CURRENT MICROBIOLOGY
Volume 63, Number 5, 416-419, DOI: 10.1007/s00284-011-9996-z
ERIC-PCR Genotyping of Paenibacillus larvae in Southern Italian Honey and Brood Combs
Angela Di Pinto, Lucia Novello, Valentina Terio and Giuseppina Tantillo
Università degli studi di Bari
Abstract
Questo studio ha investigato la presenza e distribuzione dei vari ceppi genetici di P. larvae in miele e favi provenienti dalla zona di Apulia (Italy).
Usando la tecnica ERIC-PCR sono stati identificati quattro differenti ceppi genetici. Considerando che il genotipo ha influenza sull’infezione di P. larvae e che l’infezione multigenomica di famiglie o apiari può aumentare la complessità dell’infezione da P. larvae influenzando il tipo e la velocità dello sviluppo di sintomi clinici , le scoperte del presente studio possono essere utili per l’istruzione dei veterinari oltre che degli esperti apistici e degli apicoltori .
Journal of Invertebrate Pathology
In Press, Accepted Manuscript -
doi:10.1016/j.jip.2011.09.009 |
Nosema ceranae in age cohorts of the western honey bee (Apis mellifera)
Matthew D. Smart, Walter S. Sheppard ,
Washington State University, Dept. of Entomology, 166 FSHN Building, Pullman, WA 99163 USA
Received 26 April 2011; Accepted 23 September 2011. Available online 4 October 2011.
Abstract
L’intensità di presenza di Nosema ceranae (intesa come media di spore per ape ) e prevalenza ( intesa come proporzione di api infette presenti in un campione ) sono stati analizzati in api di età nota . Utilizzando PCR e specifici primers per differenziare le specie di Nosema, è risultato che N. ceranae può essere considerato l’unica specie presente nel corso dell’esperimento.
Nessuna ape nata da poco ha mostrato infezione da N. ceranae. Una sola ape di casa sulle 250 analizzate (prevalenza = 0.4%) è risultata positiva all’infezione da Nosema ceranae, ad un livello di infezione di 3.35x106 spore.Il livello di infezione non è risultato statisticamente diverso fra quello delle api neonate (media = 0 spore/ape ) e api di casa (media = 1.34x104 spore/ape) (P=0.99).
Le bottinatrici hanno mostrato il più alto livello di prevalenza (8.3%) e di intensità di infezione (media = 2.38x106spore/ape),con un range da 0 a 8.72x107 spore per singola ape. Da ultimo, la prevalenza di api infette da Nosema è risultata positivamente correlata con l’intensità di infezione nel campione.
Commento - questo lavoro sembra descrivere un quadro iniziale di infezione da nosema ceranae e sembra confermare come al patogeno siano enormemente più sensibili le bottinatrici. Forse perchè queste abbandonano pressoche totalmente l’immunità cellulare affidandosi solo a quella umorale .
Il patogeno potrebbe svilupparsi poco in molte bottinatrici , invece , come per altri p atogeni , riesce a svilupparsi solo in pochi ospiti , forse in relazione al loro stato di “ debolezza “ e su questi inizia a svilupparsi massicciamente, con quantità di spore in grado poi di infettare anche soggetti immunologicamente più robusti. Il fatto che la prevalenza di api infette da Nosema sia risultata positivamente correlata con l’intensità di infezione nel campione fa pensare che il nosema ceranae sia una patologia molto più facile da prevenire ( ovvero gestire fino a che presente a livelli bassi ) che da curare ( ovvero gestire una volta che ha raggiunti livelli di presenza consistenti )
PLoS ONE
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Open Access
RESEARCH ARTICLE
The Worker Honeybee Fat Body Proteome Is Extensively Remodeled Preceding a Major Life-History Transition
Queenie W. T. Chan1, Navdeep S. Mutti2¤, Leonard J. Foster1, Sarah D. Kocher3, Gro V. Amdam2,4, Florian Wolschin4,2*
1 Centre for High-Throughput Biology and Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of British Columbia, Vancouver, Canada, 2 Arizona State University, School of Life Sciences, Tempe, Arizona, United States of America, 3 Pennsylvania State University, Department of Entomology, University Park, Pennsylvania, United States of America, 4 Department of Biotechnology, Chemistry, and Food Science, Norwegian University of Life Sciences, Aas, Norway
Editor: Orian S. Shirihai, Boston University, United States of America
Traduzion/riduzione Gianni Savorelli
Introduzione
Molti organismi intraprendono complesse metamorfosi nel corso della loro vita le quali sono accoppiate a cambiamenti nella loro fisiologia . Le api ne sono un esempio per antonomasia .La vita dell’ape operaia è caratterizzata da cambiamento associato all’età nel suo fenotipo comportamentale. Le giovani api tipicamente rimangono nel nido , dove producono cibo e accudiscono la covata , gestiscono la regina e mantengono l’igiene.
