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Genetic pollen analysis based on dual-metabarcoding to portray honey bee foraging in different agro-environments

Genetische Pollenanalyse basierend auf dualem Metabarcoding zur Darstellung des Sammelverhaltens von Honigbienen in unterschiedlichen Agrarlandschaften

  • Pollinating insects are of vital importance for the ecosystem and their drastic decline imposes severe consequences for the environment and humankind. The comprehension of their interaction networks is the first step in order to preserve these highly complex systems. For that purpose, the following study describes a protocol for the investigation of honey bee pollen samples from different agro-environmental areas by DNA extraction, PCR amplification and nanopore sequencing of the barcode regions rbcL and ITS. It was shown, that the most abundant species were classified consistently by both DNA barcodes, while species richness was enhanced by single-barcode detection of less abundant species. The analysis of the the different landscape variables exhibited a decline of species richness, Shannon diversity index, and species evenness with increasing organic crop area. However, sampling was only carried out in August and further investigations are suggested to display a more complete picture of honey bee foraging throughout the seasons.
  • Bestäuberinsekten nehmen eine unverzichtbare Rolle im Ökosystem ein und ihr drastischer Rückgang bringt ernstzunehmende Konsequenzen für Mensch und Umwelt mit sich. Die Erfassung von Bestäubernetzwerken ist der erste wichtige Schritt zur Erhaltung dieser hochkomplexen Systeme. Aus diesem Grund beschreibt die folgende Arbeit ein Protokoll zur Untersuchung von Honigbienen-Pollenproben aus landwirtschaftlich unterschiedlich intensiv genutzten Landschaften, welche mithilfe von DNA-Extraktion, PCR-Amplifikation und Nanopore-Sequenzierung der Barcode-Regionen rbcL und ITS analysiert wurden. Es konnte gezeigt werden, dass die am häufigsten klassifizierten Arten der beiden DNA-Barcodes übereinstimmten. Weiterhin konnten seltenerere Arten häufig durch je einen der beiden Barcodes detektiert werden, was eine bessere Darstellung der Artenvielfalt ermöglichte. Die Analyse der unterschiedlichen Landschaftsvariablen ergab eine Abnahme von Artenvielfalt, Shannon Index und Gleichverteilung der Spezies mit zunehmendem Anteil an ökologischer Landwirtschaft. Allerdings muss dabei beachtet werden, dass die Probennahme nur im August stattfand und weitere Untersuchungen notwendig wären, um das Sammelverhalten von Honigbienen über einen zeitlichen Gradienten genauer abbilden zu können.

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Metadaten
Author:Birgit Pannicke
Advisor:Röbbe Wünschiers, Lisa Prudnikow
Document Type:Master's Thesis
Language:English
Year of Completion:2022
Granting Institution:Hochschule Mittweida
Release Date:2023/03/25
GND Keyword:Biene <Gattung>; DNS; Extraktion; Landwirtschaft; DNA Barcoding
Page Number:103
Institutes:Angewandte Computer‐ und Bio­wissen­schaften
DDC classes:572.8636 DNA Barcoding
Open Access:Frei zugänglich
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt