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Neues von der Honigbiene - aktuelle Forschungsergebnisse aus

Physiologie, Pathologie und Diagnostik -

26.04.2014 Bad Kissingen

Referenten:

PD Dr. Heike Aupperle (A) LABOKLIN GmbH & Co. KG, Bad Kissingen PD Dr. Elke Genersch (G) Lnderinstitut fr Bienenkunde, Hohen Neuendorf e.V. Dr. Lena Poppinga (P) Lnderinstitut fr Bienenkunde, Hohen Neuendorf e.V. Dr. Friedrich E. Rcken (R) FTA fr Kleintiere und Chirurgie, Schleswig

Programm 9:30-10:15 Vom Ei zur Imago die Honigbiene ist ein ganz besonderes Haustier! (A) 10:15-10:45 Das kleine 1x1 der Diagnose von Bienenkrankheiten (A) Kaffeepause und Besuch der Industrieausstellung

11:15-11:45 Das Bienenmonitoringsystem in Deutschland (G) 11:45-12:15 Die Honigbiene und der Tierarzt; Aktuelle Situation, Weiterbildung und Medikamente in Deutschland und in Europa (A) 12:15 -12:30 Therapeutischer Einsatz von medizinischem Honig bei Wunden von Kleintieren (R) 12:30 - 13:15 So funktioniert die moderne Erforschung von Bienenkrankheiten (G, A) Mittagspause und Besuch der Industrieausstellung

14:15-14:45 Bsartige Faulbrut - aktuelle Erkenntnisse zur Genetik und Pathogenese (G) 14:45-15:00 Bsartige Faulbrut - morphologische Befunde im genetischen Kontext (A) Kaffeepause und Besuch der Industrieausstellung

15:30-16:00 Nosema neue Einblicke in die Schdigungsmechanismen (P) 16:00-17:00 Varroa und die Bienenviren (G)

ab 19:00 Sektempfang mit anschlieendem Gesellschaftsabend

Vom Ei zur Imago die Honigbiene ist ein ganz

besonderes Haustier!

H. Aupperle1, L. Poppinga2, E. Genersch2

1LABOKLIN GmbH & Co KG, Bad Kissingen 2Lnderinstitut fr Bienenkunde e.V. , Hohen Neuendorf

Knigin Drohn Arbeiterin

Apis mellifera - Das Bienenvolk (der Bien)

1 Knigin10.000 40.000 Arbeiterinnen

300-3000 Drohnen

Die Entwicklungsstadien

von Dr. Kristin Mller

Ziel der Studie - Tiergut

Systematische histopathologische Untersuchungen an Bienen (Arbeiterin, Knigin, Drohn) definierten Alters

Bislang nur rudimentre Kenntnisse zur normalen Histomorphologie der verschiedenen Entwicklungsstadien von Knigin, Arbeiterin und Drohn (Apis mellifera)

Grundlagen fr die Erforschung der Pathogenese der (Brut)krankheiten der Bienen

Projekt BIENENATLAS gefrdert durch:Bundesministeriums fr Ernhrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz ber die Verwendung des Zweckvermgens des Bundes bei der Landwirtschaftlichen Rentenbank

n=640 n=88 n=198

Eier 60 -- 3Larven 290 37 75Puppen 40 37 85Imagos 250 14 35


Puppe

Larve

Ei

mm

d

Eier

Ei, Tag 3

dorsales Blastoderm Organanlagen Dotter, Vitellophagen

ventrales Blastoderm Keimhllen

Ei, Tag 2 Eier: 2 mm

Schale Chorion Wachsschicht Dottermembran


Larve

mm

d

Larven

Larve, Tag 7

Larven: 4-11 mm

Mitteldarm

Enddarmsophagus

Larve, Tag 6

Larve, Tag 7

Darm Larven

Larve, Tag 9

Larve, Tag 10Larve, Tag 6

Mitteldarm

Enddarm

MitteldarmLarve, Tag 9

Mitteldarm

Fettkrper

Vorderdarm

Larven

Larve, Tag 10

Fettkrperzellen

nozyten


Puppe

mm

d

Larve zu Puppe

Nymphe, Tag 12-13Puppen: 13-15 mm

Nymphe, Tag 12-13

Puppen Stadien

Puppe, Tag 13

Puppe, Tag 16

Puppe, Tag 18

Puppe, Tag 13

Arbeiterin, Puppe, Tag 13

FlugmuskulaturGehirn Fettkrper

Puppe, Tag 16


Flugmuskulatur

Bauchganglion

DarmOcelle

Imago

Arbeiterin, frisch geschlpft

Imago: 15-17 mm

ausgewhlte Organsysteme

Histologische Besonderheiten von Insekten sind:- chitinhaltige Kutikula- andere Organe und andere Nomenklatur als bei Wirbeltieren- Hmolymphe statt Blut- kein geschlossenes Kreislaufsystem- keine echte Leibeshhle- kaum Bindegewebe- die Muskulatur setzt meist innen an der Kutikula an

Kutikula - Hutung4 Hutungen als Larve1 Hutung Nymphe (Vorpuppe) Puppe1 Hutung Puppe Imago

HutungPuppe, Tag 15

Larve, Tag 11 Larve, Tag 12

Apolyse: Ablsung der alten Kutikula von der Epidermis Exuvialflssigkeit zwischen alter Kutikula (Excuvie) und neuer KutikulaEcdysis: Schlpfen

Puppe, Drohn, Tag 16

Augen Imago

Flugbiene

3 Punktaugen (Ocellen)8 Sehzellen mit gemeinsamer Linse Helligkeitsintensitt

2 Facettenaugen (Omatidien)4000 bis 8000 Einzelaugen Bewegung, Farben, Bilder, Muster

Beine

PrtarsusTarsus

Tibia

Trochanter

Femur

Metatarsus

Beine

Knigin, Puppe, Tag 13

Flgel


DrsenKopfdrsen Pharynx-/Futtersaftdrse Labialdrse

(Kopf- und Thoraxteil Oberkieferdrsen

Wachsdrsen 3 Paar Wachsdrsen am Abdomen Arbeiterinnen im Alter von 12-18 Tagen

Tracheen

Tracheen

Luftscke

Atmungssystem

Perikardiale Zellen

Diaphragma

Mitteldarm MalphighischeGefe

Arbeiterin, frisch geschlpft

Imago Darm

Mitteldarm

Proventriculus

Honigblase

sophagus

MitteldarmProventriculusHonigblase

Imago DarmMitteldarm

Imago Darm

Rektalpapillen

Enddarm

Der Drohn

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5

10

15

20

25

30

35

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Wachstumskurven

Drohn

Arbeiterin

mm

Tage

Drohn Hodenentwicklung

Drohn, Larve, Tag 8 Drohn, Larve, Tag 9

178IV Drohn 13d HOden 2x

Drohn HodenentwicklungDrohn, Puppe, Tag 13

Drohn Hodenentwicklung

Drohn, frisch geschlpft

Schrder, LIB

Drohn Genitale

Borstenfeld

Hrnchen

Borstenfeld

Hrnchen

Drohn Genitale

Drohn, gettet

Schrder, LIB

Hrnchen

Borstenfeld

SchleimSperma

Die Knigin

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35

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Wachstumskurven

Drohn

ArbeiterinKnigin

mm

Tage

Knigin Ovarentwicklung

Knigin, Larve, Tag 8

pr-vitellogene Phase:Oogonien und Ammenzellen

Knigin Ovarentwicklung

Knigin, Puppe, Tag 11

Knigin GenitaleKnigin, Eiablage

Eier

Spermatheka

Spermathekadrse

Spermatheka

Die Eiablage Zusammenfassung erstmals detaillierte histologische Bilder von verschiedenen Entwicklungsstadien

gesunden Arbeiterinnen faszinierende mikroskopische Unterschiede zwischen Insekt und Wirbeltier interessante Einblicke in die Funktionsmorphologie der Bienenorgane

Grundlage fr weiterfhrende Untersuchungen zur Histopathologie und Pathogenese von Bienenkrankheiten

Das kleine 1x1 der Diagnose von Bienenkrankheiten

H. AupperleLaboklin GmbH & Co KG, Bad Kissingen

Besonderheiten der Bienen

Die fr Wirbeltiere etablierten Diagnosemethoden (Vitalparameter, Antikrpertiter, bildgebende Verfahren etc.) sind bei Bienen nicht mglich.

Die Krankheitssymptome der Bienen sind meist zu unspezifisch fr eine differentialdiagnostische Abgrenzung.

Viele Symptombeschreibungen beziehen sich auf tote Bienen (z.B. schiffchenfrmige Larvenreste bei Sackbrut, fadenziehende Masse bei Faulbrut).

Viele Bienenkrankheiten sind polyfaktoriell bedingt.Der Erregernachweis mit mikroskopischen oder molekularen Verfahren gibt daher oft keinen Aufschluss ber die tatschlichen Relevanz.

Viele Symptome betreffen das ganze Volk oder Bienengruppen.(z.B. Durchfall, Buckelbrtigkeit, Black Queen Virus).

Vorgehen bei der diagnostischen Beurteilung der Bienengesundheit und Identifikation von Bienenkrankheiten

Die Bienen

Die Bienen man kann sie nicht streicheln

sie stechen

es ist keine gefhlsmige Bindung zu Einzeltieren mglich

sie werden trotzdem hufig als Hobby gehalten

schon fr Kinder interessant

stark emotional besetzt

sehr medienwirksam

Die Imker

ein sehr spezielles Klientel alt, weise und erfahren (?) einzelgngerisch (?) abgehrtet, unerschrocken verschroben, erfinderisch meist beraus kommunikativ

Die Imker

Der Tierarzt

Tierrztliches Wissen wirdzunehmend nachgefragt

1980er Invasion der Milbe Varroa destructor 2000er Vlkerverluste bis ca. 30% pro Jahr in EU

Mgliche Faktoren: Milben, Viren, Bakterien, Pilze, Pestizide, Vergiftungen, Arzneimittelmissbrauch, Managementfehler

Die Bienenkrankheiten Bsartige Faulbrut Anzeigepflicht Bakterium Paenibacillus larvae!Europische Faulbrut Bakterium Verschiedene Bakterien

Kalkbrut Pilz Ascophaera apisSteinbrut Pilz Aspergillus flavus und

A. fumigatusNosemose Pilz Nosema apis, N. ceranae

Varroose Parasit V. destructaTracheenmilbenkrankheit Parasit Acaparis woodiAmbenruhr Parasit Malphigamba mellifica

Tropilaelapsmilben Anzeigepflicht Parasit T. clareae, T. koenigerumKleiner Beutenkfer Anzeigepflicht Parasit Aethina tumida

Deformierte Flgel-Virus Virus Deformed Wing VirusSackbrut Virus SackbrutvirusSchwarze Kniginnen Krankheit Virus Black Queen Cell VirusAnsteckende Schwarzsucht Virus Chronisches Paralysevirus