Più tardi diverranno bottinatrici e lasceranno la colonia per voli giornalieri per la raccolta di cibo.Questo cambiamento comportamentale è legato a modificazioni strutturali e biochimiche in tutto il corpo [5]. La fisiologia dei muscoli del torace è modificata allo scopo di poter sostenere le necessità degli estenuanti voli di raccolta. [6].Il tipo di produzione di proteine della ghiandola ipofaringea subisce radicali ristrutturazioni (morfologiche e trascrizionali ) collegate ai differenti ruoli svolti dall’ape [7]–[9]. In aggiunta il metabolismo cerebrale è alterato per assecondare gli enormi cambiamenti di compiti e ambienti.
Molto meno è invece conosciuto relativamente ai cambiamenti molecolari che avvengono nell’addome , inclusi i corpi grassi .
Negli invertebrati i corpi grassi ( per spiegare cosa sono faremo un paragone : la FIAT con relativo indotto sta alla produzione di mezzi semoventi come i corpi grassi stanno alla produzione di proteine biologicamente funzionali ) hanno funzionalità relativamente allo stoccaggio dell’energia , relativa utilizzazione e detossificazione ( diverse funzioni immunitarie comprese ) [10],il che li rende comparabili a tessuti adiposi e fegato dei vertebrati [11], [12].
Nelle api i corpi grassi sono più sviluppati nelle api di casa che nelle bottinatrici [16], e una diminuzione dei lipidi addominali precede l’inizio dell’attività di bottinamento [17].Queste osservazioni indicano che la biochimica ( La biochimica è lo studio della chimica della vita, un ponte fra la biologia e la chimica che studia le reazioni chimiche complesse che danno origine alla vita: oggetto di studio sono la struttura e le trasformazioni dei componenti delle cellule, come proteine, carboidrati, lipidi, acidi nucleici e altre biomolecole.) del’addome è profondamente rimodellata durante la transizione dai compiti interni al nido a quelli di bottinamento.
Nell’ape , come nei vertebrati un regolatore del livello ( metabolismo ) dei carboidrati e dei lipidi è insulina. Recentemente è stato dimostrato che cambiamenti nell’espressione della via di segnalazione dell’insulina sono collegati all’inizio dell’attività di bottinamento [22], e che la sottoregolazione dell’espressione di irs ( substrato recettore di insulina ) nei corpi grassi risulta condizionare la raccolta di cibo con aumento della preferenza delle bottinatrici per il
polline (ovvero le fonti proteiche ) [23].
Questo studio ha perciò cercato di chiarire la plasticità della produzione di proteine da parte dei tessuti addominali dell’ape in parallelo monitorando i livelli di lipidi addominali e di glucosio nell’emolinfa.
Risultati e Discussione
Selezione Artificiale per preferenza di raccolta di cibo Questo esperimento ha cercato di rivelare le possibili implicazioni legate al genotipo e alla sottoregolazione dell’espressione di irs( substrato recettore di insulina) sul modello di produzionme di proteine nei tessuti addominali di api di 7 giorni. Entrambi i fattori influenzano il comportamento delle api [23], [24], [30].I risultati mostrano un chiaro effetto del genotipo sulle preferenze di raccolta di cibo e mancanza di effetti del modo di regolazione di irs . In precedenti studi , le preferenze di bottinamento di famiglie altamente portate alla raccolta del polline e scarsamente portate alla raccolta del polline sono state correlate a specifici loci ( pezzi di geni ) ovvero ( pln1–pln4), e irs identificato come un potenziale “contribuente “ all’espressione di questi . [27]–[29]. Soprattutto , 49 specie di proteine sono risultate differire in abbondanza nei due gruppi di api (famiglie altamente portate alla raccolta del polline e scarsamente portate alla raccolta del polline).
Di queste alcune sono deputate alla costruzione dei muscoli addominali ed indicano un maggiore investimento verso le capacità di volo.
Amdam et al. reportano che l’espressione di Vitellogenina nell’addome e il relativo livello nell’emolinfa sono più alti nelle api geneticamente più portate alla raccolta del polline . Perciò si può pensare che vitellogenina sia prodotta nei corpi grassi e rilasciata nell’emolinfa in maniera continua nelle api altamente vocate alla raccolta del polline mentre questo non è necessariamente il caso per le api scarsamente vocate alla raccolta di polline.
Un’altra proteina che risulta variare a seconda del genotipo è Esamerina 110.
Si tratta di una proteina di stoccaggio di riserve utilizzabili dall’organismo all’esigenza . La sua abbondanza risulta in relazione allo stato nutrizionale dell’ape .E’ già stato dimostrato che l’espressione di Esamerina nelle api operaie dipende dalla quantità di proteine consumate [39]. La sotto regolazione di irs produce una diminuzione di esamerina. Minima nelle api altamente vocate alla raccolta di polline . Decisamente alta nelle api scarsamente vocate alla raccolta di polline.
Cosa molto interessante, nel corso dello studio sono anche state identificate altre due proteine influenzata dalla sottoregolazione di irs in entrambi i genotipi selezionati sulla base delle caratteristiche di raccolta del polline, ma in direzioni opposte.
I livelli di una proteina omologa a un citocromo P450 monoossigenasi (CYP) , una famiglia di enzimi coinvolti nei meccanismi di detossificazione risultano diminuire nelle api scarsamente vocate alla raccolta di polline in seguito a sottoregolazione di irs mentre, al contrario aumentano nelle api altamente vocate alla raccolta di polline. ( si può parafrasare che le api scarsamente vocate alla raccolta di p olline tendono a essere menoeficaci nei compiti di detossificazione )
E’ noto che i corpi grassi delle bottinatrici sono sostanzialmente più piccoli di quelli delle api di casa e che i livelli di lipidi precipitano alla vigilia dell’inizio del lavoro come bottinatrice [16], [17]. ci si può aspettare di vedere una sorta di fotografia di questo fatto relativamente ai livelli di proteine.Soprattutto, appare che il metabolismo di lipidi e carboidrati cambia profondamente ed in maniera integrata durante la maturazione . Si può ipotizzare giovani api utilizzino carboidrati per la generazione di lipidi in misura maggiore di quanto facciano le api vecchie,nelle quali la degradazione degli acidi grassi diviene molto importante . Questa connessione mette l’accento sull’attento bilanciamento del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi durante la maturazione.
Si sono riscontrati alti livelli di catalase, peroxiredoxin, e glutathione S transferase (GST) nelle api più mature. Catalase e peroxiredoxin sono coinvolti nella detossificazione di hydrogen peroxide [61]. GSTs svolge diverse funzioni usualmente relazionate alla detossificazione di sostanze pericolose come peroxidized lipids and hydrogen peroxide [62].
Perciò proponiamo che le operaie passino da un periodo di sintesi di lipidi , tipico dell’età giovanile ad un periodo di degradazione tipico dell’età più avanzata ( un meccanismo di accumulazione e successivo consumo ndt).questo cambiamento è associato ad una produzione di vari tipi di ossigeno reattivo , correlato ad abbondante produzione di enzimi idonei al disinnesco di queste molecole che hanno compiti antiossidanti e di difesa ( immunitari ) .
