedeutung ist.

Dennoch gibt es zahlreiche Studien, die gezeigt haben, dass Insektenbakterien Pestizide direkt metabolisieren können (Cheng et al., 2017; Dada et al., 2019). Daher haben wir ein In-vitro-Experiment durchgeführt, um die Möglichkeit der Darmmikrobiota zu untersuchen entgiftet die chemischen Pestizide direkt und führt zu Resistenzen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass keines dieser beiden Pestizide in vitro durch Volldarmkulturen von Honigbienen signifikant abgebaut wurde, was darauf hindeutet, dass die ansässigen Darmbakterien von Honigbienen diese beiden Pestizide wahrscheinlich nicht abbauen. Zukünftige Arbeiten mit isolierten Bakterienstämmen sind jedoch erforderlich, um die direkte Entgiftungsfähigkeit von Darmsymbionten von Honigbienen besser zu verstehen. Dann haben wir CV-Mitarbeiter sowohl mit PBO als auch mit Pestiziden behandelt. Wir fanden heraus, dass die PBO-Behandlung die Überlebensrate von Honigbienen signifikant reduzierte, was mit früheren Studien übereinstimmt (Iwasa et al., 2004; Johnson et al., 2006) und lieferte direkte Beweise für die Beteiligung von P450-Enzymen an der Entgiftung von Thiacloprid und Fluvalinat in Gegenwart der Mikrobiota. Zusammengenommen zeigten unsere Ergebnisse, dass die Darmmikrobiota von Honigbienen die Resistenz des Wirts gegen Thiacloprid und Fluvalinat durch die Regulierung des endogenen Entgiftungsmechanismus des Wirts erhöht, anstatt die Toxine direkt durch Darmsymbionten abzubauen. In Anbetracht der Tatsache, dass P450-Enzyme in der Lage sind, viele verschiedene Substrate zu oxidieren (Munro et al., 2013), glauben wir, dass der Beitrag der Darmmikrobiota zur Erhöhung der P450-Expression zur Pestizidresistenz von Honigbienen nicht auf diese beiden in unserer Studie untersuchten Pestizide beschränkt ist .
Antibiotika waren ein Eckpfeiler der Innovation in den Bereichen öffentliche Gesundheit, Landwirtschaft und Medizin. Jüngste Studien haben jedoch ein neues Licht auf die Kollateralschäden geworfen, die sie den indigenen Wirtsgemeinschaften zufügen (Modi et al., 2014). Zhan et al. (Zhan et al., 2018) zeigten, dass die orale Bioverfügbarkeit von Triazin-Herbiziden bei Ratten, die mit Ampicillin oder Antibiotika-Cocktails behandelt wurden, signifikant erhöht war, was eine Folge der Veränderung der Genexpression des hepatischen metabolischen Enzyms und des Proteoms im Zusammenhang mit der intestinalen Absorption ist. In der Imkerei werden Antibiotika häufig in Bienenvölkern eingesetzt, um eine bakterielle Infektion zu verhindern. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber Antibiotika sowohl die Größe als auch die Zusammensetzung des Darmmikrobioms von Honigbienen stören kann (Raymann et al., 2017; Raymann et al., 2018a), was zu einer Beeinträchtigung des Stoffwechsels, einer geschwächten Immunität und einer verminderten Überlebensrate führt (Li et al ., 2017; Raymann et al., 2017; Li et al., 2019). In unserer Studie wurde Tetracyclin, ein in der Bienenzucht häufig verwendetes Antibiotikum, in Felddosen für Arbeiter eingesetzt. Wir beobachteten eine signifikante Verringerung der Gemeinschaftsgröße nach 5 Tagen nach der Antibiotikabehandlung und eine Verringerung der Überlebensrate, ähnlich wie in früheren Studien (Li et al., 2017; Raymann et al., 2017). Diese bestätigten die erfolgreiche Etablierung eines Modells für Darmdysbiose-Arbeiter und bewiesen erneut die nachteilige Wirkung von Antibiotika auf die Langlebigkeit von Honigbienen.

