Standard methods for molecular research inApis mellifera

Abstract

SummaryFrom studies of behaviour, chemical communication, genomics and developmental biology, among many others, honey bees have long been a key organism for fundamental breakthroughs in biology. With a genome sequence in hand, and much improved genetic tools, honey bees are now an even more appealing target for answering the major questions of evolutionary biology, population structure, and social organization.At the same time, agricultural incentives to understand how honey bees fall prey to disease, or evade and survive their many pests and pathogens, have pushed for a genetic understanding of individual and social immunity in this species. Below we describe and reference tools for using modern molecular-biology techniques to understand bee behaviour, health, and other aspects of their biology. We focus on DNA and RNA techniques, largely because techniques for assessing bee proteins are covered in detail in Hartfelder et al. (2013). We cover practical needs for bee sampling, transport, and storage, and then discuss a range of current techniques for genetic analysis. We then provide a roadmap for genomic resources and methods for studying bees, followed by specific statistical protocols for population genetics, quantitative genetics, and phylogenetics. Finally, we end with three important tools for predicting gene regulation and function in honey bees: Métodos estándar para la investigación molecular en Apis mellifera ResumenLas abejas de miel han sido durante mucho tiempo un organismo clave para avances fundamentales en biología a partir de estudios de su comportamiento, comunicación química, genómica y de biología del desarrollo, entre otros muchos. Con la secuencia del genoma en la mano y herramientas genéticas mucho mejores, las abejas son ahora un blanco aún más atractivo para responder a las preguntas más importantes de la biología evolutiva, la estructura de las poblaciones y la organización social. Al mismo tiempo, los incentivos agrícolas para entender cómo las abejas caen enfermas, o evadir y sobrevivir a sus muchas plagas y patógenos, han presionado para comprender genéticamente la inmunidad individual y social en esta especie. A continuación se describen y se hace referencia a herramientas que hacen uso de modernas técnicas de biología molecular para entender el comportamiento de las abejas, su salud y otros aspectos de su biología. Nos centramos en las técnicas de ADN y ARN, en gran parte debido a que las técnicas de evaluación de las proteínas de la abeja se tratan en detalle en Hartfelder et al. (2013). Cubrimos las necesidades prácticas de toma de muestras de abejas, su transporte y almacenamiento, y luego se discuten una serie de técnicas actuales de análisis genético. A continuación, se proporciona una hoja de ruta para los recursos genómicos y métodos para estudiar las abejas, seguido de protocolos estadísticos específicos de la genética de poblaciones, la genética cuantitativa y la filogenia.Finalmente, se termina con tres herramientas importantes para predecir la regulación génica y la fu...

Multiyear survey targeting disease incidence in US honey bees

“…RNA extraction and cDNA synthesis Survey years A, B, C, and D Bulk samples of 50 adult bees (stored at −80°C) were placed in a disposable extraction bag with 500 μL guanidine thiocyanate lysis (GITC) buffer per bee, 25 mL total, and RNA was extracted using the acid phenol protocol (see Sect. 4.3.3 in (Evans et al 2013)). Following RNA extraction, DNA was removed from the samples using DNase I incubation at 37°C for 1 h followed by 10 min at 75°C.…”

“…4.2 in (Evans et al 2013)), 10 mL total, and flash frozen with liquid nitrogen and homogenized using a pestle. One hundred microliters of the grinded tissue was mixed with 600 μL RLT buffer with β-mercaptoethanol (Qiagen).…”

Structure and genetic variation of the mitochondrial control region in the honey bee Apis mellifera

“…The mitochondrial molecule of the honeybee, Apis mellifera L., was fully sequenced in 1993 by Crozier and Crozier. Since then, several regions from the mitochondrial molecule have been used for phylogeography and molecular diversity studies of A. mellifera subspecies and populations, particularly the tRNA leu -cox2 intergenic region (Evans et al 2013;Meixner et al 2013). This intergenic region shows length and sequence variation allowing a grouping of subspecies largely congruent with the morphometrical classification that subdivide the variation of A. mellifera into four different evolutionary lineages: West (M) and North Mediterranean (C) lineages; an African lineage (A) which groups the African honey bee subspecies; and the Oriental lineage (O) located geographically in the Middle East (Ruttner 1988).…”

Modern methods of assessing the taxonomic affiliation of honeybee colonies

“…В настоящее время исследования на основе SNP стали самыми распространенными и востребованными во всем мире [52]. SNP представляет собой однонуклеотид-ные позиции в геномной ДНК, в которых самая редкая замена может встречаться с частотой не менее 1 %.…”