Die kritische Rolle von "Nährnischen" für Bienengesundheit und Pathogenvirulenz

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sara Diana Leonhardt
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550184494

Der Rückgang der Bienenpopulationen und die daraus resultierende Verringerung der Bestäubung stellen eine Bedrohung für Ökosysteme und landwirtschaftliche Produktivität dar. Verschiedene Faktoren wie intensivierte Landnutzung, Habitatverlust, Pestizidanwendung, Klimawandel und Krankheitserreger tragen zu diesem Rückgang bei. Die meisten dieser Faktoren sind direkt oder indirekt mit Blütenressourcen und somit mit der Ernährung der Bienen verbunden. In diesem WEAVE-Projekt möchten wir unsere komplementären Fachkenntnisse nutzen, um die kritische Verbindung zwischen der Gesundheit der Bienen und ihrer Ernährung auf molekularer Ebene zu klären - wobei wir uns auf Pollen als Hauptnahrungsquelle für sich entwickelnde Bienen konzentrieren. Wir werden die Wirkung verschiedener Pollenmoleküle auf die Gesundheit der Bienen und ihre Rolle bei der Vermittlung von Interaktionen mit Krankheitserregern untersuchen. Unsere Ziele umfassen (1) die Identifizierung von Schlüsselmolekülen im Pollen, die die ernährungsphysiologische Nische verschiedener Bienenarten definieren, (2) das Verständnis von Veränderungen in ernährungsphysiologischen Nischen in Bezug auf Infektionen mit Krankheitserregern und (3) die Identifizierung von Resilienzmolekülen, die die Toleranz bzw. Resistenz von Bienen gegenüber pathogenem Druck beeinflussen. Unser mechanistischer Ansatz umfasst Felduntersuchungen für die Sammlung von Bienen- und Pollenproben, chemische Analysen des Pollens zur Identifizierung von Schlüsselmolekülen, und Labortests zur Validierung von Feldbeobachtungen. Hierbei können wir auch bereits vorhandene Datensätze zu (i) Interaktionen zwischen Pollenpflanzen und Bienen und (ii) Pollenchemie nutzen und erweitern. Darüber hinaus werden wir neuartige Metabolomik-Analysen durchführen, um die metabolischen Wege zu verstehen, die an Bienen-Krankheitserreger-Interaktionen beteiligt sind. Darüber hinaus nutzen wir genomweite metabolische Modellierung, um verschiedene Bienenarten basierend auf ihren metabolischen Ähnlichkeiten zu kategorisieren. Zunächst werden wir uns auf zwei Modellbienenarten (Bombus und Osmia) konzentrieren und dann unseren Ansatz auf andere Wildbienenarten ausweiten. Wir nehmen an, dass spezifische Nährstoffe und andere Pollenmoleküle sowie ihre Verhältnisse die ernährungsphysiologische Nische verschiedener Bienenarten definieren, mit spezifischen Stoffwechselwegen verbunden sind, die auf Pathogenstress reagieren, und eine entscheidende Rolle bei der Förderung der Bienengesundheit und -resilienz gegenüber Pathogenen spielen. Darüber hinaus nehmen wir an, dass Krankheitserreger einen stärkeren Druck auf Bienenpopulationen ausüben, die unter ernährungsphysiologischem Stress stehen, und dass gemeinsame Nährbedürfnisse zwischen Bienenarten zu einem Ressourcenwettbewerb führen. Durch die Zusammenführung unserer Erkenntnisse streben wir an, unser Verständnis der Mechanismen hinter Pflanzen-Bestäuber-Netzwerken zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien
• Partnerorganisation: Fonds Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen ; Research Foundation Flanders (FWO)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Ivan Meeus