Bienen haben keine Plasmazellen und keine spezifischen Antikrper


tiologische Untersuchungsmethoden

keine serologische Infektionsdiagnostik man kann Bienen nicht impfen

Bienenspezifische Therapiemanahmen

Abwehr durch Verhalten / soziale Immunitt

Putzverhalten (gegenseitiges Befreien von Parasiten) Nesthygiene (Abwehr von Parasiten, Entfernung toter Bienen,

Propolis, Subern des Nestes) Behavioral fever (Steigerung der Nesttemperatur auf bis zu 45C um

Eindringlinge zu tten, Kalkbrut zu stoppen) Soziale Organisation (Putzbienen fttern keine Brut mehr um die Gefahr der

Erregerbertragung zu mindern) Symbiotische Bakterien (endogene Bakterien hemmen z.B. Kalkbrutpilze)

Abwehrsysteme der Bienen


Die kollektive Infektionsabwehr steht bei Bienen im Vordergrund

Diagnose Bienenstand Management & Hygiene

Bienenspezifische Therapiemanahmenz.B. Putztrieb frdern

Kunstschwrmeoptimales FutterangebotVlker zusammenlegenneue Knigin einsetzen

Diagnose Hygiene Bienenstand Lage des

Bienenstandes Hygiene

Wabenhygiene Schutzkleidung Lagerrume Schleuderrume

Diemer


Erkrankungen haben Bedeutung fr den ganzen Bien

Man behandelt und diagnostiziert nicht die einzelne Biene

FluglochbeobachtungVolksstrke und Zusammensetzung prfen

Hans Thoma: Der Bienenfreund

Diagnose Volksstrke

Cave: Jahreszeit und Volksstatus bercksichtigen!

Diagnose Bienenstand und Gemll Diagnose Wabenbild

Dr. M. Hardt

Diagnose Bienenmaden

Kalkbrut Varroa

Diagnose Bienen

Varroa Bienenlaus Tropilaelaps MilbeBeinpaare 4 3 4Gre 3-4 mm 1-1,5 mm 0,7-1 mmSchadwirkung Brut/Adulte Knigin Brut

Diagnostisches MaterialProbenmaterial Bienen Waben Futterkranzproben Honig

Dr. M. Hardt Dr. M. Hardt

Mikrobiologische Untersuchungen

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Bakterielle Infektion z.B. Amerikanische Faulbrut

Paenibacillus larvae Gram positives, begeieltes Stbchen Sporen bildend Genotypen ERIC I-IV

Probenentnahme nur im Beisein des Amtstierarztes bzw. eines Bienensachverstndigen!

Dr. M. Hardt

PD Dr. E. Genersch

Dr. M. Hardt PD Dr. E. Genersch

Futterkranzproben

FutterkranzDie Nahrung wird in Form eines Futterkranzes ber dem Brutnest evtl. auch im Brutraum gespeichert. Im Futterkranz liegt der Pollen direkt ber der Brut und der Honig auerhalb des Pollens.

Dr. M. Hardt

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Probenversand bei AFB Verdacht Pilzinfektion z.B. KalkbrutAscophaera apisSchimmelpilzinfektion Larve vom Pilzmyzel durchsetzt (wei) Fruchtkrper des Pilzes mit Sporen

(grn-braun) Diagnose: Mykologie, Histologie

Pilzinfektion z.B. Nosema sp.

Pilz (Nosema spp.)Material: frisch abgettete Bienen einsenden, mglichst kurze Transportzeiten! Morphologische Untersuchungen: Makroskopie, Mikroskopie (nativ, Histologie)

Dr. M. Hardt

TracheenmilbenMaterial: frisch abgettete Bienen einsendenMorphologische Untersuchung: Makroskopie, Mikroskopie

Parasitre Infektion z.B. Tracheenmilben

Dr. M. Hardt

Deformed wing virusMaterial: frisch abgettete Bienen einsenden, Varroadiagnostik!Molekulare Untersuchungen: RT-PCR

Virusinfektion z.B. DWV Intoxikationen

Untersuchungsmaterial mind. 1000 tote Bienen (Gewicht ca. 80 bis 100 g) mind. 100 g Pflanzenmaterial

Bienenschutzverordnung gem Pflanzenschutzgesetz 33 Absatz 2 Nr. 8 ist die einzige

Untersuchungsstelle fr Bienenvergiftungen das Julius Khn-Institut jhrlich bis zu 400 Bienen- und Pflanzenproben auf Rckstnde

von Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen und deren Metabolite untersucht es wurden insgesamt 238 Wirkstoffe und Metabolite ermittelt.

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Aus dem Lnderinstitut fr Bienenkunde Hohen Neuendorf,

Molekulare Mikrobiologie und Bienenpathologie

Friedrich-Engels-Str. 32, 16540 Hohen Neuendorf

DeBiMo Das Deutsche Bienenmonitoring

E. Genersch

1. Einleitung

Den Winter 2002/2003 hatten im Mittel 30% der Bienenvlker in Deutschland nicht berlebt. Wissenschaftlern und Imkern fiel es gleichermaen schwer, diese ungewhnlich hohe Verlustrate zu erklren.

Gleichzeitig hie es aus Imkerkreisen, dass die Winterverluste in Deutschland seit Jahren kontinuierlich ansteigen wrden und auch in den Medien huften sich die Berichte, dass die Zahl der gehaltenen Bienenvlker weltweit alarmierend abnehmen wrde und ein baldiges Aussterben der Honigbienen zu befrchten sei.

Auch wenn die Situation nicht ganz so dramatisch ist, und die Zahl der Honigbienenvlker global in den letzten 60 Jahren sogar um 45% zugenommen hat, hilft das den Imkern, die unerklrliche und hohe Vlkerverluste erleiden, und den Regionen, in denen sich solche Verluste hufen, leider gar nicht.

Deshalb wurde im Herbst 2004 von den Bieneninstituten in Deutschland ein nationales Monitoring-programm, das sogenannte DeBiMo (Deutsches Bienenmonitoring) initiiert (1). Ziel dieses nun schon im 10. Jahr laufenden Monitorings war und ist es, das tatschliche Ausma der Winterverluste zu erfassen und Hinweise auf mgliche Ursachen sowohl von normalen als auch von auergewhnlichen Verlusten zu erhalten.

2. Durchfhrung

Seit dem Herbst 2004 werden an ungefhr 220 ber ganz Deutschland verteilten Bienenstnden jeweils 10 Bienenvlker mehrmals im Jahr untersucht und beprobt.

Die Brut-, Bienen- und Futterkranzproben werden auf diverse Krankheitserreger hin untersucht, das Pollenspektrum der Honigproben dient der Abschtzung der von den Bienen genutzten Trachtpflanzen und in den Bienenbrotproben wird nach Rckstnden von Pflanzenschutzmitteln gesucht.

Mit statistischen Auswertungen und Modellen werden einzelne Faktoren oder Faktorenkombinationen und die Winterverluste der dazugehrenden Vlker korreliert.

3. Zusammenfassung

Die Hhe der Winterverluste seit 2004/2005 bewegte sich erfreulicherweise zwischen ungefhr 6 % und knapp 19% und ist damit seit Jahren als normal zu bewerten.

Die erfassten Vlkerverluste, soweit sie nicht durch Verhungern oder Kniginnenverlust erklrt werden konnten, hingen wesentlich mit der Hhe des Varroabefalls im Herbst und den damit assozierten Virusinfektionen zusammen.

4. Literaturverzeichnis

1. GENERSCH, E., VON DER OHE, W., KAATZ, H., SCHROEDER, A., OTTEN, C., BCHLER, R., BERG, S., RITTER, W., MHLEN, W., GISDER, S., MEIXNER, M., LIEBIG, G., ROSENKRANZ, P. (2010): The German Bee Monitoring Project: a long-term study to understand periodically high winter losses of honey bee colonies. Apidologie 41, 332-352.

Anschrift der Verfasserin

PD Dr. E. Genersch, Lnderinstitut fr Bienenkunde


[email protected]

Die Honigbiene und der Tierarzt aktuelle Situation, Weiterbildung und

Medikamente in Deutschland und in Europa

H. AupperleLaboklin GmbH & Co. KG, Bad Kissingen

Bienenhaltung in der EU (2010)

Chauzat et al. (2013) Demographics of the European Apicultural Industry. PLoS ONE 8(11): e79018. doi:10.1371/journal.pone.0079018

13,8 Mio Bienenvlker 90,7% Hobbyimker 9,3% Berufsimker

220 000 to Honig/Jahr (140 Mio )

Bienenvlker Imker Vlker/Imker Deutschland 680 000 89 000 7,6 England 200 000 40 000 5,0 Frankreich 1 346 000 70 000 19,5 Italien 1 127 000 70 000 16,1 sterreich 367 000 24 450 15,0 Portugal 580 000 17 291 33,0 Spanien 2 500 000 24 250 103,0

Bienenhaltung in der EU

Berufsimker in Europa

Chauzat et al. (2013)

Honigproduktion in Europa 2010

Honig (t) t/100 Vlker

Deutschland 20 441 3 England 6 000 3 Frankreich 20 000 1,5 Italien 23 000 2,0 sterreich 6 000 1,6 Portugal 7 426 1,3 Spanien 33 084 1,3

Honigproduktion in Europa

Bienenprodukte in der EU 2010

Pollen Gelee Royal Kniginnen(kg) (kg) (Anzahl)

Deutschland ? ? ? England ? ? 4 500 Frankreich ? 7 000 ? Italien ? 4 000 350 000 sterreich ? ? ? Portugal ? ? ? Spanien 761 540 ? ? Ungarn 100 000 ? 45 000 Slowakai 100 000 30 75 000

Austria, Belgium, Bosnia-Herzegovina, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, FYROM, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Montenegro, Netherlands, Norway, Poland, Portuga,l Romania, Serbia, Slovak Republic, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey, United Kingdom

Mitglieder der AG Bienen 2012

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3 . 45 647

Rolle der Veterinre bei Bienenkrankheiten

Bienenkrankheiten im Studium der Veterinrmedizin

postgraduale Weiterbildungsmglichkeiten

tierseuchenrechtliche Situation in der EU

fr Bienen zugelassene Arzneimittel in der EU

Rckstandsproblematik in der EU

AG Bienen der FVEZiele der AG Honigbienen

Bestandsaufnahme der Situation der Bienen undder Veterinrmedizin in Europa

Empfehlungen an die FVE

1. Ausbildung

Studentische Ausbildung Tiermedizin Studium (Bienenkrankheiten)

in allen Lndern nur 5 bis 10 Vorlesungsstunden meist sogar nur fakultativ einzelne Universitten bis zu 30 stndige Kurse Italien (Bari, Bologna, Perugia, Sassari, Torino)Spanien (Cordoba, Murcia)

Vinetum-Professur fr Bienengesundheit an der Universitt Bern

Peter Neumann ist der erste Professor fr Bienengesundheit in der Schweiz. von der Bieler Vinetum-Stiftung errichtete Professur fnf Millionen Franken fr zehn Jahre

Empfehlungen/Ziele der FVE

intensiviertes und einheitliches Unterrichtsprogramm frdie Studierenden aller EU Lnder

Lehrsthle fr Bienenkrankheiten

Studentische Ausbildung Postgraduale Weiterbildung in Europa

Frankreich:seit 2006 ein French Diploma mit 3-monatiger Weiterbildung

Italien:Padova und Pisa: 300 Stunden Ausbildung (Theorie & Praxis)

Spanien:Barcelona: an der Biologischen Fakultt ein 40-stndige Weiterbildung

Belgien: ein 4-stndiger und ein 23 Tage Weiterbildungskurs

Fachtierarzt in sterreich seit Juni 2013 "Fachtierarzt Bienen" Ausbildungszeit: 3 Jahre (6 Module oder 20 h/Jahr)

- theoretischer und praktischer Teil dokumentierte Zusammenarbeit mit einem Kommissionsmitglied oder einem anderen Fachmann

Voraussetzungen : 5 Fallberichte (einer in einem ffentlichen Vortrag vorzustellen) 1 wissenschaftliche Publikation Praktikum bei einem Imker

(wenn der Tierarzt nicht selbst bereits mehrere Jahre Imker und Mitglied eines Verbandes ist)

Prfungskommission Vorsitz Dr. Robert Fink, Veterinrdirektor Burgenland.

