Home About Browse Search
Svenska


The effect of honeybee-­specific lactic acid bacteria on american foulbrood disease of honeybees

Lamei, Sepideh (2018). The effect of honeybee-­specific lactic acid bacteria on american foulbrood disease of honeybees. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2018:23
ISBN 978-91-7760-186-9
eISBN 978-91-7760-187-6
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
2MB

Abstract

The honeybee, Apis mellifera, is one of the most economically important pollinators and highly valued for its honey and wax production. Managed honeybees occupy an increasingly critical role in agricultural productivity and food security. American foulbrood (AFB) is a highly contagious and destructive bacterial honeybee brood disease caused by Paenibacillus larvae that affects beekeeping worldwide. However, only a minority of bacteria associated with honeybees are harmful. Honeybee-specific Lactic Acid Bacteria (hbs-LAB), a defined group of beneficial bacteria inhabiting the honey crop, have strong antimicrobial properties important for honey production and honeybee health that could be exploited for combating diseases such as AFB.

The aim of this thesis was to investigate the effect of hbs-LAB on P. larvae and AFB, both in culture, in individual larval bioassays, and at colony level.

First we showed that the laboratory cultivation of the 13 distinct hbs-LAB was significantly improved by the addition of L-cysteine and fructose to the medium and optimized a culture-independent molecular technique for the detection and identification of the individual hbs-LAB species. Secondly the effect of the cell free supernatant, the secretome, from a culture mix of the 13 hbs-LAB species was investigated on P. larvae growth and associated larval mortality. The results showed that this secretome strongly inhibited the multiplication of P. larvae vegetative cells but that spore germination appeared to be unaffected, and that it decreased the mortality of P. larvae infected larvae. Finally it was shown that oral administration of hbs-LAB supplement to honeybee colonies had no influence on colony-level P. larvae spore levels or colony strength. Furthermore, the results showed that although the antibiotic tylosin decreased AFB symptoms in colonies, it had no effect on P. larvae spore levels.

In conclusion, the colony-level results do not contradict the antagonistic effects observed in individual larvae in laboratory studies, but rather suggest that supplementary administration of live bacteria may not be the most effective way to harness such effects in a useful application.

Authors/Creators:Lamei, Sepideh
Title:The effect of honeybee-­specific lactic acid bacteria on american foulbrood disease of honeybees
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Honungsbiet, Apis mellifera, är en av de ekonomiskt mest viktiga pollinatörerna och också högt värderat som producenter av honung och vax. Odlade honungsbin intar även en allt viktigare roll i jordbruksproduktion och livsmedelssäkerhet. Sjukdomen amerikansk yngelröta, AY, orsakad av bakterien Paenibacillus larvae är ett exempel på en mycket smittsam och allvarlig sjukdom som påverkar biodlingen världen över. Även om vissa mikroorganismer hos honungsbin orsakar sjukdom är långt ifrån alla skadliga. Honungsbispecifika mjölksyrabakterier, hbs-LAB, som lever i binas honungsmage besitter starkt antimikrobiella egenskaper som är viktiga för honungsproduktion och bihälsa och som kan utnyttjas för att bekämpa sjukdomar som amerikansk yngelröta.

Syftet med arbetet som presenteras i den här avhandlingen har varit att undersöka de honungsbispecifika mjölksyrabakteriernas effekt på bakterien P. larvae i bakteriell odling, i individuella honungsbilarver och i bisamhällen.

Först visades att hbs-LAB behöver specifika näringsämnen som L-cystein och fruktos för en optimal tillväxt på artificiella medier i laboratoriet och en molekylär teknik för detektion och identifiering av de 13 hbs-LAB optimerades. Vidare undersöktes vilken påverkan den cellfria supernatanten, ”sekretomet”, producerat från en blandkultur av de 13 arterna av hbs-LAB hade på tillväxten av P. larvae och den resulterande larvdödligheten. Resultaten visade att sekretomet starkt hämmar uppförökningen av P. larvae utan påverkan på sporernas germinering, och att det minskar dödligheten hos infekterade bilarver. Slutligen visade det sig att tillskott av hbs-LAB i bifoder inte hade någon påverkan på vare sig spormängder av P. larvae, symptom av AY eller bistyrkan i bisamhället. Dessutom visade resultaten att även om antibiotikumet tylosin minskar symptom på AY, har det ingen effekt på mängden sporer i bisamhället.

Sammanfattningsvis kan man säga att den uteblivna effekten av att fodra bisamhällen med hbs-LAB inte motsäger de effekter som utan tvivel kan ses i enskilda honungsbilarver. Det visar snarare att det behövs mer forskning och utveckling för att kunna utnyttja sådana effekter i användbara applikationer inom biodlingen.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :3 May 2018
Volume:2018:23
Number of Pages:58
Papers/manuscripts:
NumberReferences
ILamei S, Hu YOO, Olofsson TC, Andersson AF, Forsgren E and Vásquez A* (2017). Improvement of identification methods for honeybee-specific Lactic Acid Bacteria; future approaches. PLOS One 12(3), e0174614
IILamei S*, Stephan JG, Riesbeck K, Nilson B, de Miranda JR and Forsgren E. The secretome of honeybee-specific lactic acid bacteria inhibits Paenibacillus larvae growth (submitted manuscript).
IIIStephan JG#, Lamei S#, Pettis JS, Riesbeck K, de Miranda JR and Forsgren E*. The effect of honeybee-specific lactic acid bacteria supplement on the levels of Paenibacillus larvae in experimentally American foulbrood infected honeybee colonies (manuscript).
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Department of Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-7760-186-9
ISBN for electronic version:978-91-7760-187-6
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:L Animal production > L73 Animal diseases
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 106 Biological Sciences (Medical to be 3 and Agricultural to be 4) > Microbiology (Microbiology in the medical area to be 30109)
(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 107 Other Natural Sciences > Other Natural Sciences
Agrovoc terms:honey bees, Apis mellifera, american foul brood, Paenibacillus larvae, lactic acid bacteria, beneficial organisms beneficial org
Keywords:American Foulbrood, Apis mellifera, beneficial microbes, Bifidobacterium, Lactobacillus, honeybees, honeybee-specific lactic acid bacteria, Paenibacillus larvae
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4878
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4878
ID Code:15460
Faculty:NJ - Fakulteten för naturresurser och jordbruksvetenskap
Department:(NL, NJ) > Dept. of Ecology
(S) > Dept. of Ecology
Deposited By: PhD studen Sepideh Lamei
Deposited On:09 May 2018 08:10
Metadata Last Modified:11 Jul 2018 23:12

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits