Return to search

Biohemijski i fiziološki parametri stanja medonosne pčele (Apis mellifera L.) tokom letnjeg i zimskog perioda na staništima sa različitim antropogenim uticajem / Biochemical and physiological parameters of honey bee (Apis mellifera L.) during summer and winter in habitats with different anthropogenic influence

<p>Medonosna pčela (Apis mellifera&nbsp; Linnaeus, 1758) je &scaron;iroko rasprostranjena vrsta iz grupe socijalnih insekata, glavni opra&scaron;ivač mnogih divljih biljaka i poljoprivrednih kultura. Pored njene primarne uloge u opra&scaron;ivanju, koristi se i za dobijanje pčelinjih proizvoda, pre svega meda, voska&nbsp; i propolisa,&nbsp; čime se dodatno nagla&scaron;ava njen privredni značaj. Uzimajući u obzir značaj medonosne pčele, a sa druge strane aktuelan problem pada broja kolonija, postoji potreba za razumevanje uzroka&nbsp; i&nbsp; procenu&nbsp; rizika koji leže u osnovi ovog kompleksnog problema. Stoga, istraživanja u ovoj doktorskoj disertaciji obuhvataju praćenje biohemijskih i fiziolo&scaron;kih parametara kod medonosne pčele kao pokazatelja stanja pčelinjih zajednica tokom letnjeg i zimskog perioda&nbsp; na stani&scaron;tima sa različitim antropogenim uticajem.&nbsp; U prvoj fazi istraživanja su izvedeni akutni laboratorijski testovi izlaganja&nbsp; medonosne pčele&nbsp; subletalnim dozama pesticida, tiakloprida i klotianidina, a dobijeni rezultati su&nbsp; ukazali&nbsp; na naru&scaron;enu neurotransmisiju, na izmene u aktivnosti antioksidativnih enzima i redoks statusa u ćeliji, kao i na imunosupresiju.&nbsp; U drugoj fazi istraživanja su analizirane kolonije&nbsp; medonosne pčele sa različitih lokaliteta&nbsp; na području AP Vojvodine, sa primenom stacionarnog i migratornog tipa pčelarenja, tokom letnjeg i zimskog perioda, a dobijeni rezultati su ukazali&nbsp; na značajne razlike&nbsp; u biohemijskom odgovoru medonosne pčele u zavisnosti od starosti pčela, sezone godine i tipa pčelinjaka. Na osnovu rezultata prethodne dve faze istraživanja, izvr&scaron;en&nbsp; je&nbsp; odabir uzoraka, kao i izbor parametara za&nbsp; treću fazu&nbsp; istraživanja,&nbsp; gde&nbsp; je praćeno stanje medonosne pčele&nbsp; iz stacionalnih pčelinjih zajednica, tokom letnjeg&nbsp; aktivnog perioda, kao i početkom&nbsp; i&nbsp; krajem&nbsp; zimskog perioda&nbsp; mirovanja pčela, sa tri lokaliteta u Republici Srbiji sa različitim stepenom urbanizacije i industrijalizacije: Beograd kao urbano, Susek kao ruralno i Zajača kao industrijsko područje. Dobijeni rezultati su ukazali na&nbsp; značajne razlike u zavisnosti od sezone&nbsp; godine, kao i&nbsp; lokaliteta sa različitim antropogenim uticajem.&nbsp; Zimske pčele, krajem perioda mirovanja&nbsp; u odnosu na početak mirovanja,&nbsp; karakteri&scaron;e vi&scaron;i&nbsp; nivo antioksidativne za&scaron;tite, udružen sa&nbsp; visokim&nbsp; stepenom&nbsp; oksidativnih o&scaron;tećenja, zatim&nbsp; bolja imunokompetencija, kao i niske energetske rezerve u masnom telu.&nbsp; Sezonskim povećanjem temperatura tokom godine povećava se sadržaj zasićenih, dok se smanjuje udeo nezasićenih masnih kiselina, gde se oleinska 18:1(9) kiselina izdvaja kao dominantna komponenta u ukupnom sadržaju masnih kiselina masnog tela&nbsp; pčela&nbsp; sa sve tri lokacije, tokom sva tri perioda.&nbsp; Niži nivo ukupnih ugljovodonika je jo&scaron; jedna fiziolo&scaron;ka karakteristika zimskih pčela. Takođe, zapažene su promene&nbsp; i&nbsp; u neurotransmisiji holinergičkog tipa tokom sezone, sa vi&scaron;im aktivnostima acetilholinesteraze kod pčela krajem zime i tokom leta.&nbsp; Metabolomičkom analizom hemolimfe pčela je&nbsp; identifikovano&nbsp; 125 metabolita, uključenih u 36 metaboličkih puteva, gde se kao biomarkeri od značaja za razlikovanje letnjih i zimskih pčela izdvajaju&nbsp; metaboliti u metabolizmu glicerolipida i aminokiseline glicin, cistein, glutamin, fenilalanin, prolin i lizin.&nbsp; Poređenjem dobijenih rezultata između različitih lokaliteta,&nbsp; pčele iz Beograda se izdvajaju sa nižim nivoom oksidativnog stresa,&nbsp; nižim aktivnostimaacetilholinesteraze, kao i fenol oksidaze i glukoza oksidaze, ključnih enzima u imunom odgovoru pčela. Pčele iz Suseka su se izdvojile sa najvećom masom masnog tela, &scaron;to ukazuje na dobre nutritivne i energetske rezerve u pčelama tokom zime i leta, dok se Beograd izdvaja sa značajno vi&scaron;im udelom nezasićenih masnih kiselina&nbsp; u masnom telu pčela.&nbsp; Takođe su zabeležene razlike u relativnoj zastupljenosti&nbsp; n-alkana u pčelama sa različitih lokaliteta, te je u Beogradu najzastupljeniji nonakozan&nbsp; (C29), dok je heptakozan (C27) najzastupljeniji u uzorcima pčela iz Suseka i Zajače.&nbsp; Analizom sadržaja metala u pčelama, pergi i medu, zapažamo da svaku sredinu karakteri&scaron;e specifičan profil zagađenja,&nbsp; kao i da je u medu znatno niža koncentracija svih analiziranih metala.&nbsp; Dobijeni rezultati pružaju dobru osnovu za dalja ispitivanja biolo&scaron;kog odgovora medonosne pčele, u pogledu uticaja faktora okruženja, a time i dalje definisanje odgovarajućih mera za&scaron;tite pčelinjih zajednica.</p> / <p>The&nbsp; honey&nbsp; bee&nbsp; (Apis&nbsp; mellifera&nbsp; Linnaeus,&nbsp; 1758)&nbsp; is&nbsp; a&sbquo;widespread&nbsp; social&nbsp; insect&nbsp; species&nbsp; and&nbsp; the&nbsp; main pollinator of various wild plants and agricultural crops.In addition to its primary role in pollination, the honey bee&nbsp; is&nbsp; also&nbsp; used&nbsp; for&nbsp; obtaining&nbsp; honeybee&nbsp; products, mostly honey, wax, and propolis, with a significant role in&nbsp; the&nbsp; economy.&nbsp; Number&nbsp; of&nbsp; honey&nbsp; bee&nbsp; colonies&nbsp; is declining,&nbsp; thus&nbsp; necessitating&nbsp; the&nbsp; assessment&nbsp; of underlying&nbsp; reasons&nbsp; and&nbsp; risks.&nbsp; Therefore,&nbsp; in&nbsp; this doctoral&nbsp; dissertation,&nbsp; biochemical&nbsp; and&nbsp; physiological parameters&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; honey&nbsp; bee&nbsp; were&nbsp; monitored&nbsp; as indicators&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; colonies&rsquo;&nbsp; condition&nbsp; during&nbsp; the summer&nbsp; and&nbsp; winter&nbsp; period&nbsp; in&nbsp; habitats&nbsp; with&nbsp; different anthropogenic&nbsp; impacts.