Ausbildungsprogramm (6 Module) von Prfungskommission organisiert nicht verpflichtend

Aufgabenbereiche fr Fachtierrzte fr Bienen (aus den Weiterbildungsbestimmungen von sterreich)

Beratung ber gute imkerliche Praxis und bienengerechte Haltung prventive und kurative Betreuung von Bienenvlkern Diagnostik Schadenserhebung in Krankheits- und Vergiftungsfllen Untersttzung von Amtstierrzten bei der Seuchenbekmpfung

Qualittssicherung des Lebensmittel Honig Aufzeigen von Forschungsbedarf

Postgraduale Weiterbildung

Inhalte sollten sein:

Die Rolle der Bienen bei der Bestubung in der Landwirtschaft undfr die Biodiversitt des kosystems

Biologie der Honigbiene Bienenhaltung in Europa Gute imkerliche Praxis (GIP) Prvention und Kontrolle von Bienenkrankheiten Inspektion, Sanierung und Management von Bienenhaltungen Medikamentse Therapie von Bienenkrankheiten Nationale und EU Gesetze zur Haltung und zum Handel mit

Bienen(produkten)

Postgraduale Weiterbildung BRD bis 2013: Fachtierarzt fr Bienen

Bis 2013: keine Mglichkeit der Qualifikation in Bayern, Niedersachsen und Hessen!

Quelle: DIB

BRD bis 2013

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Aktuelle Situation in der BRD

2013 BTK Vorschlag einheitliche Weiterbildungsordnung: Zusatzbezeichnung Bienen

von den vier mitteldeutschen Kammern und Mecklenburg-Vorpommern bereits umgesetzt

vier weitere Kammern planen baldige Umsetzung

Bayern will im Mai 2014 auch die Zusatzbezeichnung Bienen einfhren

TK Bayern und TK Baden Wrttemberg planen fr 2014 Bienen-Module Kooperation mit der ATF?

LABOKLIN, Bad Kissingen, Bayern als Weiterbildungssttte anerkannt

ab Ende 2015 ist eine Online-Weiterbildung durch die ATF geplant

Aktueller Vorschlag ZB Bienen

Zusatzbezeichnung Bienen(Stand 6.2.2013)

I. AufgabenbereichDiagnostik, Therapie und Prophylaxe von Bienenerkrankungen. Beratung in Krankheits- und Vergiftungsfllen sowie zu Zucht und Haltung von Bienen.

II. Weiterbildungszeit 2 Jahre

III. Weiterbildungsgang.

B.Nachweis der Teilnahme an anerkannten fachbezogenen Fortbildungsveranstaltungen im In- oder Ausland mit insgesamt mindestens 80 Stunden...

IV. Wissensstoff1. Biologie der Bienen, insbesondere Anatomie, Physiologie, Ethologie,

Fortpflanzung, Haltung und kologie2. Untersuchung von Bienenvlkern, Bienen und Brut zum Nachweis von

Krankheiten, Schden und Vergiftungen3. Pathologie und Labordiagnostik von Bienenkrankheiten4. Prophylaxe von Bienenkrankheiten und schden5. Biologische und medikamentelle Behandlung von Bienenkrankheiten6. Honigkunde, sonstige Bienenprodukte (Propolis, Wachs, Bienengift)7. Einschlgige Rechtsvorschriften

V. Weiterbildungssttten1. Einschlgige Einrichtungen tierrztlicher Bildungssttten 2. Tierrztliche Kliniken und Praxen3. Lebensmittelberwachungs- und Veterinrmter4. wissenschaftlich geleitete Forschungseinrichtungen oder Institute mit einschlgigen Aufgabengebieten des In- und Auslandes.

AnlageVorlage von 2 ausfhrliche Fallberichten und 10 Dokumentationen (z. B. diagnostische Fallberichte, Dokumentation von Bestandssanierungen bei Seuchenfllen, Verste gegen rechtliche Bestimmungen), die durch den Weiterbildungsbefugten zu besttigen sind.

Aktueller Vorschlag ZB Bienen

Ausfhrlicher FallberichtANFORDERUNGEN an den AUSFHRLICHEN FALLBERICHT

A.) Allgemeine AnforderungenDer Ausfhrliche Fallbericht ist in seinem Umfang und in seiner Gliederung an den

Krankenberichten an den Universittskliniken orientiert. Es soll ein Fall ausfhrlich in seinem gesamten Verlauf dargestellt werden, es sollen Differentialdiagnosen aufgefhrt werden und es soll eine ausfhrliche Diskussion des Falles beigefgt werden. Insbesondere sollen die Flle von Beginn an oder ab bernahme einer berweisung bis zum Ende (Erstellung und Durchfhrung eines entsprechenden Therapieplanes) dargestellt werden. Auch soll der weitere Verlauf erwhnt werden.Nicht gltig sind Berichte, deren Bearbeitung in wesentlichen Punkten eingeschrnkt ist wegen des Abbruches einer Behandlung durch den Besitzer z.B. aus finanziellen oder anderen Grnden.

Der Umfang der ausfhrlichen Fallberichte betrgt mindestens 1200 Worte. Der Text soll in ganzen Stzen erstellt werden. Ergebnisse weiterfhrender Untersuchungen sollen in Kopie des Originalbefundes (z.B. Labor, Pathologie, Fotos usw.) oder auf einem beigefgten Datentrger in einem allgemein zugnglichen Dateiformat (z.B. kurze Filmsequenzen usw.) angefgt werden.

Die Ausfhrlichen Fallberichte der Nicht klinischen Weiterbildungsgnge sollen in Gliederung und Umfang den oben genannten Anforderungen entsprechen.

Ausfhrlicher FallberichtB.) Gliederung berschrift Thema, Autor, GebietsbezeichnungSignalement Tierbesitzer, Karteinummer, Datum der ersten Vorstellung

Tiername, Art, Rasse, Geschlecht, Alter, Gewicht AnamneseKlinische Untersuchung

Allgemeine klinische UntersuchungSpezielle klinische Untersuchung

Haare, Haut ,UnterhautSichtbare SchleimhutePalpierbare Lnn.ZirkulationsapparatRespirationsapparatDigestionsapparatUrogenitaltraktBewegungsapparatNervensystem und Sinnesorgane

Problemliste mit aufflligen SymptomenAusfhrliche DifferentialdiagnoseWeiterfhrende Untersuchungen mit Belegen und z.T. mit kurzer Begrndung Diagnose, Therapie, VerlaufDiskussion

Vorschlag fr Fallbericht BienenANFORDERUNGEN an den AUSFHRLICHEN FALLBERICHT

B.) Gliederung berschrift Thema, Autor, GebietsbezeichnungSignalement Tierbesitzer, Datum der ersten Vorstellung,

geographische Region, Stocknummer, Rasse, ggf. Gre/Gewicht des Volkes

AnamneseKlinische Untersuchung

Besichtigung des Bienenbestandes (Hygiene, Haltungsbedingungen) Fluglochbeobachtung Diagnose an der Beute (Volksstrke, Wabenhygiene, Parasiten, Gemll etc) Diagnose an den Bienen (Brut, Futterkranz, Knigin, Arbeiterinnen, Drohnen)Problemliste mit aufflligen SymptomenAusfhrliche DifferentialdiagnoseWeiterfhrende Untersuchungen mit Belegen und z.T. mit kurzer Begrndung Probenentnahme (ggf. im Beisein des Amtstierarztes bzw. eines Bienensachverstndigen! )

DiagnoseTherapie-/Sanierungsmanahmen (Plan erstellen, Ablauf und Erfolg dokumentieren)Diskussion

Zusammenfassung Weiterbildung

nationale Bestrebungen in der EU sehr unterschiedlich

bislang keine Vereinheitlichung auf europischer Ebene

Probleme in Deutschland: Die Umsetzung knnte an den komplizierten Entscheidungsstrukturen

der Landestierrztekammern scheitern aktuell nur 7 FT Bienen in BRD (4 in Rente) kaum zugelassene Weiterbildungssttten kaum tierrztl. Weiterbildungskurse

Appell: auf Tierrztekammern und deren Delegierten einwirken und den Bedarf / das Interesse deutlich machen!

2. Bienenkrankheiten - Tierseuchenrecht

Unterschiede zwischen den EU Lndernklimatischen Gegebenheiten Nutzungsformen (Anteil der Berufsimker bzw. der Hobbyimker) Politik des Landes

Bienenkrankheiten in der EU

doi:10.1371/journal.pone.0079018.g003

Das Deutsche Bienen Monitoring System gibt seit einigen Jahren eine gute bersicht ber die Prvalenz und die klinische Relevanz bestimmter Erreger von Bienenkrankheiten sowie verschiedener Kofaktoren (Giftstoffe).

