Comparative chronic toxicity of three neonicotinoids on New Zealand packaged honey bees

<div><p>Background</p><p>Thiamethoxam, clothianidin, and imidacloprid are the most commonly used neonicotinoid insecticides on the Canadian prairies. There is widespread contamination of nectar and pollen with neonicotinoids, at concentrations which are sublethal for honey bees (<i>Apis mellifera</i> Linnaeus).</p><p>Objective</p><p>We compared the effects of chronic, sublethal exposure to the three most commonly used neonicotinoids on honey bee colonies established from New Zealand packaged bees using colony weight gain, brood area, and population size as measures of colony performance.</p><p>Methods</p><p>From May 7 to July 29, 2016 (12 weeks), sixty-eight colonies received weekly feedings of sugar syrup and pollen patties containing 0 nM, 20 nM (median environmental dose), or 80 nM (high environmental dose) of one of three neonicotinoids (thiamethoxam, clothianidin, and imidacloprid). Colonies were weighed at three-week intervals. Brood area and population size were determined from digital images of colonies at week 12. Statistical analyses were performed by ANOVA and mixed models.</p><p>Results</p><p>There was a significant negative effect (-30%, p<0.01) on colony weight gain (honey production) after 9 and 12 weeks of exposure to 80 nM of thiamethoxam, clothianidin, or imidacloprid and on bee cluster size (-21%, p<0.05) after 12 weeks. Analysis of brood area and number of adult bees lacked adequate (>80%) statistical power to detect an effect.</p><p>Conclusions</p><p>Chronic exposure of honey bees to high environmental doses of neonicotinoids has negative effects on honey production. Brood area appears to be less sensitive to detect sublethal effects of neonicotinoids.</p></div

Cumulative weight gain of colonies exposed to sublethal doses of individual neonicotinoids for twelve weeks.

<p>Treatment colonies were exposed to clothianidin (CLO) (A), imidacloprid (IMD) (B), or thiamethoxam (THI) (C) at 20 or 80 nanomolar concentrations. Colonies exposed to 80 nM CLO (A) and 80 nM IMD (B) demonstrated significant decreases in weight gain from controls at weeks 9 and 12 and week 9, respectively. The bars show mean cumulative colony weight gain ± SD for each group (left y-axis). The curves show mean cumulative consumption of neonicotinoid per colony ± SD in micromoles for the treatment groups (right y-axis). * significantly different from control, P<0.01. The timing of the canola and alfalfa bloom surrounding the study site is indicated (A).</p

Putative mRNA Biomarkers for the Eradication of Infection in an Equine Experimental Model of Septic Arthritis

Septic arthritis (SA) in horses has long-term health implications. The success of its resolution hinges on the implementation of early, aggressive treatment, which is often sustained over a prolonged period. Common diagnostic methods do not allow for the reliable detection of the eradication of joint infection. A potential alternative is the discovery and characterization of mRNA biomarkers. The purpose of this study was to identify potential mRNA biomarkers for the eradication of joint infection in equine SA and to compare their expression with our previously published proteomics data. In addition, the transcriptomics data were compared to the mRNA biomarker panel, SeptiCyte Lab, used to distinguish sepsis from non-septic shock in humans. A comparative transcriptomics analysis of synovial fluid from the SA joints of five horses with active infection and subsequent post-treatment eradicated infection in the same joints and five horses with non-septic synovitis was performed. Eight novel mRNA transcripts were identified that were significantly upregulated (>3-fold) in horses with active SA compared to horses post-eradication of infection after treatment and horses with non-septic synovitis. Two proteins in our proteomics data corresponded to these mRNA transcripts, but were not statistically different. The transcripts used in the SeptiCyte test were not differentially expressed in our study. Our results suggest that mRNA may be a useful source of biomarkers for the eradication of joint infection in horses and warrants further investigation

НАУКОВІ ПІДХОДИ ТА ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПРОБІОТИКІВ НА ОРГАНІЗМ МЕДОНОСНИХ БДЖІЛ (Apis Mellifera) IN VITRO

