Standard methods for research on Apis mellifera gut symbionts

Summary

Gut microbes can play an important role in digestion, disease resistance, and the general health of animals, but little is known about the biology of gut symbionts in Apis mellifera. As part of the BEEBOOK series describing honey bee research methods, we provide standard protocols for studying gut symbionts. We describe non-culture-based approaches based on Next Generation Sequencing (NGS), methodology that has greatly improved our ability to identify the microbial communities associated with honey bees. We also describe Fluorescent In Situ Hybridization (FISH) microscopy, which allows a visual examination of the microenvironments where particular microbes occur. Culturing methods are also described, as they allow the researcher to isolate particular bacteria of interest for further study or gene identification, and enable the assignment of particular functions to particular gut community members. We hope these methods will help others advance the state of knowledge regarding bee gut symbionts and the role they play in honey bee health.

Resumen

Los microbios intestinales pueden jugar un papel importante en la digestión, la resistencia a las enfermedades, y la salud general de los animales, pero se conoce poco sobre la biología de los simbiontes intestinales en Apis mellifera. Como parte de la serie BEEBOOK que describe los métodos de investigación en la abeja, ofrecemos protocolos estándar para el estudio de simbiontes intestinales. Se describen métodos no basados en cultivos sino sobre la base de la secuenciación de nueva generación (NGS según sus siglas en inglés), metodología que ha mejorado en gran medida nuestra capacidad para identificar las comunidades microbianas asociadas con la abeja de la miel. También describimos la microscopía de hibridación in situ fluorescente (FISH), la cual permite un examen visual de los microambientes donde viven microbios particulares. También se describen métodos de cultivo, que permiten al investigador aislar bacterias de interés particular para posteriores estudios o para la identificación de genes, y permitir asignar funciones particulares a determinados miembros de la comunidad intestinal. Esperamos que estos métodos ayudarán a otros a avanzar en el estado del conocimiento sobre simbiontes intestinales de abejas y el papel que desempeñan en la salud de las abejas de la miel.

摘要

肠道微生物在动物的消化、抗病性和常规健康中起重要作用。然而，目前对于西方蜜蜂肠道共生体的生物学知之甚少。作为BEEBOOK蜜蜂研究方法系列的一部分，我们为研究肠道共生体提供了标准方案。介绍了基于新一代测序（(NGS)）而免于生物培养的研究方法，该方法极大地提高了我们鉴定蜜蜂相关微生物群落的能力。描述了荧光原位杂交（(FISH)）显微技术，该技术实现了对一些特殊微生物出现的微环境进行目视检测。同时，也描述了一些培养方法，这些方法使得研究人员可分离出特定感兴趣的细菌，以供进一步研究或进行基因鉴定，并使得将特定的功能与特定肠道菌群相联系成为可能。我们希望这些方法能帮助大家提升对于蜜蜂肠道共生体及其在蜜蜂健康方面所起作用的了解。

Keywords:

• COLOSS
• BEEBOOK
• fluorescent in situ hybridization
• gut symbionts
• methods
• microbial culture
• next generation sequencing
• honey bee