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Vorkommen und Relevanz verschiedener Bienenkrankheiten in einigen EU-Lndern

Tierseuchenrecht in einigen EU Lndern ' $!! !(! !&&

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Bienenkrankheiten in der EU

Empfehlungen/Ziele der AG BienenVereinheitlichung der tierseuchenrechtlichen VorschriftenVereinheitlichung der Bekmpfungsstrategien

Probleme internationaler Handel mit Bienen (Kniginnen!) und Bienenprodukten Gefahr der Ausbreitung von Tierseuchen Sperrbezirke mit grenzberschreitenden Ausdehnungen 3. Medikamente

Prparat Wirkstoff Lnder D NL AU I P F

API-Bioxal Oxalsure - - - + - -APIGUARD Thymol + + + + + +API Life Var Thymol u.a. + - - + - +APISTAN Fluvalinate - + - + + +APIVAR Amitraz - - - + + +Bayvarol Flumethrin + - - - + -Ecoxal Oxalsure - - - - - -Perizin Coumafos + - - + - -Thymovar 15g Thymol + + - - + +

Verschreibungspflichtig, zugelassen

Beispiele fr lnderspezifische Unterschiede

Varroatose: z.B. Oxalsure in Frankreich nicht zugelassenAFB: in den USA sind Antibiotika zugelassenNosemose: Spanien dringt auf Behandlung mit Fumagillin

2. Untersttzung, Frderung und verstrkte Einbindung der Veterinre in Forschung, Lehre und Therapiekonzepte

Forderungen der FVE AG Bienen

1. Verbesserung der Ausbildung in und nach dem Studium

3. Apis mellifera L. ist als lebensmittellieferndes Tier wie alle anderenSpezies zu bercksichtigen

4. verstrkte Einbindung der Veterinre in die Produktion vonBienenprodukten von der Bienenhaltung bis zum Konsumenten (farm to fork)

5. Einheitliche Verschreibungspflicht fr alle Bienenmedikamente

6. Vereinheitlichung des Tierseuchenrechtes auf EU Ebene

4 Positionspapiere der Arbeitsgruppe Bienen1 Broschre

Tierrztliche Fachpraxis fr Kleintiere und Kleintierchirurgie Dr. Friedrich Rcken Christian-Albrecht-Str. 16, 24837 Schleswig

Therapeutischer Einsatz von medizinischem Honig bei Wunden von Kleintieren

F. Rcken

Das seit Jahrtausenden bekannte Heilmittel Honig ist seit ca. zwanzig Jahren wieder in den Fokus humanmedizinischen Interesses zur topischen Behandlung von Wunden unterschiedlicher Natur gelangt. In letzter Zeit findet dieses Naturprodukt auch zunehmende Aufmerksamkeit in der Tiermedizin.

Das wissenschaftliche und klinische Interesse richtet sich dabei in besonderem Mae auf die antibakteriellen Eigenschaften von Honig, denn die Besorgnis erregende Zunahme von Antibiotikaresistenzen und die hinterherhinkende Entwicklung neuer Antibiotika machen neue antimikrobielle Strategien fr die Wundbehandlung und pflege dringend erforderlich. Diese mssen folgende Eigenschaften erfllen: sichere mikrobizide Wirkung gegen infrage kommende Erreger mglichst ohne Potential fr Resistenzbildung sowie ausreichende objektive und subjektive Vertrglichkeit ohne relevante Nebenwirkungen.

Medizinischer Honig erfllt offensichtlich nach bisherigen in vitro und klinischen Studienergebnissen in der Humanmedizin diese Bedingungen fr die prventive und therapeutische Anwendung in der Wundpflege, ohne und mit Wundinfektionen ohne und mit (multi)resistenten Erregern gegen Antibiotika. Darber hinaus lassen antidematse, antiinfllammtorische sowie angiogenese-, granulations- und epithelisationsfrdernde Eigenschaften den Einsatz von medizinischem Honig in der Wundbehandlung und-pflege vorteilhaft erscheinen.

Die antibakterielle Wirkung von Honig beruht auf mehreren sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren: dem hohen Zuckergehalt, der Produktion von Wasserstoffperoxid, dem niedrigen pH, dem Gehalt an Methylglyoxal sowie dem jngst identifizierten Peptid Bee defensin-1, wobei die Konzentrationen an Wasserstoffperoxid, Methylgyloxal und Bee defensin-1 je nach Herkunft teilweise erheblich schwanken knnen.

Seit der ersten Zulassung von Honig als standardisiertes Medizinprodukt zur Wundpflege 1999 in Australien werden Wundauflagen mit medizinischem Honig in zunehmendem Mae auch in Deutschland zur Wundpflege verwendet.

Es gibt mehrere medizinische Honige mit potenter antibakterieller Wirksamkeit, die als Medizinprodukte fr die lokale Wundbehandlung zugelassen sind, beispielsweise RevamilR (Holland), MedihoneyR, MelMaxR (Deutschland). Die Quelle des hollandischen RevamilR ist sog. RS-Honig, der unter standardisierten Bedingungen in Gewchshusern produziert wird. In standardisierter Form wird seit einigen Jahren Manuka- bzw. Leptospermum-Honig aus Neuseeland bzw. Australien zur medizinischen Anwendung auch in Deutschland vertrieben, als Medizinprodukte beispielsweise MedihoneyR Medizinischer Honig und Wundgel sowie als Gelverband (Fa. Comvita, Vertrieb: ApoFit Arzneimittelvertrieb GmbH, Strullendorf) und als Pflegeprodukte (z.B. Kruuse Manuka G Honig, Vertrieb Henry Schein Vet GmbH, Hamburg). In letzter Zeit kamen weitere Honig enthaltende Wundauflagen als Medizinprodukte auf den Markt, wie mit Buchweizenhonig imprgnierte Wundverbnde (MelMaxR, Fa. Dermagenics, Vertrieb: Beese, Barsbttel). Die deklarierte Wirksamkeit kann sich aber nur auf den physikalischen, osmotischen Effekt beziehen, da anders als bei Arzneimitteln kein pharmakologischer Wirksamkeitsnachweis gefordert wird.

Anwendungsgebiete fr medizinischen Honig sind akute und chronische Wunden, oberflchliche und tiefe, einschlielich nekrotische und/oder infizierte Wunden, chirurgische Wunden, Verbrennungen/Verbrhungen, Wundpflege und Wundantisepsis, auch bei durch Chemotherapie immunsupprimierten Patienten, belriechende Wunden oder Tumoren, nekrotisierende Weichteilinfektionen sowie allgemeine erste Hilfe.

Medizinischer Honig zur Wundbehandlung wird berwiegend sehr gut toleriert. Selten knnen lokal transiente Schmerzen unmittelbar nach der Honigapplikation auftreten, vermutlich aufgrund der osmotischen Aktivitt und des niedrigen pH. Vereinzelt werden auerdem lokale Ekzeme im Wundnahbereich beobachtet. Weitere Untersuchungen sind aber notwendig, ob diese Hautreaktionen auf den Honig selbst oder auf die Wundabdeckungen zurckzufhren sind

Honig darf nicht bei Patienten mit Allergien gegen Bienenprodukte nicht angewendet werden. Honige mit pflanzlichen Verdickungsmitteln (MedihoneyR Wundgel) sollten nicht in tiefen Wunden oder Fistelgngen eingebracht werden, da sich diese eventuell nur schwer entfernen lassen.

Fazit: Auch wenn es nach meinem Wissen in der (Kleintier)Tiermedizin bisher an publizierten robusten klinischen Studien fehlt, seien es nun retrospektive oder prospektive randomisierte Studien, die die Sicherheit und Wirksamkeit von medizinischem Honig an einer greren Fallzahl in der Behandlung bzw. Pflege unterschiedlicher Wundtypen untersucht haben, um dem Kliniker eine gesicherte Grundlage fr sein medizinisches Handeln zu geben, so zeigen doch eigene klinische Beobachtungen mit gassterilisierten Leptospermum-Honigen aus Neuseeland bzw. Australien bisher sowohl eine sehr gute Vertrglichkeit als auch zumindest keine die Wundheilung nachteilig beeinflussende Wirkung.

Weiterfhrende Literatur (mit ausfhrlichem Literaturverzeichnis): Rcken, F (2013): Honig fr die moderne Wundbehandlung Renaissance eines

uralten Heilmittels. KLTP 58 (12): 617-628

Anschrift des Verfassers: Dr. med. vet. Friedrich E. Rcken, Dipl. ECVS Fachtierarzt fr Kleintiere und Chirurgie (Kleintiere) Christian-Albrecht-Str. 16, D-24837 Schleswig E-mail: [email protected]




So funktioniert die moderne Erforschung von Bienenkrankheiten

E. Genersch

1. Einleitung

Bei Bienenkrankheiten handelt es sich ausschlielich um Infektionskrankheiten oder Parasitosen. Die Erreger gehren zu den Viren, Bakterien, Pilzen und Metazoen.

Bis vor ca. 20 Jahren wurden bei der Diagnose und Erforschung von Bienenkrankheiten kaum molekulare Methoden angewendet, obwohl die Anfnge der Molekularbiologie bereits in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts liegen und fr die Diagnose und Erforschung von Krankheiten der Vertebraten (incl. des Menschen) von Anfang an genutzt wurden.

Grnde fr diesen Dornrschenschlaf der Bienenkrankheiten gibt es viele. Beim Erreger der Amerikanischen Faulbrut der Bienen (AFB), dem Bakterium Paenibacillus larvae, fhrte z.B. eine fehlerhafte Klassifizierung dazu, dass eine Standardmethode in der Diagnose von Infektionserregern, die Polymerase Kettenreaktion (PCR), fr ungeeignet in der Labordiagnose der AFB erklrt wurde, da mit ihr die pathogene, AFB-auslsenden Subspezies P. larvae larvae nicht von der apathogenen Subspezies P. larvae pulvifaciens zu unterscheiden sei. Erst als wir 2006 die Reklassifizierung der Spezies P. larvae verffentlichten und zeigten, dass es keine in der Pathogenitt unterschiedliche Subspezies gibt, sondern dass es

lediglich Unterschiede in der Virulenz innerhalb der Spezies P. larvae gibt, konnte die PCR zur eindeutigen AFB-Diagnostik eingesetzt werden (1).

Die Diagnose von Virusinfektionen bei Bienen war ohne PCR auch nur sehr eingeschrnkt mglich. Eine Anzucht von Bienenviren in Zellkultur ist bis heute nicht mglich. Ein Virusnachweis ber spezifische Antikrper, die sich im Wirt bilden, ist bei Bienen nicht durchfhrbar, da Bienen kein adaptives Immunsystem haben und keine Antikrper bilden. Der Nachweis einzelner Bienenviren (ABPV) ber ELISA-Techniken oder Agardiffusionsassays wurde zwar von einigen Laboren angeboten, war aber in der Aussagekraft limitiert, da die Qualitt des Nachweises ber polyklonale Antikrper von der schwankenden Qualitt der Antikrperprparationen abhing und vor allem die Sensitivitt nicht ausreichte, um einzelne Bienen oder Milben zu untersuchen. Die Etablierung eines ersten Protokolls zum PCR-Nachweis von DWV in einzelnen Bienen bzw. Krperteilen von Bienen brachte auch in der Bienenvirologie den entscheidenden Durchbruch (2). Inzwischen beschrnken sich die molekularen Methoden in der Erforschung von Bienenkrankheiten lngst nicht mehr nur auf PCR-Nachweise sondern sie dominieren mit ihrer Vielfalt die moderne Erforschung von Bienenkrankheiten und fhrten in den letzten Jahren auch zu entscheidenden Fortschritten.