Одним із сучасних і перспективних напрямків вирішення проблем оздоровлення пасіки, зокрема, безмедикаментозним методом, є застосування пробіотиків. Майже усі існуючі&nbsp; пробіотичні штами, мають статус GRAS (Generally regarded as safe) і визнані як безпечні для використання людиною. Проте питання взаємодії макроорганізму і пробіотиків вимагає більш детального вивчення. Особливої уваги заслуговує метод дослідження впливу пробіотиків на ріст і розвиток личинок робочих особин медоносної бджоли in vitro, як модель з мінімальною варіативною складовою (D.R. Schmehl, 2016). Один із найважливіших аспектів цієї методики - це створення умов, за яких експозиція досліджуваного фактору проявляє максимальний і безпосередній вплив на ріст і розвиток личинок аж до появи імаго. Аналізуючи результати досліджень впливу пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» на ріст і розвиток личинок та лялечок робочих особин бджоли медоносної було виявлено, що концентрація пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» у дозі 1×106 КУО в 1 мл дієти В і С не викликала відхилення у рості і розвитку личинок, хоча спостерігалися спорадичні випадки затримки їх розвитку, в межах допустимого методикою до 5%. Застосування пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» у концентрації 1×109 КУО в 1&nbsp;мл дієти В і С призводило до порушень перебігу процесів метаморфозу в личинок робочих особин бджоли медоносної, які характеризувалися вираженим відставанням у рості і розвитку (Р&lt;0,001), що на завершальному етапі призводило до їх загибелі. Очевидно подібний ефект викликаний як безпосереднім впливом самих мікроорганізмів на личинок, так і продуктів їх метаболізму на склад компонентів дієти. Таким чином, можна припустити, що застосування методу вирощування личинок робочих медоносних бджіл in vitro дозволяє отримати додаткові відомості про вплив на їх ріст і розвиток пробіотичних груп мікроорганізмів та встановити їх допустимі концентрації, які можуть бути використані як in vitro, так in vivo.Одним із сучасних і перспективних напрямків вирішення проблем оздоровлення пасіки, зокрема, безмедикаментозним методом, є застосування пробіотиків. Майже усі існуючі&nbsp; пробіотичні штами, мають статус GRAS (Generally regarded as safe) і визнані як безпечні для використання людиною. Проте питання взаємодії макроорганізму і пробіотиків вимагає більш детального вивчення. Особливої уваги заслуговує метод дослідження впливу пробіотиків на ріст і розвиток личинок робочих особин медоносної бджоли in vitro, як модель з мінімальною варіативною складовою (D.R. Schmehl, 2016). Один із найважливіших аспектів цієї методики - це створення умов, за яких експозиція досліджуваного фактору проявляє максимальний і безпосередній вплив на ріст і розвиток личинок аж до появи імаго. Аналізуючи результати досліджень впливу пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» на ріст і розвиток личинок та лялечок робочих особин бджоли медоносної було виявлено, що концентрація пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» у дозі 1×106 КУО в 1 мл дієти В і С не викликала відхилення у рості і розвитку личинок, хоча спостерігалися спорадичні випадки затримки їх розвитку, в межах допустимого методикою до 5%. Застосування пробіотичної добавки «Апіпротект-плюс» у концентрації 1×109 КУО в 1&nbsp;мл дієти В і С призводило до порушень перебігу процесів метаморфозу в личинок робочих особин бджоли медоносної, які характеризувалися вираженим відставанням у рості і розвитку (Р&lt;0,001), що на завершальному етапі призводило до їх загибелі. Очевидно подібний ефект викликаний як безпосереднім впливом самих мікроорганізмів на личинок, так і продуктів їх метаболізму на склад компонентів дієти. Таким чином, можна припустити, що застосування методу вирощування личинок робочих медоносних бджіл in vitro дозволяє отримати додаткові відомості про вплив на їх ріст і розвиток пробіотичних груп мікроорганізмів та встановити їх допустимі концентрації, які можуть бути використані як in vitro, так in vivo

Capped brood area of colonies exposed to sublethal doses of neonicotinoid for twelve weeks.

<p>Treatment colonies were exposed for twelve weeks to clothianidin (CLO), imidacloprid (IMD), or thiamethoxam (THI) at 20 or 80 nanomolar concentrations. Brood area was quantified by analysis of digital images of brood frames with brood recognition software. There was no statistical difference among experimental groups but analyses lacked adequate (>80%) statistical power due to high variability. Mean ± SD are indicated for each group.</p

Weekly and cumulative feed consumption per colony over 12 weeks.

<p>Over twelve weeks, cumulative consumption of syrup (B) and pollen patty (D) was comparable for all experimental groups with the exception of colonies exposed to 20 nM thiamethoxam consuming 18.2% (2.98 kg) less syrup compared to controls. Shaded area indicates significant differences (P<0.01) in weekly pollen patty (C) consumption between control colonies and colonies exposed to 80 nM neonicotinoids. Treatment colonies were exposed to clothianidin (CLO), imidacloprid (IMD), or thiamethoxam (THI) at 20 or 80 nanomolar concentrations. Mean weekly (A, C) or cumulative (B, D) consumption per colony ± SD is indicated for each group. * significantly different from control, P<0.01. The timing of the canola and alfalfa bloom surrounding the study site is indicated (A, C).</p

Fall Treatment with Fumagillin Contributes to an Overwinter Shift in <i>Vairimorpha</i> Species Prevalence in Honey Bee Colonies in Western Canada

(1) Background: Microsporidiosis (nosemosis) is an intestinal disorder of adult honey bees caused by the microsporidian pathogens Vairimorpha apis and Vairimorpha ceranae. In Canada, fumagillin is an approved antibiotic used to treat this disease. However, the recommended dosage is based on efficacy studies for V. apis, the native pathogen in European honey bees. Since the detection of V. ceranae in Apis mellifera, V. ceranae became more prevalent in managed European honey bees and seems to have replaced V. apis due to yet unknown reasons. (2) Methods: This colony study investigated the efficacy of fumagillin administered in the fall to colonies infected with both V. apis and V. ceranae and its effects on the Vairimorpha species’ prevalence overwinter. Spore loads in control and fumagillin-treated colonies were analysed by microscopy; Vairimorpha species prevalence was determined molecularly and infection and treatment effects on colony productivity were assessed. (3) Results: Fall fumagillin treatment was associated with a temporary reduction in spore load, but there was no difference in spore loads between treated and control colonies the following spring. Interestingly, fumagillin-treated colonies had a significantly greater prevalence of V. ceranae relative to V. apis the following spring, suggesting fumagillin is less effective in controlling V. ceranae