&nbsp; In&nbsp; the&nbsp; first&nbsp; phase&nbsp; of&nbsp; the research,&nbsp; acute laboratory tests of honey bee exposure to&nbsp; sublethal&nbsp; doses&nbsp; of&nbsp; pesticides&nbsp; (thiacloprid&nbsp; and clothianidin)&nbsp; were performed and the obtained results indicated&nbsp; impaired&nbsp; neurotransmission,&nbsp; changes&nbsp; in&nbsp; the activity of antioxidant enzymes, and redox status in the cell,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; immunosuppression.&nbsp; In&nbsp; the&nbsp; second phase&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; research,&nbsp; honey&nbsp; bee&nbsp; colonies&nbsp; from different&nbsp; localities&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; area&nbsp; of&nbsp; AP&nbsp; Vojvodina&nbsp; were analyzed,&nbsp; using&nbsp; the&nbsp; stationary&nbsp; and&nbsp; migratory&nbsp; types&nbsp; of beekeeping, during the summer and winter period, and the obtained results indicated significant differences in the&nbsp; biochemical response of the honey bee depending on the age of the bees, the season of the year, and the type of apiary. Based on the results of the previous two phases&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; research,&nbsp; the&nbsp; selection&nbsp; of&nbsp; samples&nbsp; was performed,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; selection&nbsp; of&nbsp; parameters&nbsp; for analysis within the third phase of the research, where the&nbsp; condition&nbsp; of&nbsp; honey&nbsp; bees&nbsp; from&nbsp; stationary&nbsp; bee communities was monitored during the summer active period,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; beginning&nbsp; and&nbsp; end&nbsp; of&nbsp; winter dormancy of bees, from three localities in the Republic of&nbsp; Serbia&nbsp; with&nbsp; different&nbsp; degrees&nbsp; of&nbsp; urbanization&nbsp; and industrialization: Belgrade as urban, Susek as rural and<br />Zajaca&nbsp; as&nbsp; industrial&nbsp; area.&nbsp; The&nbsp; obtained&nbsp; results indicated&nbsp; significant&nbsp; differences&nbsp; depending&nbsp; on&nbsp; the season&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; year,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; location&nbsp; with different&nbsp; anthropogenic&nbsp; influence.&nbsp; Older&nbsp; winter&nbsp; bees are&nbsp; characterized&nbsp; by&nbsp; a&nbsp; higher&nbsp; level&nbsp; of&nbsp; antioxidant protection,&nbsp; associated&nbsp; with&nbsp; a&nbsp; high&nbsp; degree&nbsp; of&nbsp; oxidative damage,&nbsp; better&nbsp; immunocompetence,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; lowenergy reserves in the fat body. The seasonal increase in&nbsp; the&nbsp; temperature&nbsp; during&nbsp; the&nbsp; year&nbsp; increases&nbsp; the content&nbsp; of&nbsp; saturated&nbsp; while&nbsp; decreasing&nbsp; the&nbsp; ratio&nbsp; of unsaturated&nbsp; fatty&nbsp; acids,&nbsp; where&nbsp; oleic&nbsp; 18:1(9)&nbsp; acid stands&nbsp; out&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; dominant&nbsp; component&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; total fatty&nbsp; acid&nbsp; content&nbsp; of&nbsp; bee&nbsp; body&nbsp; fat&nbsp; from&nbsp; all&nbsp; three locations,&nbsp; during&nbsp; all&nbsp; three&nbsp; periods.&nbsp; The&nbsp; lower&nbsp; level&nbsp; of total&nbsp; hydrocarbons&nbsp; is&nbsp; another&nbsp; physiological characteristic&nbsp; of&nbsp; winter&nbsp; bees.