In Anbetracht unserer obigen Ergebnisse haben wir weiter untersucht, ob die durch Antibiotika verursachte Dysbiose der Darmmikrobiota die Entgiftungsfähigkeit von Honigbienen negativ beeinflusst, was ein Problem sein könnte, auf das wir bei der Bienenzucht stoßen werden. Wie vorhergesagt, zeigten unsere Ergebnisse, dass die Darm-Mikrobiota-Dysbiose die Expression von P450 im Mitteldarm herunterregulierte, wodurch die Entgiftungsfähigkeit der Honigbienen abgeschwächt wurde. Interessanterweise unterscheiden sich die durch die Darmmikrobiota-Dysbiose verursachten Expressionsänderungen von P450 im Mitteldarm erheblich vom Darmmikrobiota-Mangel, und die Expression von zwei P450, die zur Metabolisierung von Phytochemikalien (CYP6AS3 und CYP6AS4) dienen, wurde im Hinterdarm von AT-Arbeitern induziert. Dies kann auf den Unterschied der Metaboliten im Darm von AT- und GD-Arbeitern zurückzuführen sein und legt nahe, dass der Mangel an Mikrobiota im Darm von Honigbienen und die Dysbiose unterschiedliche Auswirkungen auf die Physiologie des Wirts haben. Die Verabreichung von Thiacloprid und Fluvalinat an AT-Arbeiter führte zu einer signifikant erhöhten Mortalität im Vergleich zu mit Pestiziden behandelten NF-Arbeitern. Das in den AT-Arbeitern verbleibende Pestizid war signifikant erhöht, was wahrscheinlich durch die Herunterregulierung von P450 im Mitteldarm verursacht wurde. Diese Ergebnisse zeigten, dass die Anwendung von Antibiotika die P450-Expression im Verdauungstrakt von Honigbienen unterbricht und das Pestizidrisiko für Honigbienen erhöht, selbst solche mit geringer Toxizität für Honigbienen. Die in dieser Studie angewendeten Pestiziddosen waren höher als die tatsächlichen Feldwerte (38), was darauf hindeutet, dass die Kombination von Antibiotika und Pestiziden möglicherweise nicht zu einem akuten Tod von Arbeitern in den Feldkolonien führt. Es kann jedoch die Hypothese aufgestellt werden, dass eine Darmdysbiose die subletalen Wirkungen von Pestiziden verstärken könnte, insbesondere während der Überwinterungsperiode, wenn Arbeiter über einen längeren Zeitraum Antibiotika und Pestiziden ausgesetzt sind (43) und schließlich zum Verlust von Kolonien führen. Unsere Experimente wurden jedoch nur mit Käfigbienen in einer Laborumgebung durchgeführt, in der die Arbeiter keinen Weg zum Erwerb der Darmmikrobiota haben und normalerweise keinen Stuhlgang haben. Daher müssen die kombinatorischen Wirkungen von Antibiotika und Pestiziden in Feldkolonien noch bestimmt werden. Darüber hinaus lohnt es sich, die Auswirkungen anderer Chemikalien auf die Entgiftung von Honigbienen zu untersuchen (Kakumanu et al., 2016; Motta et al., 2018; Nogrado et al., 2019), die auch das mikrobielle Gleichgewicht des Darms bei Honigbienen stören.