2. Durchfhrung

Am Beispiel der AFB und P. larvae kann sehr gut nachvollzogen werden, wie sich die moderne Erforschung von Bienenkrankheiten entwickelt hat und welche Fortschritte mit den modernen Methoden erreicht werden knnen. Nach der Reklassifizierung der Spezies im Jahr 2006 (1), bei wir auch schon moderne Methoden angewendet hatten, konnte der PCR-Nachweis des Erregers endlich in die Labordiagnostik der AFB eingefhrt werden. Eine molekulare Typisierung der Erreger mit PCR-Protokollen, in denen repetitive Elemente in der bakteriellen DNA mittels geeigneter Primer vervielfltigt werden, ermglichte uns die Identifizierung von vier praxisrelevanten P. larvae Genotypen, P. larvae ERIC I IV.

Die Unterschiede zwischen den Genotypen sind ausreichend, um sie auch mittels MALDI-ToF-Analyse unterscheiden zu knnen (3). Dadurch sollte der Einfhrung

der Differenzierung der Erreger als Bestandteil der Routinelabordiagnostik der AFB nichts mehr im Weg stehen. Als Goldstandard der Genotypisierung gilt heutzutage das multi locus sequence typing (MLST). Mit Hilfe einer von uns in Kooperation mit englischen Kollegen entwickelten MLST-Analyse konnten die vier Genotypen in insgesamt 21 Sequenztypen aufgespalten werden, wobei die Gruppierung in ERIC I, ERIC II und ERIC III/IV erhalten blieb.

Um die Krankheitsentstehung der AFB und die molekularen Grundlagen der Virulenzunterschiede zwischen Genotypen und Stmmen zu verstehen, haben wir das Genom, das Proteom und das Metabolom von P. larvae untersucht. Vergleichende Genomanalysen haben wir zunchst mit Hilfe der suppression subtractive hybridization (SSH) durchgefhrt. Aus dem Vergleich verschieden virulenter Stmme von P. larvae, die zu den verschiedenen Genotypen gehrten, erhielten wir erste Informationen zu mglichen Virulenzfaktoren (4).

Mit den modernen Methoden der Hochdurchsatzsequenzierung, dem sog. next generation sequencing (NGS), ergnzt durch die klassischen Sequenziertechniken gelang es uns in Kooperation mit Kollegen aus Gttingen, die vollstndigen Genome von je einem Vertreter von P. larvae ERIC I und ERIC II zu entschlsseln (5).

Ein in silico-Vergleich dieser beiden Genome besttigte und erweiterte die Erkenntnisse, die die SSH-Analyse erbracht hatte: Die beiden weltweit fr AFB-Ausbrche verantwortlichen Genotypen ERIC I und II haben vllig unterschiedliche Strategien zur Ttung der Larven entwickelt (5).

Mit vergleichenden Proteomanalysen innerhalb der Spezies P. larvae konnten wir die Unterschiede zwischen den Genotypen, diesmal allerdings auf der Ebene der exprimierten Proteine, weiter belegen. Der bisher wichtigste Unterschied ist, dass nur P. larvae ERIC II ein S-layer-Protein, SplA, exprimiert (6). S-layer-Proteine zhlen bei pathogenen Bakterien hufig zu den Virulenzfaktoren, so dass eine funktionelle Analyse dieses Proteins sinnvoll erschien.

ber eine vergleichende Analyse der metabolischen Eigenschaften von etlichen Vertretern der Spezies P. larvae hatten wir schon frh gezeigt, dass sich die Genotypen deutlich in ihren Stoffwechselfhigkeiten unterscheiden (7). So knnen Vertreter von P. larvae ERIC II Glucose und Fructose verstoffwechseln, wogegen P.

larvae ERIC I nicht wachsen kann, wenn als einzige Kohlenstoffquelle D-Fructose angeboten wird.

Bei der modernen Erforschung von pathogenen Bakterien wird die Rolle einzelner Proteine in der Pathogenese oft analysiert ber den Vergleich von Wildtyp-Bakterien mit davon abgeleiteten, gentechnisch hergestellten Mutanten, die das fragliche Protein nur vermindert oder gar nicht mehr exprimieren knnen. Vor zwei Jahren ist es uns gelungen, ein Protokoll fr die genetische Manipulation von P. larvae zu entwickeln (8) und - in Zusammenarbeit mit sterreichischen Kollegen auch ein Protokoll zur gezielten Ausschaltung der Expression einzelner Gene, z.B. des Gens fr das S-layer-Protein (9). Damit war P. larvae und die AFB-Forschung endgltig im Zeitalter der modernen Erforschung von Bienenkrankheiten angekommen.

3. Zusammenfassung

Nachdem die Molekularbiologie in der Erforschung von Bienenkrankheiten lange ausgeblendet worden war und damit die Mglichkeiten, die die Methoden dieser Disziplin bieten, ungenutzt blieben, sind wir inzwischen an einem Punkt, an dem auch die Erforschung der durch Viren, Bakterien, Pilze und Milben verursachten Bienenkrankheiten ohne molekulare Methoden nicht mehr denkbar ist.

Damit hat auch diese Forschungsrichtung den Sprung in die heutige Zeit geschafft.


1. GENERSCH, E., FORSGREN, E., PENTIKINEN, J., ASHIRALIEVA, A., RAUCH, S., KILWINSKI, J., FRIES, I. (2006): Reclassification of Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens and Paenibacillus larvae subsp. larvae as Paenibacillus larvae without subspecies differentiation. Int J Syst Evol Microbiol 56, 501-511.

2. GENERSCH, E. (2005): Development of an RT-PCR method for the rapid and sensitive detection of Deformed wing virus, a pathogen of the honeybee (Apis mellifera). Vet J 169, 121-123. 3. SCHFER, M.O., GENERSCH, E., FNFHAUS, A., POPPINGA, L., FORMELLA, N., BETTIN, B., KARGER, A. (2014): Rapid identification of differentially virulent genotypes of Paenibacillus larvae, the causative organism of

American foulbrood of honey bees, by whole cell MALDI-TOF mass spectrometry. Vet Microbiol 170, 291-297.

4. FNFHAUS, A., ASHIRALIEVA, A., BORRISS, R., GENERSCH, E. (2009): Use of suppression subtractive hybridization to identify genetic differences between differentially virulent genotypes of Paenibacillus larvae, the etiological agent of American Foulbrood of honeybees. Environ Microbiol Rep 1, 240-250.

5. DJUKIC, M., BRZUSZKIEWICZ, E., FNFHAUS, A., VOSS, J., GOLLNOW, K., POPPINGA, L., LIESEGANG, H., GARCIA-GONZALEZ, E., GENERSCH, E., DANIEL, R. (2014): How to kill the honey bee larva: Genomic potential and virulence mechanisms of Paenibacillus larvae. PLoS ONE 9, e90914.

6. FNFHAUS, A., GENERSCH, E. (2012): Proteome analysis of Paenibacillus larvae reveals the existence of a putative S-layer protein. Environ Microbiol Rep 4, 194-202.

7. NEUENDORF, S., HEDTKE, K., TANGEN, G., GENERSCH, E. (2004): Biochemical characterization of different genotypes of Paenibacillus larvae subsp. larvae, a honey bee bacterial pathogen. Microbiology-SGM 150, 2381-2390.

8. POPPINGA, L., GENERSCH, E. (2012): Heterologous expression of green fluorescent protein in P. larvae, the causative agent of American Foulbrood of honey bees. J Appl Microbiol 112, 430-435.

9. POPPINGA, L., JANESCH, B., FNFHAUS, A., SEKOT, G., GARCIA-GONZALEZ, E., HERTLEIN, G., HEDTKE, K., SCHFFER, C., GENERSCH, E. (2012): Identification and functional analysis of the S-Layer protein SplA of Paenibacillus larvae, the causative agent of American Foulbrood of honey bees. PLoS Path 8, e1002716.




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So funktioniert die moderne Erforschung von Bienenkrankheiten



Gliederung

Pathologie-ATLAS Bienenkrankheiten Mikro CT bei Bienen Makro CT bei Bienen

Pathologie-Atlas der Bienenkrankheiten PD Dr. Elke Genersch, Lnderinstitut fr Bienenkunde Hohen Neuendorf e.V. Bereitstellung der gesunden, infizierten und kranken BienenPD Dr. Heike Aupperle, LABOKLIN GmbH & Co.KG

Histopathologische Befunderhebung, Diagnostik, Fotodokumentation und Verfassung des Bildatlas

gefrdert durch:Bundesministeriums fr Ernhrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz ber die Verwendung des Zweckvermgens des Bundes bei der Landwirtschaftlichen Rentenbank

Teil I: Klinisch und tiologisch gesunde Bienenvlker des LIB Etablierung histologischer Prparations- und Frbetechniken fr Bienen Entwicklung und Normalstrukturen der Bienenorgane Unterschiede zwischen Bienenknigin, Arbeiterbienen und Drohnen

Etablierung histopathologischer Methoden fr die Honigbiene

HintergrundEs gibt keine systematische histopathologische Grundlagenliteratur zurHistopathologie der Bienen und ihrer Entwicklungsstadien.

Fragstellung Wie prpariert man Insekten, speziell Bienen fr die

Routinehistopathologie? Was kann man histopathologisch darstellen und welche Frbungen

eignen sich dazu? Welchen Einfluss haben Autolyse und Fulnis?

Tiergut und MethodenArbeiterin Knigin Drohn

n=640 n=88 n=198Eier 60 -- 3Larven 290 37 75Puppen 40 37 85Imagos 250 14 35

Makroskopische Prparation Messung Prparation

Makroskopische Prparation Fotografische Dokumentation

Histologische Prparation ggf. Chlordioxidbehandlung (Fa. Diagonal) 15 bis 40 Minuten

3h

5h

1h

Histologische Prparation Einbettung Schneiden, Superfrost Objekttrger langsam Trocknen lassen ber Nacht im Wrmeschrank Frben (HE, Azan, W&S)

Tabelle: Reaktionsmuster verschiedener Frbungen bei der Honigbiene

HE PAS W&S Azan Pikrosirius

Kerne blau blau schwarz hellrot braun

Muskulatur rot rosa gelb-braun rosa-rot gelbTracheen rosa blass-rosa schwarz blass-rosa rosaDrsen rosa-rot-

hellblau rosa-violett gelb-braun rosa rot-braun

Peritroph. Membran hellblau violett hellbraun farblos violett

Endokutikula rosa - schwarz rosa -

Histologische Frbungen

Azan PikrosiriusrotW&SPAS

Larven

zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung Tiere entnommen

in 80% Ethanol gettet 3x mit A. bidest. gewaschen

toten Tiere zurck aufs Futter gesetzt Inkubation bei 35C Probenentnahme zu definierten Zeitpunkten

Autolyse?