Come detto sopra è noto che i corpi grassi diminuiscono sia come volume che come contenuto di lipidi prima dell’inizio dell’attività di bottinamento. [17], indicando una diminuzione dell’attività di biosintesi in questi tessuti. Come logica conseguenza anche la sintesi delle proteine ne rimane coinvolta.
Le api di 11 giorni sembrano più propense a degradare le proteine che a costruirle.
Le nostre analisi mostrano che :1 l’abbondanza di enzimi coinvolti nel metabolismo dei lipidi è significativamente condizionata dall’età dell’ape , dal genotipo e dalla sottoregolazione di irs .
il livello di lipidi addominali è più alto nei genotipi che si accingono ai compiti di bottinamento precocemente .sono anche positvamente condizionati dalla sottoregolazione di irs. Il maggiore livello di lipidi è accompagnato da un più alto livello di glucosio .I dati suggeriscono inoltre un cambiamento coordinato e dipendente dall’età negli enzimi regolanti il metabolismo dei lipidi e dei carboidrati , accompagnando anche un cambiamento nell’abbondanza di proteine coinvolte nelle risposte agli stress ossidativi. In sintesi, come il proteoma di uno dei maggiori tessuti delle api operaie sia estesamente rimodellato precedendo gli importanti cambiamenti che avvengono nella vita dell’ape.Una transizione cioè dalla lipogenesi alla degradazione dei lipidi nei corpi grassi che può aiutare i processi di ristrutturazione di altre parti del corpo . In aggiunta , ciò risulta essere un aiuto nel diminuire il peso delle api prima che comincino a volare per bottinamento. In aggiunta, i corpi grassi sono in grado di esercitare influenze sull’espressione genica e la secrezione ormonale in altri tessuti e perciò di influenzare la fisiologia dell’organismo e il comportamento. Un cambiamento nella composizione dei corpi grassi come descritto in questo studio può esercitare un importante ruolo nel far partire comportamenti e modificazioni fisiologiche nelle operaie .
PLoS ONE
Genetic Variation in Virulence among Chalkbrood Strains Infecting Honeybees
Svjetlana Vojvodic1¤*, Annette B. Jensen1, Bo Markussen2, Jørgen Eilenberg1, Jacobus J. Boomsma3
1 Centre for Social Evolution, Faculty of Life Sciences, Department of Agriculture and Ecology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, 2 Department of Natural Sciences and Environment, Faculty of Life Sciences, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, 3 Centre for Social Evolution, Department of Biology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark
Introduction Top
Ospiti e parassiti sono spesso in lotta fra loro, ma una coevoluzione antagonistica può avvenire solo se la necessaria variazione genetica nella suscettibilità dell'ospite e virulenza del parassita è disponibile per selezione.
Le famiglie di insetti sociali sono particolari come ospiti poichè le difese immunitarie individuali sono supplementate da comportamento collettivi di difesa .Le difese immunitarie delle famiglie di insetti sociali beneficiano della eterogeneità genetica che deriva dalla inseminazione multipla della regina( api , formiche, bombi ) .Molti studi si sono focalizzati sulle patologie più virulente, come la peste americana causata dal batterio Paenibacillus larvae bacteria ,mentre patologie a bassa virulenza sono state relativamente trascurate nonostante risultino piuttosto comuni.
Questi parassiti meno virulenti sono comunque rilevanti come fattore di stress che possono contribuire alla sindrome delle api ( colony collapse disorder ).La covata calcificata è uno di questi .Causata dal fungo Ascosphaera apis,uccide le larve dopo che queste hanno ingerito le spore .Se i vari ceppi di covata calcificata differiscano in virulenza in maniera similare a quanto osservato per quelli della peste americana non è noto. Obiettivo di questo studio è stato trovare questa risposta.
Discussion
Si è trovata una significativa variabilità della virulenza di quattro ceppi danesi di covata calcificata così come evidenze di variabilità della suscettibilità degli alveari ospiti.