Fazit
Hier in dieser Studie haben unsere Arbeiten zum ersten Mal die Wechselwirkung zwischen der Darmmikrobiota von Honigbienen und der Resistenz des Wirts gegen Pestizide gezeigt. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Darmmikrobiota von Honigbienen die Expression von Entgiftungsenzymen im Mitteldarm fördert, die zur endogenen Entgiftung des Wirts und zur Resistenz gegen Thiacloprid und Fluvalinat beitragen. Diese Ergebnisse zeigten eine enge Beziehung zwischen Darmmikrobiota und Entgiftungsfähigkeit von Honigbienen und lieferten neue Einblicke in die Wechselwirkung zwischen Wirt und Mikrobiom von Honigbienen und Perspektiven für zukünftige Studien zur mikrobiellen Stoffwechselwechselwirkung zwischen Wirt und Darm. In der aktuellen Studie haben wir eine synergistische Wechselwirkung zwischen Antibiotika und Pestiziden gezeigt, die für Bienen schädlich ist. Und unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass dies möglicherweise auf die verringerte Entgiftungsfähigkeit von Honigbienen zurückzuführen ist. Wir konnten auf die vorteilhafte Rolle eines ausgewogenen Darmmikrobioms bei Honigbienen hinweisen und grundlegende Informationen darüber liefern, wie sich eine Antibiotikabehandlung auf die Gesundheit von Honigbienen auswirkt.
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon Rolf » So 3. Mai 2020, 10:57

Richtig und beim Mensch ist es das gleiche.
Schluckt man (vielleicht muss man) Antibiotika, was passiert mit unseren Bakterien?
Die sind hin! Neuerdings wird manchmal empfohlen die Darmflora wieder aufzubauen.
Vielleicht hilft es, ob es der richtige Weg ist?
Der Mensch macht viel Mist, versucht es dann wieder - mit manchmal anderen Mist - auszubügeln.
Ergebnis: Der Mensch macht noch mehr Mist, kann er ja danach wieder ausbügeln ...

Schönen Sonntag - Rolf
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Fr 22. Mai 2020, 22:48

Untersuchung der Honigbienen-Mikrobiota unter Verwendung von Pollenbeschränkung und Fütterung mit organischen Säuren

Abstrakt
Mikrobielle Metaboliten werden als wichtige Treiber für den Einfluss von Mikrobiota auf den Wirt auf Diätbasis angesehen. Mechanistische Modelle werden jedoch durch Wechselwirkungen zwischen Ernährung, Mikrobiota-Funktion und Wirtsphysiologie verwechselt. Die Honigbiene beherbergt eine einfache Mikrobiota, die organische Säuren als Fermentationsprodukte von Nahrungsnektar und Pollen produziert, was sie zu einem Modell für die Darmmikrobiotaforschung macht. Hier zeigen wir, dass die Bakterienhäufigkeit im Darm der Honigbiene teilweise mit dem vorderen Rektumepithel assoziiert ist. Wir verwendeten Pollenrestriktions- und Fütterungsbehandlungen mit organischen Säuren, um Informationen über die Rolle von unverdautem Pollen als Mikrobiota-Wachstumssubstrat und den Einfluss bakterieller Fermentationsprodukte auf die enteroendokrine Signalübertragung von Honigbienen zu erhalten. Die Pollenrestriktion reduzierte die gesamte und spezifische bakterielle 16S-rRNA-Häufigkeit im vorderen Rektum, jedoch nicht im Ileum deutlich. Die vorderen Rektum-Expressionsniveaus von bakteriellen fermentativen Enzymgen-Transkripten (Acetatkinase, Lactatdehydrogenase und Hydroxybutyryl-CoA-Dehydrogenase) waren in Verbindung mit ernährungsbedingten Mikrobiota-Verschiebungen verringert. Um die Auswirkungen fermentativer Metaboliten auf die enteroendokrine Funktion des Wirts zu bewerten, wurde Bienen mit Pollenbeschränkung eine äquimolare Mischung aus Natriumsalzen organischer Säure (Acetat, Lactat, Butyrat, Formiat und Succinat) verabreicht. Die Fütterung mit organischer Säure beeinflusste die enteroendokrine Signalgenexpression im Hinterdarm signifikant und rettete einige Effekte der Pollenrestriktion. Dies zeigte sich insbesondere in gewebeabhängigen Expressionsmustern von Neuropeptid F- und Allatostatin-Pfaden, die am Energiestoffwechsel und am Fütterungsverhalten beteiligt sind. Unsere Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Diät-Mikrobiota-Wirt-Achse bei Honigbienen und können künftige Bemühungen zur Verbesserung der Bienengesundheit durch diätetische Mikrobiota-Manipulationen beeinflussen.

