Sezónní změny mikrobioty trávicího traktu včely medonosné

Bc. Dominika Schmidtová

Master's thesis

Seasonal trends in microbiota of the digestive tract of honey bees

Abstract:

Včela medonosná (Apis mellifera) je jedním z nejdůležitějších opylovačů světa, kteří vytvářejí nepostradatelnou složku jak v zemědělské produkci, tak i v globálním ekosystému. V posledních letech byl však zaznamenán veliký pokles tohoto hmyzího druhu. Vina je přisuzována několika stresovým faktorům, mezi které patří například působení chemických látek, ztráta původních stanovišť nebo potravy a kontakt s různými parazity či patogeny. Při snaze pomoci včelímu organismu byla několikrát zkoumána včelí imunita. Při zkoumání byly odhaleny souvislosti i se střevními mikroorganismy. Zastoupení jednotlivých bakterií se však na základě ročního období mění. Stejně tak je podle měsíčního cyklu ovlivněna délka života. Rozlišujeme včely letní (krátkověké) a včely zimní (dlouhověké). Hlavním cílem této diplomové práce bylo porovnat včely, které žijí krátkodobě i dlouhodobě a pocházejí ze stejného stanoviště. Porovnávání se zakládalo na identifikaci bakteriálního spektra a kvantifikaci vybraných skupin bakterií.V rámci naší studie byly odebrány vzorky včel v měsíčních časových intervalech v rámci jednoho roku ze čtyř lokalit České republiky (Dol, Postřižín, Hoštice, Ústrašice). Z odebraných včel byly získány celé trávicí trakty, na jejichž zpracování byly použity dvě molekulárně genetické metody. Vybrané bakteriální skupiny (Firmicutes, Gammaproteobacteria, Actinobacteria) byly kvantifikovány pomocí qRT–PCR s použitím specifických primerů. Pro identifikace vybraných druhů bakterií byla použita elektroforéza v gradientovém denaturačním gelu (DGGE). Následně byla data statisticky vyhodnocena pomocí IBM SPSS Statistics 24.Zjištěná kvantifikace vybraných bakteriálních skupin byla během celého roku ze všech odběrových míst velice variabilní. Nejméně hojnou skupinu tvořil bakteriální kmen Actinobacteria, naopak největší množství bylo v zastoupení kmene Gammaproteobacteria. Ve vzorcích byli identifikováni tři zástupci proteobakterií (Frischella perrara, Snodgrassella alvi, Bartonella apis), tři druhy laktobacilů (L. apis, L. melliventris, L. mellis) a jeden představitel aktinobakterií (Bifidobacterium asteroides).

Abstract:

The western honey bee (Apis mellifera) is one of the most important pollinators in the world, creating an indispensable component in both the agricultural production and the global ecosystem. However, a large decline in the insect species population has been reported in recent years. The blame is attributed to several stress factors, including chemical exposure, loss of native habitats or food sources as well as contacts with various parasites or pathogens.In an effort to help bee organisms, the function of the bees’ immunity system has been examined in several studies. Depending on the protection of the bees, we also observe the connection with intestinal microorganisms. However, the proportion of individual bacteria varies based on the season. Similarly, their length of life is affected by the monthly cycle. We distinguish summer (short-living) and winter (long-living) bees. The main aim of this thesis is to compare short-living and long-living bees from the same habitat based on the identification of the bacterial spectrum and the quantification of selected groups of bacteria.In our study, bees were collected in four localities within the area of the Czech Republic (Dol, Postřižín, Hoštice, Ústrašice) on a monthly basis. The whole digestive tract was obtained from the dissection of the collected bees, and two molecular genetic methods were used to evaluate them. Selected bacterial groups (Firmicutes, Gammaproteobacteria, Actinobacteria) were quantified by qRT-PCR using specific primers. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) was used to identify selected bacterial strains. Subsequently, the data were statistically evaluated using IBM SPSS Statistics 24.The quantification of selected bacterial groups was very variable from the evaluated locations throughout the year. The least abundant group was the Actinobacteria strain, and the largest amount was represented by the Gammaproteobacteria strain. Three representatives of Proteobacteria (Frischella perrara, Snodgrassella alvi, Bartonella apis), along with three types of Lactobacillus (L. apis, L. melliventris, L. mellis) and a single representative of Actinobacteria (Bifidobacterium asteroides) were identified in the samples.

Keywords

letní včely, zimní včely, mikrobiota, DGGE, qPCR

Keywords

summer bees, winter bees, microbiota, DGGE, qPCR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zuzana Hroncová, Ph.D.
• Reader: Martin Kamler, Bc., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing