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Futtersäfte von Honigbienen - die Rolle der Haupt-Gelee-Royale Proteine und Sterole

15.10.2023 bis 14.10.2026

Honigbienen (Gattung Apis) füttern ihre Larven nicht etwa direkt mit dem gesammelten Pollen und Honig, sondern mit einem speziellen Futtersaft, der in Kopfdrüsen der fütternden Arbeiterinnen hergestellt wird. Obwohl alle Larven bis zu einem bestimmten Alter Futtersaft erhalten, ist bisher fast ausschließlich der Königinnen-Futtersaft (Gelée Royale) der Westlichen Honigbiene Apis mellifera untersucht. Untersuchungen zu Futtersaft von Arbeiterinnen- und Drohnenlarven sowie zu Futtersäften von einer der anderen acht Honigbienenarten fehlen fast vollständig. Der Königinnen-Futtersaft erfüllt neben der reinen Ernährung bei allen Honigbienenarten noch eine andere Aufgabe: Die Königinlarven werden in einer speziellen Königinzelle am unteren Rand der Wabe großgezogen. Hierbei hängt die Larve in Zelle und wird durch ihren Futtersaft an der Decke festgeklebt. Der Futtersaft verhindert also bei allen Honigbienenarten, dass die Königinlarve aus der Zelle fällt und sichert somit das Überleben der gesamten Kolonie. Die notwendige Viskosität des Futtersaftes ist bei A. mellifera durch einen Protein-Sterol-Komplex (gebildet durch Major Royal Jelly Protein 1 (MRJP1), Apisimin und 24-Methylenecholesterol (24MC)) bedingt, welcher in der sauren Umgebung des Futtersaftes (pH 4.0) fibrilläre Strukturen ausbildet, wodurch sich die Futtersaftviskosität erhöht. Nun unterscheiden sich die verschiedenen Honigbienenarten unter anderem durch Größe und Gewicht ihrer Königinnen und die physikalischen Eigenschaften des Futtersaftes, die bei A. mellifera durch den Protein-Sterol-Komplex bestimmt werden, haben sicherlich die Evolution von Größe und Gewicht der verschiedenen Honigbienenarten beeinflusst. Im Rahmen dieses Antrages werde ich:

1) die Eigenschaften des Königinnen-Futtersaftes vier weiterer Apis Arten (Apis florea, Apis andreniformis, Apis cerana & Apis dorsata) untersuchen und aufklären inwieweit MRJP1, Apisimin und 24MC hier eine Rolle spielen.

2) die Untersuchungen zum Futtersaft von A. mellifera auf Arbeiterinnen- und Drohnenfuttersaft ausweiten. Hierfür werden Futtersaftproben aus dem gesamten natürlichen Verbreitungsgebiet von A. mellifera hinsichtlich ihres Protein- und Lipidgehaltes, wieder mit Fokus auf MRJP1, Apisimin und 24MC, untersucht.

3) die Bedeutung von A. mellifera MRJP1, Apisimin und 24MC für die Fibrillenbildung des Komplexes ermitteln. Es wird untersucht, ob 24MC und MRJP1 durch ein anderes Pflanzensterol bzw. ein anderes der im Futtersaft vorkommenden Major Royal Jelly Proteine ersetzt werden kann. Wenn die Komplex- und Fibrillenbildung tatsächlich nur in Anwesenheit von MRJP1, Apisimin und 24MC möglich ist, wären alle drei Komponenten bei A. mellifera für die Aufzucht von Königinnen unerlässlich.