Begasung mit CO2 Tten in 80% Ethanol 3x Waschen mit Bidest Inkubation bei 32C

ganze Tiere und prparierte Drme zudefinierten Zeitpunkten p.m. in Formalin fixiert

Autolyse?

Larven und Imagos max. 6 Stunden post mortem fixieren

2h pm 6h pm 48h pm24h pm

1h pm 9h pm

Die histologische Untersuchung von Bienen erfordert einigeModifikationen der mikroskopischen Techniken.

Die Unterschiede in Aufbau und Funktion der Gewebe vonHonigbienen bedingen andere Frbemuster als bei Wirbeltieren.

Die Etablierung dieser routinemig einsetzbaren Technikenbildet die Grundlage fr die systematische Untersuchungphysiologischer und pathologischer Befunde beiHonigbienen.

Zusammenfassung Gliederung


Mikro-CT

Ziel der Studie: Darstellung der chitinhaltigen Strukturen der BieneDarstellung von chemischer Schdigung des Chitins

Hintergrnde: Chitin ist Bestandteil der wichtigen Barrieren (Kutikula und peritrophe Membran) gegen diverse Noxen.

V.a. chemische Noxen z.B. Pestizide und Umweltfaktoren knnen diese Barriere schdigen erhhte Anflligkeit fr Infektionen

Mikro-CTChitin: kommt in drei kristallinen Formen vor Kutikula der Bienen: beta-Kristallform

Methodisches Prinzip der Studie: Bindung von Silberverbindung an denaturiertes nichtkristallines

Chitin und Hydrochloridsalze

Denaturierung von Chitin Deazetylierung Verlust der kristallinen Chitinstruktur hydrophile Schwellung Oxidation (Ozon,ROS) Schweiger-peeling Prozess und Bildung von Hydrochloridsalzen

Mikro-CTVorversuch: Rntgen der Bienen nach Silberkontrastierung

Mikro-CTGruppeneinteilung1) Unreifes Chitin bei Biene kurz vor Schlupf weich aber vllig unbelastet2) Reifes Chitin nach Ablsung der ueren Schicht + chemischer Behandlung3) Reifes Chitin nach Ablsung der ueren Schicht 4) Reifes Chitin bei Flugbiene

Mikro-CTZusammenfassung:Vernderungen der Chitinschicht der Bienen knnen mit

dieser Technik sichtbar gemacht werden.

v.a. die Kutikula der Augen zeigt die Unterschiede!

Mglichkeiten in der weiteren Forschung und Diagnostikvon toxischen Effekten, die die Chitinschicht und die Kutikula schdigen

Gliederung


Ziel der Studie: Identifikation eines mglichen Ersatzes fr Zuckerwasser in Bienenmedikamenten

Tylose MH, Sorbitol und Glycerol werden getested hinsichtlich Attraktivitt fr Apis mellifera Applikationsmglichkeiten Toxizitt bei individueller Applikation und bei Weitergabe in kleinen

Bienengruppen

Makro-CTHintergrnde: Varroazide z.B. Oxalsure wirken besser, wenn sie mit Zuckerlsung versetzt werden Weitergabe von Tier zu Tier Aber: Problem der oralen Aufnahme und toxischer Effekte

Makro-CT

TiergutApis mellifera carnica Volk mit ca. 3000 Individuen in Wintertraube ohne Brut

Substanzen Tylose MH 0.5 %, 1 %, 3 % Sorbitol 7 % Glycerol 85 %

Makro-CT1) Einzeltieruntersuchungen Attraktivitt: 5 L Lsung angeboten dermale Applikation: 5 L aufgetrufelt

Putzverhalten whrend 30 min? Toxizitt nach 24 h, 48h, 72 h

1) Ergebnisse keine Substanz war attraktiv fr Bienen unterschieldiche Haftungseigenschaften Bienen versuchen sich die Substanzen selber abzuputzen nur einzelne Todesflle fr weitere Experimente nur noch Tylose MH 1 % und Glycerol 85 %

Makro-CT2) Was machen die Bienen mit der Substanz? Gelber Farbstoff zur wssrigen Lsung (0,2 g/mL) 5 Tropfen (100 L) auf beide Seiten der Wabe auf die Bienentraube getrufelt

1 ml/100 Bienen

Kontrolle nach 24 h

Rckstnde auf den Bienen? Rckstnde in den Waben?

Glycerol Tylose Zuckerwasser

2) ErgebnisseGlycerol 85% am besten geeignet!

Makro-CT3) Darstellbarkeit der Verteilung mittels CT?

Gleichmige Verteilung im Volk? unbehandelte Bienen versus Unilux+Glycerol

3) Ergebnisse Keine Toxizitt von Unilux Gute Darstellbarkeit der Bienenverteilung mittels Unilux+Glycerol

Zusammenfassung Makro-CTStudien 1) und 2)

Glycerol 85% bleibt feuchthaftet am lngstenwird von Bienen zu Biene bertragen und verteilt

Tylose, Sorbitol perlen ab oder fallen nach Trocknung ab

Zuckerwasser bildet groe Kristalle wird beim Selbstputzen und gegenseitigen Putzen entfernt Gefahr der Indigestion zB Oxalsure ist dann toxisch ()

Studie 3)Kombination aus Kontrastmittel und Glycerol im CT gut darstellbar

Ausblick Glycerol als potentieller Trger fr Mediakmente gut geeignet Verteilungsstudien mittels Kontrastmittel und CT sind mglich kombinatorische toxische Effekte mit dem jeweiligen Medikament mssen

jedoch geklrt werden!

FazitGrenzen berschreiten! es gibt auch in der Bienenforschung spannende Mglichkeiten,

z.B. die fr Wirbeltiere etablierten bildgebenden Verfahren auf die Honigbiene zu bertragen!

tierrztliche Expertise und Kreativitt knnen neue Wege gehen und Mglichkeiten erffnen..




Bsartige Faulbrut Aktuelle Erkenntnisse zur molekularen Pathogenese

E. Genersch, L. Poppinga

1. Einleitung

Die Amerikanische Faulbrut der Bienen (AFB) ist eine anzeigepflichtige Tierseuche verursacht durch Paenibacillus larvae, ein Gram-positives, stbchenfrmiges Bakterium (1).

Eine Genotypisierung vieler Erregerstmme verbunden mit Untersuchungen zur Virulenz der einzelnen Stmme zeigte, dass es vier phnotypisch relevante Genotypen gibt, die sich mittels repPCR unter Verwendung von ERIC-Primern differenzieren lassen.

Die beiden Genotypen ERIC I und II sind weltweit verantwortlich fr AFB-Ausbrche, whrend von ERIC III und IV nur wenige historische Isolate in Stammsammlungen hinterlegt sind.

Der fr die Praxis entscheidende Unterschied zwischen den P. larvae Genotypen ERIC I IV ist die unterschiedliche Virulenz gemessen als die Zeit, die das Pathogen braucht, um alle infizierten Tiere zu tten (LT100). In Expositionsbioassays gelang es ERIC II-IV, alle infizierten Larven innerhalb von 6-7 Tagen zu tten, wogegen Tiere, die mit ERIC I infiziert waren, auch schon mal erst nach 12-13 Tagen starben (1,2).

Diese Unterschiede fhren dazu, dass in einer Gruppe von Tieren, die mit P. larvae ERIC II infiziert wird, ca. 90% der Larven vor Erreichen der Metamorphose (Zeitpunkt der Verdeckelung der Brutzelle im Volk) sterben, whrend bei P. larvae ERIC I infizierten Tieren dieser Anteil nur bei ca. 60% liegt und daher ca. 40% erst nach der Verdeckelung, das heit in der verdeckelten Zelle, sterben (3).

Diese Unterschiede sind vor allem relevant vor dem Hintergrund der sozialen Immunabwehr der Bienen: Die Bienen, die die Brut versorgen, sind auch in der Lage, erkrankte Tiere zu erkennen und diese im Rahmen des sog. Hygieneverhaltens auszurumen. Diese soziale Immunabwehr funktioniert vor allem in den Larvenstadien, wenn die Larven in den offenen Zellen liegen und tglich gefttert und kontrolliert werden. Nach der Verdeckelung der Zelle und mit dem Beginn der Puppenentwicklung ist es fr die Bienen wesentlich schwieriger, erkrankte Tiere zu erkennen und zu entfernen. Es daher fr die Mglichkeit eines Bienenvolks, eine AFB-Erkrankung ber die soziale Immunabwehr zu bekmpfen, entscheidend, wie hoch der Anteil der Larven ist, die bereits vor der Verdeckelung erkennbar erkrankt, moribund oder sogar tot sind. Diese Larven knnen nmlich sehr effektiv entfernt werden, was auch den Erregerdruck im Volk reduziert (3). Je mehr Larven bis zur Verdeckelung unauffllig bleiben und erst nach der Verdeckelung sterben, desto mehr Sporen werden gebildet und desto schneller kann sich der Erreger im Volk und zwischen Vlkern ausbreiten (3).

2. Durchfhrung

Nachdem wir diese Virulenzunterschiede zwischen den Genotypen in Laborversuchen und in Minivlkern untersucht und im Detail beschrieben hatten, wollten wir die molekularen Grundlagen der Pathogenese und der Virulenzunterschiede ergrnden.

Erste Hinweise auf genomische Unterschiede zwischen den Genotypen hatte eine vergleichende Genomanalyse mittels suppression subtractive hybridization (SSH) ergeben, die bereits nahelegte, dass P.larvae ERIC I nicht aber P. larvae ERIC II Toxine exprimiert und, dass sich die Genotypen auch in der Ausstattung mit Genclustern fr die Produktion von Sekundrmetaboliten unterscheiden (4).

Dagegen hatte eine vergleichende Proteomanalyse ergeben, dass P. larvae ERIC II nicht aber P. larvae ERIC I ein S-layer-Protein, SplA, exprimiert (5). Die funktionelle Charakterisierung dieses Proteins erfolgte unter anderem ber Nutzung von gentechnisch hergestellten P. larvae-Mutanten, die dieses Protein nicht mehr herstellen knnen. Es zeigte sich, dass SplA ein wichtiger Virulenzfaktor von P. larvae ERIC II ist und die Adhsion der Bakterien an das Darmepithel der Larven vermittelt (6).

Auch die funktionelle Analyse der bei P. larvae ERIC I gefundenen Toxine Plx1 und Plx2 erfolgte ber Mutanten, die diese Toxine nicht mehr exprimieren konnten, und ergab, dass diese Toxine wichtige Virulenzfaktoren von P. larvae ERIC I sind (7).

Die genomischen Unterschiede zwischen P. larvae ERIC I und II konnten mit der Sequenzierung der vollstndigen Genome je eines ERIC I- und eines ERIC II-Stammes besttigt und erweitert werden (8).