Dal momento che le tre famiglie studiate erano analoghe come dimensione e situate nello stesso apiario abbiamo dedotto che le differenze di suscettibilità riflettano variazioni più genetiche che ambientali come già documentato in precedenza da Tarpy [24]. I nostri risultati sembrano mostrare la presenza di variazioni genetiche rilevantisia nell'ospite che nel parassita , come necessario per la coevoluzione antagonistica tra ospite e parassita. Le conoscenze di evoluzionismo tendono a predire livelli di virulenza intermedia , con livelli specifici per ogni sistema in dipendenza del modo di trasmissione e della frequenza di infezioni multiple.
Le api sono in grado di riconoscere le larve malate di calcificata e rimuoverle dalle celle. Questo può implicare che i ceppi più virulenti producano larve infette che siano più efficientemente rimosse dalle api operaie prima della trasmissione delle spore. Futuri lavori potranno determinare se è cosà e se con ciò la presenza dei ceppi più virulenti tende a essere minimizzata.
Futuri studi potranno spiegare meglio la coevoluzione di parassiti e ospiti relativamente a tutti gli aspetti genetici di entrambi.
Nel caso degli insetti sociali nella coevoluzione svolge un ruolo non secondario l'immunità sociale , che tende ad eliminare i patogeni prima che vadano a contatto con la singola ape ed evitando che a fronteggiarlo debba essere il sistema immunitario del singolo ospite .
PLoS One. 2011
; 6(1): e16217.
Virus associati con degenerazione ovarica in Regine di Apis mellifera
Laurent Gauthier,1,2,3* Marc Ravallec,2 Magali Tournaire,3 François Cousserans,2 Max Bergoin,2 Benjamin Dainat,1 and Joachim R. de Miranda4,5
1Swiss Bee Research Centre, Agroscope Liebefeld-Posieux Research Station ALP, Bern, Switzerland
2Laboratoire de Biologie Intégrative et Virologie des Insectes, UMR 1231, Université Montpellier II, Montpellier, France
3Montpellier SupAgro, Montpellier, France
4School of Biological Sciences, Queen's University Belfast, Belfast, Northern Ireland
5Department of Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden
Robert Cramer, Jr., Editor
Montana State University, United States
* E-mail: laurent.gauthier@alp.admin.ch
Abstract
IL generale declino della quantità di colonie di Apis mellifera L. e di apicoltori in Europe e USA, così come in altre regioni del mondo è una consistente sfida alle necessità di impollinazione dell’agricoltura nonchè dell’ecosistema spontaneo [1]–[5].Tra le possibili cause dell’indebolimento delle api e della successiva morte , la scarsa qualità delle regine è spesso riportata dagli a picoltori come uno dei fattori che maggiormente contribuiscono al problema[4]. Ciò comprende problemi associati a scarsa fecondità e ultimamente a eventi di frequente sostituzione spontanea [6], [7].
In aggiunta al suo ruolo di macchina per deporre uova , la regina secerne differenti feromoni che mantengono la coesione sociale della famiglia. [18].
Nonostante la possibile rilevanza sugli eventi di collasso esistono molto pochi studi sulle patologie delle regine. Recentemente è stato dimostrato che il virus delle ali deformate (DWV),uno dei virus maggiormente prevalenti ( presenti ) nelle famiglie di api , può essere trasmesso al momento della fecondazione dai fuchi infetti alle regine che essi fecondano e successivamente dalla regina alle uova.
[23]–[25]. Nel presente studio , si presenta per la prima volta una patologia della regina dove numerose particelle virali risultano associate a degenerazione dei follicoli degli ovarioli, i quali , in casi estremi, sono risultati associati a consistenti problemi di fecondità delle regine infette. I soli virus rinvenuti in questi follicoli degenerati sono risultati DWV e Varroa destructor virus 1 (VDV-1). I virus un questione sono risultati estensivamente distribuiti nei tessuti ovarici. I dati mostrano che nonostante essi risultino associati alla patologia , questi due virus generalmente mostrano una bassa virulenza quandi infettano i tessuti degli organi riproduttivi delle regine , con piccoli effetti sulle funzioni delle regine e sul suo benessere suggerendo che anche altri fattori ancora sconosciuti sono probabilmente coinvolti nella patologia .
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