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Title
Effects of different pesticides and pathogen exposure on hemocyte levels in honeybee larvae (Apis mellifera) / Antonia Engert
AuthorEngert, Antonia Madita
CensorCrailsheim, Karl
PublishedGraz, 2016
DescriptionV, 42 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016
Annotation
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
LanguageEnglish
Document typeMaster Thesis
Keywords (GND)Biene / Zelluläre Immunität
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-96972 Persistent Identifier (URN)
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Effects of different pesticides and pathogen exposure on hemocyte levels in honeybee larvae (Apis mellifera) [1.4 mb]
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Abstract (German)

Honigbienen besitzen ein effektives Immunsystem, welches sich von dem Immunsystem der Vertebraten deutlich unterscheidet, wie z.B. in der Antikörper vermittelnden Immunabwehr. Das angeborene Immunsystem der Insekten umfasst die humorale und zelluläre Immunabwehr. Das zelluläre Immunsystem der Honigbiene umfasst 4 Typen von Hämozyten, i.e. Prohämozyten, Plasmatozyten, Granulozyten und Oenozytoide. Wir untersuchten, ob Pestizide und/oder Paenibacillus larvae (Pl), ein sporenbildendes Bakterium, welches die bösartige Faulbrut verursacht, einen Einfluss auf das zelluläre Immunsystem hat. Auf Basis vorläufiger Experimente im Hinblick auf Pestizid Anfälligkeit in Larven, verwendeten wir folgende Pestizid Dosen: 120ng/Larve (subletal) und 240ng/Larve (LD50) von Dimethoat, 32ng/Larve (subletal) von Clothianidin und 480ng/Larve (LD30) und 720ng/Larve (LD50) von Fluvalinat. Wir untersuchten die Hypothese, ob subletale Dosen von Dimethoat, Clothianidin oder LD30 von Fluvalinat Bienenlarven anfälliger für Paenibacillus larvae (Pl) machen. Eine In-vitro Bienenlarvenaufzucht wurde angewendet, innerhalb derer die jeweilige Menge an Pestizid den Larven oral verabreicht wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die gesamte Hämozyten Anzahl unter subletaler Behandlungen (Dimethoat und Clothianidin) signifikant steigt im Vergleich zur Kontrolle. Des Weiteren bestätigten die Ergebnisse eine signifikante Veränderung in der Anzahl der differenzierten Hämozyten innerhalb der Pestizid-behandelten Gruppen im Vergleich zur Kontrolle. Dieser Effekt konnte nicht bei der Behandlung von Fluvalinat nachgewiesen werden. Eine Verringerung der Hemozyten Anzahl wurde beobachtet, wenn die Larven einer subletalen Dosis (Dimethoat oder Clothianidin) und Pl Sporen ausgesetzt waren. Diese Pestizid Aussetzung verringert die Möglichkeit Infektionen zu widerstehen und macht somit die Larven anfälliger für eine Pl Infektion.

Abstract (English)

Honeybees (Apis mellifera) have developed an effective immune system, which differs significantly from the immune system of vertebrates, e.g. in the lack of antibody mediated defense. The innate immune system of insects is composed of humoral and cellular defense mechanisms. The cellular defense is mediated by hemocytes, of which honeybee larvae have 4 types; prohemocytes, plasmatocytes, granulocytes and oenocytoids. We evaluated whether pesticides and/or Paenibacillus larvae (Pl), a spore-forming bacterium responsible for American foulbrood infections, affect the cellular immune system. Based on preliminary experiments regarding pesticides susceptibility in larvae, we applied the following doses: 120ng/larva (sublethal) and 240ng/larva (LD50) of dimethoate, 32ng/larva (sublethal) of clothianidin and 480ng/larva (LD30) and 720ng/larva (LD50) of fluvalinate. We tested the hypothesis whether exposure to a sublethal dose of dimethoate or clothianidin or the LD30 fluvalinate renders honeybee larvae more susceptible to the bacteria Paenibacillus larvae (Pl). Honeybee larvae were artificially reared and pesticides and/or spores of Pl were administered via their diet. The results demonstrated that total hemocyte counts significantly increase at sublethal doses (dimethoate or clothianidin) compared to the control. Our results further confirm a significant alteration of the number of differential hemocytes at a sublethal dose of dimethoate and Pl infection as compared to the control. These effects could not be demonstrated in the case of application of fluvalinate. A reduction of hemocyte counts was observed, when larvae are exposed to a combination of one sublethal dose (dimethoate or clothianidin) and Pl spores. This pesticide exposure decreases the ability to resist infections and renders larvae more susceptible to Pl infection.

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