Diese Genomsequenzen erlaubten auch eine detaillierte Untersuchung der Sekundrmetaboliten von P. larvae, deren nicht-ribosomale Produktion durch Megaenzymkomplexe (Nicht-ribosomale Peptidsynthetasen (NRPS) und Polyketidsyntasen (PKS)) gesteuert wird. Es ist uns krzlich gelungen, drei der vier Gencluster zu entschlsseln und die Produkte ber massenspektrometrische Analysen zu identifizieren (9).

3. Zusammenfassung

Obwohl die AFB mit eine der wichtigsten und verheerendsten Krankheiten der Honigbiene ist, war bis vor kurzem erschreckend wenig ber die Pathogenese und den Erreger bekannt. Das, was in den Lehrbchern ber P. larvae und die AFB nachgelesen werden kann, erwies sich bei genauerem Hinsehen als eine Sammlung von Anekdoten und plausiblen aber nicht berprften Halbwahrheiten. I

n den letzten 10 Jahren hat sich diese Situation vor allem durch unsere Arbeiten gendert. Das Konzept und die Bedeutung der verschiedenen Genotypen von P. larvae sind inzwischen weitgehend akzeptiert, auch weil sie zunehmend von

molekularen Daten, die die Unterschiede zwischen den Genotypen belegen und erklren, untermauert werden.

Die Ergebnisse zur molekularen Pathogenese der AFB zeigen, dass die beiden weltweit verbreiteten Genotypen P. larvae ERIC I und II zwar beide zum Tod der infizierten Larven fhren, sich in dieser Hinsicht prinzipiell also nicht unterscheiden, dass die Genotypen dieses Ziel aber nicht nur unterschiedlich schnell, sondern vor allem ber unterschiedliche Strategien erreichen.

Diese Strategien noch besser zu verstehen, um dann auch eine bessere Bekmpfung der AFB entwickeln zu knnen, ist unser Ziel.


1. GENERSCH, E., FORSGREN, E., PENTIKINEN, J., ASHIRALIEVA, A., RAUCH, S., KILWINSKI, J., FRIES, I. (2006): Reclassification of Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens and Paenibacillus larvae subsp. larvae as Paenibacillus larvae without subspecies differentiation. Int J Syst Evol Microbiol 56, 501-511..

2. GENERSCH, E., ASHIRALIEVA, A., FRIES, I. (2005): Strain- and genotype-specific differences in virulence of Paenibacillus larvae subsp. larvae, a bacterial pathogen causing American Foulbrood disease in honey bees. Appl Environ Microbiol 71, 7551-7555.

3. RAUCH, S., ASHIRALIEVA, A., HEDTKE, K., Genersch, E. (2005): Negative correlation between individual-insect-level virulence and colony-level virulence of Paenibacillus larvae, the etiological agent of American Foulbrood of honey bees. Appl Environ Microbiol 75, 3344-3347.

4. FNFHAUS, A., ASHIRALIEVA, A., BORRISS, R., GENERSCH, E. (2009): Use of suppression subtractive hybridization to identify genetic differences between differentially virulent genotypes of Paenibacillus larvae, the etiological agent of American Foulbrood of honeybees. Environ Microbiol Rep 1, 240-250.

5. FNFHAUS, A., GENERSCH, E. (2012): Proteome analysis of Paenibacillus larvae reveals the existence of a putative S-layer protein. Environ Microbiol Rep 4, 194-202.

6. POPPINGA, L., JANESCH, B., FNFHAUS, A., SEKOT, G., GARCIA-GONZALEZ, E., HERTLEIN, G., HEDTKE, K., SCHFFER, C., GENERSCH, E. (2012): Identification and functional analysis of the S-Layer protein SplA of Paenibacillus larvae, the causative agent of American Foulbrood of honey bees. PLoS Path 8, e1002716.

7. FNFHAUS, A., POPPINGA, L., GENERSCH, E. (2013): Identification and characterization of two novel toxins expressed by the lethal honey bee pathogen Paenibacillus larvae, the causative agent of American Foulbrood. Environ Microbiol 15, 2951-2965.

8. DJUKIC, M., BRZUSZKIEWICZ, E., FNFHAUS, A., VOSS, J., GOLLNOW, K., POPPINGA, L., LIESEGANG, H., GARCIA-GONZALEZ, E., GENERSCH, E., DANIEL, R. (2014): How to kill the honey bee larva: Genomic potential and virulence mechanisms of Paenibacillus larvae. PLoS ONE 9, e90914.

9. GARCIA-GONZALEZ, E., MLLER, S., ENSLE, P., SSSMUTH, R.D., GENERSCH, E. (2014): Elucidation of sevadicin, a novel non-ribosomal peptide secondary metabolite produced by the honey bee pathogenic bacterium Paenibacillus larvae. Environ Microbiol, doi:10.1111/1462-2920.12417




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Bsartige Faulbrut - morphologische Befunde im genetischen Kontext



EinleitungPaenibacillus larvae Genotypen ERIC I-IV

Verschiedene Stmme

Virulenz (Larve) VirulenzfaktorenERIC I ttet langsam Plx1+2 (Toxine)

ERIC II ttet schnell SplA (Adhsion)

Ziel der Studie

Gibt es ein histomorphologisches Korrelat zu den klinischen und molekularbiologischen Ergebnissen?

Tiergut1. StudieUntersuchung noch lebender Larven zu definierten Zeitpunkten post infectionem

2. StudieUntersuchung der verstorbenen Larven zu definierten Zeitpunkten post infectionem

Infektionen Kontrolle n=23 Autolyse n=128

ERIC I (Stamm 03-189, LC100 = 2200 cfu/ml Futter) lebend n=27 tot n=23

ERIC II (Stamm 04-309, LC100 = 300 cfu/ml Futter) lebend n=29 tot n=31

Verdnnung der Sporen

kontaminiertes Futter

Versuchsansatz: 24 Stunden alte Larven 10 Larven/Well,

24h bei 35C inkubiert Infektion: 24h auf kontaminiertem Futter Larven zurck auf frisches Futter Vitalittsbestimmung: Atmungsaktivitt und

Oberflchenbeschaffenheit der Larven

Methoden

Sporen-suspension

Weiterer Verlauf:Alle weiteren 24 h werden die Larven auf frisches Futter gesetzt, bis sie defkieren (ca. Tag 7)

Weiterer Verlauf:Ab Defkation wird die Larve auf sauberen KimWipe Tchern weiterhin bei 35C inkubiert, bis die Metamorphose abgeschlossen ist.

MethodenIdentifikation toter Larven:

Braune Verfrbung keine Atmungsaktivitt Verlust der Oberflchenstabilitt

Identifikation AFB:

Larven auf CSA ausgestrichen bei 37C inkubiert DNA Isolation aus Bakterien PCR: Identifikation von P. larvae

Methoden

Methoden

Formalin fixierung ParaffineinbettungMakroskopie

3 Tage p.i.

ERIC I und ERIC II zahlreiche Bakterien im Darmlumen PM wird zerstrt

4 Tage p.i. ERIC I und ERIC II Bakterien dicht am Mikrovillisaum, PM aufgelst Darmepithelzellen vakuolisiert und teils abgeschilfert

5 Tage p.i. ERIC I unverndert, wie Tag 4 p.i.

ERIC II Desquamation von Epithelzellen Destruktion des Darmepithels Durchbrche in die Krperhhle

tote Larven, ERIC II, 7 Tage p.i.ERIC II - tote Larven ab Tag 5 p.i.: Destruktion der Darmwand Verbreitung der Bakterien in der Krperhhle keine Nekrose der Organe Fixierung max. 24 h p.m.

noch keine fadenziehende Masse!

tote Larven, ERIC I, 10 Tage p.i.ERIC I - tote Larven ab Tag 6 p.i.: Krperhhle von Massen an Bakterien

destruiert und durchsetzt Organe nekrotisch Fixierung max. 24 h p.m.

noch keine fadenziehende Masse!

post mortem Befunde, Kontroll-Larven

Ergebnis Darminhalt ist auch 48h p.m. noch von der PM umschlossen keine Bakterienmassen, die im Sinne von Fulnis die Larve zersetzen!

FragestellungUnterscheidet sich das Bild, das man bei den durch AFB getteten Larven sieht, von normaler Zersetzung/Autolyse?

Vorlufige Befunde bei toten LarvenERIC I (Virulenzfaktor Plx1+2 (Toxine) , ERIC I ttet langsam) groe Erregermengen in toter Larve! (toxische?) Nekrose der Organe

ERIC II(Virulenzfaktor SplA (Adhsion), ERIC II ttet schnell) aggressive Destruktion der Darmwand mige Erregermengen in toter Larve keine massive Nekrose der Organe

Vorlufige Befunde bei lebenden Larven- Auflsung der PM - Anlagerung der Bakterien an den Mikrovilisaum- Vakuolisierung des Epithels - Destruktion des Epithels v.a. ERIC II

- histopathologisch kein Einfluss der verschiedenen Virulenzfaktoren(Toxine und Adhsionsfaktoren) bei den noch lebenden Larven

Zusammenfassung

Limitationen- pro Tag bislang nur 2-4 Bienen/Tag- nur zwei Erregerstmme ausgewertet- vorlufige Ergebnisse!

Ausblick Auswertung der anderen AFB-Stmme mehr Bienen untersuchen

sonstige Effekte auf andere Organe z.B. Fettkrperzellen? Detailanalysen der Histologie z.B. Mikrovilli, Epithelhhe?

Diskussion

Lnderinstitut fr Bienenkunde Hohen Neuendorf e.V.,

Molekulare Mikrobiologie und Bienenpathologie, Hohen Neuendorf;

*Laboklin GmbH & Co KG, Bad Kissingen

Nosema neue Einblicke in die Schdigungsmechanismen

L. Poppinga, S. Gisder, H. Aupperle*, E. Genersch

Die europische Honigbiene (Apis mellifera) wird durch eine Reihe von Krankheitserregern befallen, die den Bestand der Bienenvlker in den letzten Jahren weltweit stark reduziert haben. Bei diesen Parasiten und infektisen Pathogenen handelt es sich unter anderem um die ektoparasitische Varroamilbe (Varroa destructor), Viren, Bakterien und die obligat intrazellulren Mikrosporidien, die zu den Pilzen gezhlt werden.

Die bienenpathogenen Mikrosporidien Nosema apis und N. ceranae infizieren die Epithelzellen des Mitteldarms der erwachsenen Honigbiene. Dies kann zu Durchfallerscheinungen und einer Schwchung der Vlker, der sog. Nosemose, fhren.

N. ceranae ist laut Literatur virulenter als N. apis, da an einer durch N. ceranae ausgelsten Nosemose das ganze Bienenvolk eingehen kann, was bei N. apis nicht der Fall ist.

Epidemiologische Studien zeigen jedoch widersprchliche Ergebnisse zu etwaigen Zusammenhngen von N. ceranae Infektionen und Vlkerverlusten: Die beschriebenen Vlkerverluste stammen ausschlielich aus sdlichen Teilen Europas, wohingegen aus nrdlichen Teilen des Kontinents Vlkerzusammenbrche bisher nicht mit N. ceranae in Verbindung gebracht werden konnten.