Ricigliano VA, Anderson KE. Probing the Honey Bee Diet-Microbiota-Host Axis Using Pollen Restriction and Organic Acid Feeding. Insects. 2020;11(5):E291. Published 2020 May 9. doi:10.3390/insects11050291
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32397440/
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Sa 30. Mai 2020, 21:09

Im American Bee Journal veröffentlicht: Imkern mit Bakterien (auf Englisch):

https://www.uwo.ca/biology/faculty/thom ... -810AM.pdf
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Sa 30. Mai 2020, 21:27

Darmmikrobielle Gemeinschaften erwachsener Honigbienenarbeiterinnen (Apis Mellifera)

ZUSAMMENFASSUNG: Apis mellifera-Honigbienen sind aufgrund ihrer Rolle bei der Honigproduktion und der Bestäubung einiger weltweit wichtiger Pflanzen hoch geschätzte Insekten. Die Zahl der Honigbienenvölker auf der ganzen Welt hat jedoch erheblich abgenommen, und dies hat die Aufmerksamkeit auf die Untersuchung von Faktoren gelenkt, die die Gesundheit der Bienen beeinflussen können, wie z. B. das Darmmikrobiom. Das Darmmikrobiom wird als wesentlicher Bestandteil eines Honigbienensystems angesehen. Das Darmmikrobiom von Honigbienen besteht aus neun Kernarten, die hauptsächlich durch soziale Übertragung gewonnen werden. Aktuelle Erkenntnisse zu Darmmikrobiom-spezifischen Stammvariationen, Ergebnisse zu ihrer Stoffwechsel- und Ernährungsfunktion sowie Zusammenhänge zwischen Darmmikrobenstörungen und Krankheitszuständen haben die Aufmerksamkeit auf die Auswirkungen von Mikrobiota auf die Bienengesundheit gelenkt und sind auch ein potenzielles Modell für die Untersuchung der Ökologie sowie Entwicklung der Darmsymbionten. Insgesamt wird die Rolle des Darmmikrobioms bei der Entwicklung von Honigbienen immer deutlicher.
...
Rolle des Bienendarm-Mikrobioms für Gesundheit, Ernährung und Schutz vor Krankheitserregern
Die Kommensal-Mikroflora-Bakterien sind potenzielle Symbionten. Diese bakteriellen Symbionten entwickeln sich mit ihrem Wirt, und es wurde festgestellt, dass viele Bakterien eine Schutzfunktion gegen fremde Krankheitserreger haben. Darüber hinaus haben verschiedene Symbionten eine einzigartige Rolle im Darm, und ihre spezifische Positionierung ist wichtig für die Funktionsintegrität des Darms. Hamdi et al. zeigten, dass Darmsymbionten für die Gesundheit der Bienen von Bedeutung sind und eine Dysbiose innerhalb der Darmmikrobiota zu Krankheiten führen kann.

In der Tat führt ein Mangel an Nahrung zu einer Störung des Darmmikrobioms, was zu hohen Krankheits- und Sterblichkeitsraten führt. Diese Störung des Mikrobioms (Dysbiose) beeinflusst die Entwicklung erwachsener Arbeiterbienen durch Hemmung wichtiger Genexpressionen wie Vitellogenin. Vitellogenin ist ein Phospholipoglyco-Protein, das mehrere Aspekte des Lebenszyklus von Honigbienen beeinflusst. Es handelt sich um ein frauenspezifisches Eigelbprotein mit einer wesentlichen Funktion im Zusammenhang mit der Oogenese4, 38, 39. Darüber hinaus kann eine Dysbiose dazu führen, dass sich Bienen nicht an stressige Bedingungen wie Hitze oder schlechte Ernährung anpassen können Auswirkungen auf das Mikrobiom.
Die Konsistenz im Mikrobiota-System von Honigbienen hat zu Hypothesen über seine mögliche Rolle im Leben von Honigbienen geführt, ob symbiotisch oder nicht. Es wurde gezeigt, dass verschiedene Bakteriengruppen kurzkettige Fettsäuren wie Essigsäure oder Milchsäure (z. B. Lactobacilli, Bifidobacteria, Acetobacteraceae und Simonsiella) produzieren, die Honigbienen als Nahrungsergänzungsmittel konsumieren. Darüber hinaus ermöglichen Darmbakterien Honigbienen den Abbau von Pollen, die mit Exinschichten überzogen sind, die gegen die meisten Verdauungsenzyme resistent sind, um den Darm für die Ernährung zu verwenden. Darmbakterienarten von Honigbienen weisen ein hohes Maß an Diversität auf und weisen unterschiedliche Zusammensetzungen auf, die mit dem Ernährungs- und Gesundheitszustand des Wirts in Verbindung gebracht werden könnten.

