Mikrobiální interakce včel, úlu a krajiny

Bc. Radka Jiroutová

Diplomová práce

Microbial interaction of bees, beehive and landscape

Anotace:

Včela medonosná je třetím nejdůležitějším průmyslovým živočichem, neboť opyluje kolem 80 % našich zemědělských plodin a divokých rostlin – od jahod a malin až po jetel. Až 71 % ze 100 druhů rostlin poskytujících 90 % lidské potravy opylují včely. Lidský život bez včely medonosné si nelze představit, její existence je však v posledních letech ohrožena několika stresovými faktory (chemickými látkami, ztrátou původních stanovišť nebo potravy a kontaktem s různými parazity či patogeny), a to z důvodu kontaktu prakticky se všemi složkami prostředí (půdou, vodou, vzduchem). Proto je cílem této diplomové práce na základě metod molekulární genetiky popsat mikrobiotu trávicícho traktu včely, jakožto jedné z hlavních složek imunity, ve vztahu s prostředím, ve kterém žije. V rámci naší studie byly odebrány vzorky ze 3 úlů na každém ze 4 stanovišť na území České republiky (Stěžírky, Jičín, Bosyň a Litoměřice). Z každého úlu byl odebrán vzorek medu, pylu, larviček 2–4 dny starých a včel, konkrétně se jednalo o mladušky ve stáří 10 až 20 dní. Dále pro jednotlivá stanoviště byly odebrány tři vzorky pylu z rostlin, které kvetou v blízkosti úlů. Na odebrané vzorky byly použity dvě molekulárn tenetické metody. Vybrané bakteriální skupiny (Firmicutec, Gammaproteobacteria, Actinobacteria) byly kvalifikovány pomocí qRT-PCR s použitím specifických primerů. Pro identifikace vybraných druhů bakterií byla použita elektroforéza gradientovém denaturačním gelu (DGGE). Následně byla data statisticky vyhotovena pomocí IBM SPSS Statistics 24.Celkově nejvíce bakterií obsahovaly včely-mladušky dále pak larvy, naopak nejmenší počet bakterií obsahoval med. Nejméně zastoupenou skupinu bakterií tvořil kmen Actinobacteria, druhou nejpočetnější skupinou bakterií byly bakterie skupiny Gammaproteobacterie a největší množství bylo zastoupeno kmenem Firmicutes, které se do těla včel mohly dostat pomocí nektaru a pylu, jenž včely sbírají. Tyto bakterie jsou aerobní, mohou tedy přežívat i na vzduchu. Většina proteobakterií je fakultativně nebo obligátně anaerobní a heterotrofní, ale existuje mnoho výjimek, je tedy možné, že z větší části se vyvinou se svými hostiteli, dále jsou pak larvám předávány krmením. Poslední skupinou bakterií a též nejméně zastoupenou jsou bakterie skupiny Actinobacteria. Tytobakterie vznikají v úlu, jsou anaerobní a neměly by být ve vystaveby venkovnímu prostředí.

Abstract:

The honey bee is the third most important industrial animal and pollinates about 80%¬ of our agricultural crops and wild plants - from strawberries and raspberries to clover. Bees polinate as much as 71% of the 100 plant species that provide 90% of human food. Human life without honey bees is unimaginable, but their existence has been threatened in recent years by several stressors (chemicals, loss of native habitats or food, and contact with various parasites or pathogens) due to contact with virtually all components of the environment (soil, water, air). Therefore, the aim of this diploma thesis is to use methods of molecular genetics to describe the microbiota of the bee's digestive tract, which is one of the main components of bee immunity, and to show how this microbiota relates to the environment in which bees live.In our study, samples were taken from 3 hives from each of 4 habitats in the Czech Republic (Stěžírky, Jičín, Bosyň and Litoměřice). A sample of honey, pollen, larvae aged 2-4 days old, and bees were taken from each hive, specifically young females aged 10 to 20 days. In addition, three pollen samples were taken for individual habitats from plants that bloom near the hives. Two molecular genetic methods were used for the samples taken. Selected bacterial groups (Firmicutec, Gammaproteobacteria, Actinobacteria) were qualified by qRT-PCR using specific primers. Gradient denaturing gel electrophoresis (DGGE) was used to identify selected bacterial species. Subsequently, the data were statistically generated using IBM SPSS Statistics 24.Overall, most bacteria were contained by bees, young ones by larvae, while honey contained the smallest number of bacteria. The least represented group of bacteria was the Actinobacteria strain, the second most numerous group of bacteria were Gammaproteobacteria, and the largest amount was represented by the Firmicutes strain, which gains access to the bodies of bees through the nectar and pollen that bees collect. These bacteria are aerobic, so they can survive in the air. Most proteobacteria are facultatively or obligatorily anaerobic and heterotrophic, but there are many exceptions. It is thus possible that such bacteria will for the most part develop with their hosts and then be passed onto the larvae by feeding. The last and least represented group of bacteria Actinobacteria. These bacteria are anaerobic, have no outdoor environment, and originate in the hive.

Klíčová slova

DGGE, mikrobiota, qPCR, včela

Keywords

bee, DGGE, microbiota, qPCR

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 7. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Zuzana Hroncová, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Rozvoj venkova a zemědělství / Rozvoj venkovského prostoru