Summary

From studies of behaviour, chemical communication, genomics and developmental biology, among many others, honey bees have long been a key organism for fundamental breakthroughs in biology. With a genome sequence in hand, and much improved genetic tools, honey bees are now an even more appealing target for answering the major questions of evolutionary biology, population structure, and social organization. At the same time, agricultural incentives to understand how honey bees fall prey to disease, or evade and survive their many pests and pathogens, have pushed for a genetic understanding of individual and social immunity in this species. Below we describe and reference tools for using modern molecular-biology techniques to understand bee behaviour, health, and other aspects of their biology. We focus on DNA and RNA techniques, largely because techniques for assessing bee proteins­­ are covered in detail in Hartfelder et al. (2013). We cover practical needs for bee sampling, transport, and storage, and then discuss a range of current techniques for genetic analysis. We then provide a roadmap for genomic resources and methods for studying bees, followed by specific statistical protocols for population genetics, quantitative genetics, and phylogenetics. Finally, we end with three important tools for predicting gene regulation and function in honey bees: Fluorescence in situ hybridization (FISH), RNA interference (RNAi), and the estimation of chromosomal methylation and its role in epigenetic gene regulation.

Métodos estándar para la investigación molecular en Apis mellifera.

Resumen

Las abejas de miel han sido durante mucho tiempo un organismo clave para avances fundamentales en biología a partir de estudios de su comportamiento, comunicación química, genómica y de biología del desarrollo, entre otros muchos. Con la secuencia del genoma en la mano y herramientas genéticas mucho mejores, las abejas son ahora un blanco aún más atractivo para responder a las preguntas más importantes de la biología evolutiva, la estructura de las poblaciones y la organización social. Al mismo tiempo, los incentivos agrícolas para entender cómo las abejas caen enfermas, o evadir y sobrevivir a sus muchas plagas y patógenos, han presionado para comprender genéticamente la inmunidad individual y social en esta especie. A continuación se describen y se hace referencia a herramientas que hacen uso de  modernas técnicas de biología molecular para entender el comportamiento de las abejas, su salud y otros aspectos de su biología. Nos centramos en las técnicas de ADN y ARN, en gran parte debido a que las técnicas de evaluación de las proteínas de la abeja se tratan en detalle en Hartfelder et al. (2013). Cubrimos las necesidades prácticas de toma de muestras de abejas, su transporte y almacenamiento, y luego se discuten una serie de técnicas actuales de análisis genético. A continuación, se proporciona una hoja de ruta para los recursos genómicos y métodos para estudiar las abejas, seguido de protocolos estadísticos específicos de la genética de poblaciones, la genética cuantitativa y la filogenia. Finalmente, se termina con tres herramientas importantes para predecir la regulación génica y la función en las abejas melíferas: la hibridación in situ fluorescente (FISH), la interferencia de ARN (iARN), y la estimación de la metilación cromosómica y su papel en la regulación epigenética de los genes.


Summary Mandarin


Running title:
The COLOSS BEEBOOK: molecular methods

Key words:  Apis mellifera, pollination, disease, development, genomic, Colony Collapse Disorder, population genetics, methylation, RNA interference, RNAi, Southern Blot, Northern Blot, In situ Hybridisation, DNA extraction, Next-generation sequencing, mitochondrial DNA, microsatellite, quantitative PCR

Footnote: Please cite this paper as: EVANS, J D; SCHWARZ, R S; CHEN, Y P; BUDGE, G; CORNMAN, R S; DE LA RUA, P; DE MIRANDA, J R; FORET, S; FOSTER, L; GAUTHIER, L; GENERSCH, E; GISDER, S; JAROSCH, A; KUCHARSKI, R; LOPEZ, D; LUN, C M; MORITZ, R F A; MALESZKA, R; MUÑOZ, I; PINTO, M A (2013) Standard methodologies for molecular research in Apis mellifera. In V Dietemann; J D Ellis; P Neumann (Eds) The COLOSS BEEBOOK, Volume I: standard methods for Apis mellifera research. Journal of Apicultural Research 52(4): http://dx.doi.org/10.3896/IBRA.1.52.4.11