Genomische und metabolische Analysen von Kernarten im Bienendarm (Lactobacillus, Bifidobacterium und G. apicola) zeigen, dass diese Bakterien verschiedene Gruppen von Kohlenhydraten pflanzlichen Ursprungs nutzen können. In einer vergleichenden Untersuchung von mikrobiotafreien Bienen und Bienen mit einem herkömmlichen Darmmikrobiom wurde gezeigt, dass das Darmmikrobiom viele physiologische Wirkungen hat. Die Studie zeigte einen großen positiven Effekt auf Darmgröße, Gewichtszunahme, Insulin- und Vitellogenin-Signalisierung und Saccharoseempfindlichkeit27. Diese physiologischen Veränderungen können sich auf die Immunität der Bienen, die Stresstoleranz und die allgemeine Gesundheit auswirken. Darüber hinaus hat sich das Darmmikrobiom als Cofaktor bei der Bekämpfung von Infektionen sowohl bei Honigbienen als auch bei Hummeln erwiesen. In zwei verschiedenen Studien wurde die Fäkalien von Wildtyp-Arbeiterbienen mit einer mikrobiotafreien B. terrestis geimpft, die im Gegensatz zu anderen nicht geimpften Arbeitern eine Immunität gegen den Trypanosomatid-Darmparasiten Crithidia bombi zeigte. Darüber hinaus war die Fähigkeit der transplantierten Bakterien, sich vor Infektionen zu schützen, eher von ihrer Quelle als von den ursprünglichen Kolonien der Bienen abhängig, was darauf hinweist, dass das Schutzniveau von den verschiedenen Mikrobiota-Zusammensetzungen abhängt10. Es wurde festgestellt, dass zwei Symbionten der Honigbiene, S. alvi und G. apicola, an Genen angereichert sind, die für die Biofilmbildung kodieren. Wenn diese unter Verwendung von Fluoreszenzmikroskopie betrachtet wurden, schien es, dass die Epithelschicht des Wirtsileums von den beiden Spezies umhüllt war, was auf Schutzeigenschaften im Zusammenhang mit Biofilmfunktionen hinweist, wie beispielsweise die Bereitstellung einer Schutzschicht gegen Parasiten4, 38,

http://www.biotech-asia.org/vol17no2/gu ... mellifera/


Fazit
Honigbienen sind aufgrund ihrer Rolle bei der Honigproduktion und der Bestäubung vieler weltweit wichtiger Pflanzen weltweit hoch geschätzte Insekten. Ihre Populationen sind jedoch in letzter Zeit zurückgegangen, und dies hat die Aufmerksamkeit auf die potenziellen Faktoren gelenkt, die sich auf ihre Gesundheit auswirken, wie z. B. Mikrobiota 4, 38, 39. Bienendärme besetzen ein einzigartiges und stabiles Mikrobiom, daher ist es ein wesentlicher Bestandteil von Bienenbiologie. Darüber hinaus haben aktuelle experimentelle Studien eine entscheidende Rolle des Darmmikrobioms für die Gesundheit der Bienen wie Ernährung und Immunität gezeigt. Das Verständnis dieser mikrobiellen Gemeinschaft liefert Visionen zur Verbesserung der Bienengesundheit und zu insgesamt ungelösten Aspekten der Symbiose zwischen Wirt und Mikroorganismus. Dies trägt folglich dazu bei, den Rückgang der Bienenpopulationen auf der ganzen Welt zu überwinden und die Ernährungssicherheit aufrechtzuerhalten.