&nbsp; Also,&nbsp; changes&nbsp; in cholinergic&nbsp; neurotransmission&nbsp; were&nbsp; observed&nbsp; during the&nbsp; season,&nbsp; with&nbsp; higher&nbsp; acetylcholinesterase&nbsp; activities in&nbsp; bees&nbsp; in&nbsp; late&nbsp; winter&nbsp; and&nbsp; summer.&nbsp; Metabolomic analysis of bee hemolymph identified 125 metabolites,included in 36 metabolic pathways, where metabolites in&nbsp; the&nbsp; metabolism&nbsp; of&nbsp; glycerolipids&nbsp; and&nbsp; amino&nbsp; acids glycine,&nbsp; cysteine,&nbsp; glutamine,&nbsp; phenylalanine,&nbsp; proline, and&nbsp; lysine&nbsp; stand&nbsp; out&nbsp; as&nbsp; biomarkers&nbsp; of&nbsp; importance&nbsp; for distinguishing summer and winter bees. By&nbsp; comparing the obtained results between different localities, honey bees&nbsp; from&nbsp; Belgrade&nbsp; stand&nbsp; out&nbsp; with&nbsp; lower&nbsp; levels&nbsp; of oxidative&nbsp; stress,&nbsp; lower&nbsp; activities&nbsp; of acetylcholinesterase&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; phenoloxidase&nbsp; and glucose oxidase, key enzymes in the immune response of&nbsp; bees.&nbsp; The&nbsp; honey&nbsp; bees&nbsp; from&nbsp; Susek&nbsp; had&nbsp; the&nbsp; largest mass of the fat body, which indicates good nutritional and&nbsp; energy&nbsp; reserves&nbsp; in&nbsp; bees&nbsp;&nbsp; during&nbsp; winter&nbsp; and summer,&nbsp; while&nbsp; the&nbsp; honey&nbsp; bees&nbsp; from&nbsp; Belgrade&nbsp; were shown&nbsp; to&nbsp; have&nbsp; a&nbsp; significantly&nbsp; higher&nbsp; ratio&nbsp; of unsaturated&nbsp; fatty&nbsp; acids&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; fat&nbsp; body&nbsp; of&nbsp; bees&nbsp; during the&nbsp; year.&nbsp; There&nbsp; were&nbsp; also&nbsp; differences&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; relative prevalence&nbsp; of&nbsp; n-alkanes&nbsp; in&nbsp; honey&nbsp; bees&nbsp; from&nbsp; different localities, nonacosane (C29) being the most common in Belgrade, while heptacosane (C27) is most prevalent in honey&nbsp; bee&nbsp; samples&nbsp; from&nbsp; Susek&nbsp; and&nbsp; Zajaca.&nbsp; By analyzing the metal content in honey bees, perga, and honey,&nbsp; it&nbsp; was&nbsp; noted&nbsp; that&nbsp; each&nbsp; environment&nbsp; is characterized by a specific pollution profile, as well as that the concentration of all analyzed metals in honey is significantly lower compared to samples of bees and perga.&nbsp; The&nbsp; obtained&nbsp; results&nbsp; provide&nbsp; a&nbsp; good&nbsp; basis&nbsp; for further studies of the biological response of&nbsp; the honey bee,&nbsp; in&nbsp; terms&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; influence&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; environmental factors,&nbsp; enabling&nbsp; further&nbsp; defining&nbsp; of&nbsp; appropriate measures for the protection of honey bee colonies.</p>

Identiferoai:union.ndltd.org:uns.ac.rs/oai:CRISUNS:(BISIS)114897
Date30 September 2020
CreatorsOrčić Snežana
ContributorsKojić Danijela, Purać Jelena, Plavša Nada, Blagojević Duško
PublisherUniverzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet u Novom Sadu, University of Novi Sad, Faculty of Sciences at Novi Sad
Source SetsUniversity of Novi Sad
LanguageSerbian
Detected LanguageUnknown
TypePhD thesis

Page generated in 0.0036 seconds