Klimafaktoren (z.B. Temperatur) scheinen bei der Ausbreitung, Durchsetzung und Virulenz des Erregers eine wichtige Rolle zu spielen (1).

Eine seit 10 Jahren im Nordosten Deutschlands laufenden Kohortenstudie (ca. 220 Bienenvlker) zum Vorkommen von Nosema spp. zeigt, dass sich N. ceranae in dieser Region noch nicht durchsetzen konnte, obwohl durchaus zu beobachten ist, dass N. apis in den letzten Jahren immer mehr von N. ceranae verdrngt wurde (1).

Eine grobe Auswertung unserer Daten in Bezug auf die Durchschnittstemperaturen in den erfassten Wintern zeigte, dass auergewhnlich milde Winter (z.B. Winter 2006/2007 und 2011/2012) mit einer deutlichen Zunahme der N. ceranae-Belastung einhergehen: Auf ungewhnlich warme Winter folgten jeweils Frhjahre mit ungewhnlich vielen Nosema-infizierten Vlkern. Ein hnlicher Zusammenhang zeigte sich auch fr ungewhnlich warme Sommer (z.B. Sommer 2010), die regelmig mit einer hohen N. ceranae-Infektionsrate, die z.T. deutlich ber der des Frhjahrs lag, einhergingen.

In Laborversuchen konnten wir demonstrieren, dass sowohl die Keimfhigkeit von N. ceranae-Sporen als auch die intrazellulre Vermehrungsrate von N. ceranae sehr temperaturabhngig sind. Die experimentell ermittelten Schwellentemperaturen passten zu den Temperaturen aus den Klimadaten der jeweiligen Jahre. Erste Berechnungen mit statistischen Modellen deuten sogar statistisch signifikante Korrelationen an.

Innerhalb des Beobachtungszeitraums von nun inzwischen 10 Jahren gab es keine statistisch belegbaren Korrelationen zwischen der Infektion eines Volks mit N. apis oder N. ceranae und aufgetretenen Vlkerverlusten im Winter oder whrend der Saison. Auch gab es berhaupt nur sehr selten klinische Ausbrche von Nosemose, d.h. mehr als 95% der Infektionen verliefen symptomlos.

Infektionsversuche mit gekfigten Bienen und N. apis bzw. N. ceranae belegen diese Daten. Bienen, die mit N. apis oder N. ceranae experimentell infiziert worden waren, zeigten weder Unterschiede in der Mortalitt zwischen den beiden Infektionsgruppen (p = 0,78) noch im Vergleich der Infektionsgruppen zu den Kontrollgruppen (p = 0,61 fr N. apis vs. Kontrolle, p = 0,40 fr N. ceranae vs. Kontrolle).

Das heit, weder N. apis noch N. ceranae Infektionen fhren zum Tod der infizierten Bienen (Laborversuche) oder Bienenvlker (10-Jahres-Kohortenstudie).

Histopathologische Untersuchungen der Drme von Nosema spp.-infizierten Honigbienen, welche sowohl aus den Laborversuchen als auch aus Feldproben stammten, zeigten aber immer wieder massive Infektionen des Darmepithels, die auch mit entsprechenden Gewebevernderungen einhergingen.

Noch ist ungeklrt, welche Mechanismen verhindern, dass diese ganz offensichtlichen Gewebeschdigungen nicht zum Tod der infizierten Tiere fhren und wie Bienen, deren Darmepithel fast nur noch Nosema spp. produziert, weiterleben knnen.

Literaturverzeichnis

1. GISDER, S., HEDTKE, K., MCKEL, N., FRIELITZ, M.C., LINDE, A., GENERSCH, E. (2010): Five-year cohort study of Nosema spp. in Germany: Does climate shape virulence and assertiveness of Nosema ceranae? Appl. Environ. Microbiol. 76, 3032-3038.


Dr. Lena Poppinga, Lnderinstitut fr Bienenkunde


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Varroa und die Bienenviren

E. Genersch

1. Einleitung

Die ektoparasitische Milbe Varroa destructor wurde vor ca. 40 Jahren nach Deutschland eingeschleppt und konnte sich danach innerhalb weniger Jahre in der Bienenpopulation in West-Europa ausbreiten.

Die Schden, die als Folge der Varroa-Parasitierung in den Bienenvlkern beobachtet wurden, wurden unter dem Begriff Varroose zusammengefasst. Es handelt sich hierbei vor allem um eine erhhte Mortalitt der Brut im Puppenstadium, um das Auftreten verkrppelter Bienen vor allem im Herbst, um eine generelle Schwchung der Vlker, welche zu einem verstrkten Ausrubern dieser Vlker durch starke Nachbarvlker fhrt und um eine verminderte Lebensdauer der Winterbienen, welche zu erhhten Vlkerverlusten im Winter fhrt (1).

Relativ schnell wurde allerdings auch klar, dass etliche dieser Symptome mit einem Virus zusammenhingen, dem sogenannten Deformed wing virus (DWV, Flgeldeformationsvirus). Dieses Virus war berhaupt erst im Gefolge der Varroamilbe in den Fokus der Bienenvirologen geraten und das Auftreten aufflliger Krankheitssymptome als Folge einer Virusinfektion schien eng mit der Milbe verbunden zu sein.

Trotzdem dauerte es noch etliche Jahre, bis sich die Erkenntnis durchsetzte, dass es im Grunde das Virus DWV ist, das die meisten Symptome der Varroose verursacht. Die Milbe alleine ist zwar auch unzweifelhaft hchst schdlich fr befallene Bienenvlker, so richtig gefhrlich wird es aber erst, wenn die Milbe das Virus DWV auf Puppen bertrgt. Diese sterben entweder noch whrend der Puppenentwicklung oder es entwickeln sich verkrppelte, nicht lebensfhige Bienen, die innerhalb von ca. 70 Stunden, nachdem sie aus der Zelle geschlpft sind, sterben. Es kann auch sein, dass aus infizierten Puppen gesund aussehende Bienen schlpfen, die allerdings oftmals eine DWV-Infektion des Gehirns und Nervensystems aufweisen. Das heit, dass erst DWV aus der Milbe einen tdlichen Parasiten macht.

hnliches gilt fr DWV: Diese Virus ist ohne die Varroamilbe harmlos und verursacht keine sichtbaren Symptome (covert infection). Erst wenn das Virus durch die Varroamilbe als biologischer Vektor auf Bienenpuppen bertragen wird, kommt es zur Ausprgung einer symptomatische Infektion (overt infection), die zum Tod der erkrankten Tiere fhren kann. Das heit, erst die Varroamilbe macht aus DWV ein tdliches Virus.

2. Durchfhrung

Seit bald 10 Jahren beschftigen wir uns mit dem Zusammenspiel Varroa destructor und Deformed wing virus. Mit Hilfe von Infektionsbioassays konnten wir die Kochschen Postulate fr DWV und die Symptome Infektion des Gehirns und verkrppelte Flgel nachweisen (2).

Es gengte, DWV in Puppen zu injizieren, um die Leitsymptome der Varroose an Einzelbienen hervorzurufen. Damit war eindeutig gezeigt, dass das Virus die Symptome verursacht, aber auch, dass der bertragungsweg eine Rolle spielt: Das Virus musste injiziert werden, wodurch die bertragung des Virus whrend des Saugakts der Milbe an der Puppe nachgeahmt wurde, um die Symptome hervorzurufen.

Wir konnten auch zeigen, dass die bertragung von DWV durch die Varroamilbe zwar notwendig aber nicht hinreichend fr die Ausbildung einer symptomatischen Infektion ist.

Nur, wenn die Varroamilbe als biologischer Vektor fungierte, das heit, nur wenn DWV vor der bertragung die Milbe infiziert hatte und sich in der Milbe vermehrt hatte, traten symptomatische Infektionen auf.

Diente Varroa destructor lediglich als mechanischer Vektor, waren die schlpfenden Bienen regelmig gesund (3).

In weiteren Infektionsversuchen mit erwachsenen Bienen untersuchten wir auch die orale bertragung von DWV, wie sie z.B. stattfindet, wenn Bienen im Rahmen des Hygieneverhaltens stark Varroa/DWV-geschdigte Puppen ausrumen und dabei oftmals auffressen (4). Dieser bertragungsweg fhrte in unseren Versuchen nur zu einer Infektion des Darmepithels (2).

Mit der Injektion von DWV in erwachsene Bienen haben wir die Virusbertragung durch phoretische Milben, die auch die erwachsenen Bienen anstechen um Hmolymphe zu saugen, nachgeahmt. Dieser bertragungsweg verursachte bei ausreichend hohem Virustiter eine Infektion des Gehirns (2).

Lernversuche mit experimentell DWV-infizierten Bienen zeigten, dass diese Bienen tatschlich kognitive Beeintrchtigungen haben knnen.

Es zeigte sich bei diesen Versuchen aber auch, dass Bienenvlker unterschiedlich empfindlich auf DWV-Infektionen reagieren.

3. Zusammenfassung

Es ist inzwischen kaum noch strittig, dass die Varroaschden hauptschlich DWV/Varroa-Schden sind und dadurch verursacht werden, dass DWV durch die Varroamilbe als biologischer Vektor auf Puppen bertragen wird.

Da sich DWV in der Milbenpopulation immer weiter ausbreitet, steigt auch die Gefhrdung der Bienen durch die Varroamilbe, da es immer weniger Milben gibt, die nicht als biologischer Vektor fungieren.

Eine sorgfltige, kontrollierte und in ihrem Erfolg berprfte Behandlung der Varroamilbe in jedem Volk wird daher immer wichtiger fr die Bienenhaltung.


1. GENERSCH, E., VON DER OHE, W., KAATZ, H., SCHROEDER, A., OTTEN, C., BCHLER, R., BERG, S., RITTER, W., MHLEN, W., GISDER, S., MEIXNER, M., LIEBIG, G., ROSENKRANZ, P. (2010): The German Bee Monitoring Project: a long-term study to understand periodically high winter losses of honey bee colonies. Apidologie 41, 332-352.

2. MCKEL, N., GISDER, S., GENERSCH, E. (2011): Horizontal transmission of deformed wing virus: pathological consequences in adult bees (Apis mellifera) depend on the transmission route. J Gen Virol 92, 370-377.

3. Yue, C., Genersch, E. (2005): RT-PCR analysis of Deformed wing virus in honeybees (Apis mellifera) and mites (Varroa destructor). J Gen Virol 86, 3419-3424.

4. SCHNING, C., GISDER, S., GEISELHARDT, S., KRETSCHMANN, I., BIENEFELD, K., HILKER, M., GENERSCH, E. (2012): Evidence for damage-dependent hygienic behaviour towards Varroa destructor parasitised brood in the western honey bee, Apis mellifera. J Exp Biol 215, 264-271.




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