Para descubrir de qué plantas dependen las abejas melíferas, los investigadores de la Universidad Estatal de Ohio están utilizando la última tecnología de secuenciación de ADN y una supercomputadora. Pasaron meses recolectando polen de las colmenas y han desarrollado un enfoque de metabarcoding multilocus para identificar qué plantas, yqué proporciones de cada uno están presentes en las muestras de polen.
Una sola colmena puede recolectar polen de docenas de diferentes especies de plantas, y este polen es una evidencia útil del comportamiento de alimentación de la colmena y las preferencias nutricionales.
"Conocer el grado en el que se alimentan ciertas plantas nos permite inferir cosas como el potencial de exposición a pesticidas en un paisaje determinado, la preferencia de ciertas especies de plantas sobre otras y el grado en que ciertas especies de plantas contribuyen a ladieta de las abejas melíferas ", dice el estudiante graduado Rodney Richardson." Uno de los principales intereses de nuestro laboratorio es investigar las preferencias de alimentación de las abejas melíferas para que podamos mejorar los paisajes y mantener poblaciones robustas de abejas melíferas ".
Para Richardson y sus colegas, el metabarcoding es clave para esta investigación. Es un método de análisis de ADN que permite a los investigadores identificar especímenes biológicos.
Metabarcoding funciona comparando "marcadores" de secuencias genéticas cortas de muestras biológicas no identificadas con bibliotecas de secuencias de referencia conocidas. Se puede usar para detectar contaminantes biológicos en alimentos y agua, caracterizar dietas de animales a partir de muestras de estiércol e incluso analizar muestras de aire para detectar bacteriasy esporas de hongos. En el caso del polen, podría ahorrar a los investigadores innumerables horas de identificación y recuento de granos de polen individuales bajo un microscopio.
Richardson y sus colegas idearon el nuevo método de metabarcoding usando tres ubicaciones específicas en el genoma, o loci, como marcadores. Descubrieron que usar múltiples loci simultáneamente producía los mejores resultados de metabarcoding para el polen. Todo el procedimiento, incluida la extracción de ADN, secuenciación,y el análisis de marcadores, se describe en la edición de noviembre de Aplicaciones en Ciencias de las plantas .
Para desarrollar el nuevo método, los investigadores necesitaban una máquina lo suficientemente potente como para procesar millones de secuencias de ADN. Para este trabajo, el equipo recurrió al Centro de Supercomputadoras de Ohio.
"Como investigador, te sientes como un niño en una tienda de golosinas", dice Richardson. "Puedes analizar enormes conjuntos de datos en un instante y experimentar con el mundo en rápida evolución del software de bioinformática de código abierto, así como la gran cantidad dedatos disponibles públicamente de estudios anteriores "
En experimentos previos de metabarcodificación, los investigadores trabajaron únicamente con un marcador encontrado en el genoma nuclear llamado ITS2. ITS2 identificó con éxito las especies de plantas presentes en las muestras de polen, pero no pudo producir mediciones cuantitativas de las proporciones de cada una.
Mientras buscaban algo mejor, decidieron probar dos marcadores del genoma de los plástidos. Anteriormente se pensaba que el polen rara vez contenía plastidios, pero estudios recientes demostraron ser prometedores para el código de barras de polen basado en plastidios. Richardson y sus colegas encontraron que los datos combinadosde los dos marcadores de plastidios rbcL y matK correlacionado con éxito con mediciones microscópicas de abundancia de polen.
El nuevo método de metabarcoding multilocus involucra los tres marcadores y podría servir como una herramienta valiosa para la investigación de las especies de abejas nativas que comprenden las comunidades locales de abejas.
"Con una herramienta como esta, podríamos evaluar más fácilmente en qué plantas dependen varias especies de abejas, ayudando a impulsar sus poblaciones, así como los servicios económicos y ecológicos que brindan a nuestros paisajes agrícolas y naturales", dice Richardson, "Si bien la abeja melífera es vista como nuestro polinizador más importante desde el punto de vista económico, es solo una de varios cientos de especies de abejas en Ohio, la gran mayoría de las cuales están muy poco estudiadas en términos de su ecología de alimentación ".
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Materiales proporcionados por Sociedad Botánica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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