Alatawy M, Al-Attas S. G, Assagaf A. I, Al-Shehri A, Alghamdi K. M, Bahieldin A. Gut Microbial Communities of Adult Honey Bee Workers (Apis Mellifera). Biosci Biotech Res Asia 2020;17(2).
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Fr 3. Jul 2020, 16:25

Das Pathogenprofil einer Honigbienenkönigin spiegelt nicht das ihrer Arbeiter wider

Abstrakt

Während des gesamten Lebens einer Honigbienenkönigin wird sie von ihren Arbeiterinnen betreut, die sie füttern und pflegen. Solche Wechselwirkungen bieten mögliche horizontale Übertragungswege für Krankheitserreger von den Arbeitern zur Königin, und als solche kann das Krankheitserregerprofil einer Königin für die Arbeiter innerhalb eines Bienenvolkes repräsentativ sein. Um dies weiter zu untersuchen, untersuchten wir das bekannte gleichzeitige Auftreten von Erregern von Honigbienen sowie die Übertragung von Erregern von Arbeitern auf Königinnen. Königinnen aus 42 Völkern wurden aus ihren Bienenstöcken entfernt und in ein zweites, nicht verwandtes Pflegevolk ausgetauscht. Am Tag des Königinaustauschs wurden Arbeiterproben aus der Quellvolk entnommen und die Königinnen 24 Tage nach der Einführung gesammelt. Alle Proben wurden auf Nosema spp., Trypanosome spp., Akutes Bienenlähmungsvirus (ABPV), Schwarzköniginzellvirus (BQCV), chronisches Bienenlähmungsvirus (CBPV), israelisches akutes Lähmungsvirus (IAPV), Lake Sinai-Virus (LSV) gescreent ) und deformierte Wing-Virus-Master-Varianten (DWV-A, B und C) unter Verwendung von RT-qPCR. Die Daten zeigen, dass LSV, Nosema und DWV-B die am häufigsten vorkommenden Krankheitserreger in Kolonien waren. Alle Arbeiter (n = 42) waren LSV-positiv, 88% waren Nosema-positiv, während die Pathogenbelastung gering war (<1 × 106 Genomäquivalente pro gepoolter Arbeiterprobe). Alle Königinnen (n = 39) waren sowohl für LSV als auch für Nosema negativ. Wir fanden keine Hinweise auf eine DWV-Übertragung von Arbeiter zu Königin, wenn Königinnen mit Pflegevölkern verglichen wurden, obwohl DWV sowohl in Königinnen als auch in Arbeitern vorhanden war. Das Vorhandensein und die Vielfalt von Honigbienenpathogenen in Königinnen können weder durch das Screening von Arbeitern festgestellt werden, noch wurden Krankheitserreger erfolgreich auf die Königin übertragen.

Kevill, J.L.; Lee, K.; Goblirsch, M.; McDermott, E.; Tarpy, D.R.; Spivak, M.; Schroeder, D.C. The Pathogen Profile of a Honey Bee Queen Does Not Reflect That of Her Workers. Insects 2020, 11, 382., https://doi.org/10.3390/insects11060382
https://www.mdpi.com/2075-4450/11/6/382#cite
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon Deichkind » Fr 3. Jul 2020, 17:36

Das ist fast schon unglaublich. Kann ich mir nicht mal im Ansatz erklären.
Volk 2 Schwarm 01.06.19, Brutling 5/20
Volk 3 Schwarm 24.06.2019 Brutling/Flugling 8.5.20
Volk 4 Flugling aus 2 + 2020er Jungkönigin aus 3
Volk 5 Schwarm 30.5.20
Volk 7 Schwarmzellableger aus 3, 21.5.20

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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon zaunreiter » Mo 13. Jul 2020, 00:19

"Entwicklung" des Darmmikrobioms von Honigbienen

Honigbienen sind wichtige kommerzielle Bestäuber und Modellsysteme für die Physiologie und das Verhalten von Insekten. Honigbienen leiden weltweit unter dramatischen Rückgängen aufgrund vieler Faktoren, einschließlich landwirtschaftlicher Praktiken, Parasiten und Pestizideinsatz.

Diese Bienen beherbergen ein einfaches, konserviertes Darmmikrobiom, das für ihre Gesundheit wichtig ist. Können wir dieses Darmmikrobiom verwenden, um Bienen auf neue Weise zu schützen? Die synthetische Biologie kombiniert rekombinante DNA-Technologie und rationale Designprinzipien, um biologische Prozesse neu zu gestalten. Das Mikrobiom-Engineering wendet synthetische Biologie und technische Prinzipien auf mikrobielle Gemeinschaften an, um deren Funktionen zu verbessern oder zu erweitern. Honigbienen sind aufgrund ihrer landwirtschaftlichen Bedeutung, ihrer Geschichte als Modellorganismus und ihres einfachen Darmmikrobioms ein vielversprechender Prüfstand für das aufstrebende Gebiet der Mikrobiomtechnik.

In Kapitel 1 gebe ich eine kurze Einführung in die Wirts-assoziierten Mikrobiome, Honigbienen und die synthetische Biologie. In Kapitel 2 entwickle ich ein breites Spektrum an Werkzeugen zur genetischen Manipulation von Bakterien aus Honigbienen und zeige, dass gentechnisch veränderte Bakterien sich in Bienen neu besiedeln und funktionieren können. Dies bildet die Grundlage für weitere Bemühungen, das Bienendarm-Mikrobiom zu untersuchen und weiterzuentwickeln. In Kapitel 3 beschreibe ich die
Anwendung dieser genetischen Werkzeuge zur Konstruktion des Mikrobiom-Kernmitglieds Snodgrassella alvito produziert doppelsträngige RNA (dsRNA) und induziert dadurch eine RNA-Interferenz (RNAi) in Bienen. Durch die Aktivierung von RNAi können Bienenforscher bestimmte Bienengene untersuchen. In Zukunft kann diese Technik verwendet werden, um Bienenstöcke vor Viren und parasitären Milben zu schützen. In Kapitel 4 beschreibe ich einen rechnerischen Ansatz zum Entwerfen und Bewerten definierter Bakteriengemeinschaften und diskutiere die Verwendung dieser definierten Gemeinschaften in Honigbienen.

Diese Kapitel zusammen zeigen, wie die in einem Organismus beheimatete Bakteriengemeinschaft verändert werden kann, und behandeln verschiedene technische Einschränkungen der Mikrobiomtechnik bei Honigbienen. Abschließend diskutiere ich die nächsten Schritte zur Fortsetzung dieser Arbeit.

Sean Patrick Leonard, Engineering the gut microbiome of honey bees, Dissertation, University of Texas at Austin, https://repositories.lib.utexas.edu/bit ... N-2020.pdf
Cogito ergo summ.
Ich summe, also bien ich.

Rolf
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Re: Mikroben im Bienenstock

Beitragvon Rolf » Mo 13. Jul 2020, 06:02

Alles schön und gut ...
Aber: Was wollen wir dann in 100 Jahren machen, um die Auswirkungen dieser Manipulationen wieder hinzubiegen?
Der Mensch manipuliert die Natur und will dann mit neuen Manipulationen die ungewünschten Auswirkungen wieder "menschenfreundlich" machen.

Nach zig Jahren Klimaforschung hatten Wissenschaftler herausgefunden:
"Die wirkungsvollste, einfachste und billigste Methode das Klima zu verbessern ist - Bäume zu pflanzen - ...

Rolf
[b]Mitglied im Bundesverband Dunkle Biene e.V.[/b] http://www.bv-dunkle-biene.de/
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