{"id":47015,"date":"2026-05-22T11:20:12","date_gmt":"2026-05-22T09:20:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/moe-fellowship\/30019-854\/"},"modified":"2026-05-22T11:20:13","modified_gmt":"2026-05-22T09:20:13","slug":"30019-854","status":"publish","type":"moe-fellowship","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/moe-fellowship\/30019-854\/","title":{"rendered":"Eine Analyse der Effizienz der Identifizierung der botanischen und entomologischen Zusammensetzung von Honig durch verschiedene Primer, die bei der Metabarkodierung an mehreren Orten verwendet werden"},"content":{"rendered":"<p>Die Best\u00e4ubung spielt eine entscheidende Rolle f\u00fcr das Funktionieren aller terrestrischen \u00d6kosysteme. Weltweit sind viele landwirtschaftlichen und g\u00e4rtnerischen Kulturen von der Best\u00e4ubung durch Tiere abh\u00e4ngig, wobei Gem\u00fcse und Obst am meisten davon betroffen sind. Honigbienen und andere Insekten wie Hummeln, Pollenwespen, Ameisen und viele andere tragen direkt als Best\u00e4uber sowohl von Wild- als auch von Nutzpflanzen bei. Nicht alle tierabh\u00e4ngigen Best\u00e4ubungen werden von den Honigbienen durchgef\u00fchrt, aber die Tatsache, dass sie eine Vielzahl von Blumenarten besuchen, durchschnittlich 4,5 km zu Futterzwecken zur\u00fccklegen k\u00f6nnen und die F\u00e4higkeit haben, anderen im Bienenstock den Standort der Blumenressourcen mitzuteilen, macht sie zu besonders effizienten Best\u00e4ubern. Au\u00dferdem sind die Honigbienen im Vergleich zu anderen Best\u00e4ubern durch ihre einfache Handhabung ideal f\u00fcr die Best\u00e4ubung von Pflanzen. Neben ihrem Beitrag als Best\u00e4uber produzieren die Honigbienen auch Honig, der von den Menschen seit dem Altertum konsumiert wird und der f\u00fcr seinen N\u00e4hrwert, seine antiseptischen und antibiotischen Eigenschaften bekannt und gesch\u00e4tzt ist. Der Honig kann aus Bl\u00fctennektar (Honig) oder aus Ausscheidungen von Blattl\u00e4usen, einem Insekt der Hemiptera-Ordnung, gewonnen werden (Honigtauhonig). Die Pollenk\u00f6rner bleiben w\u00e4hrend der Futtersuche an den Honigbienen haften und bei der Honigherstellung werden z.t. versehentlich Pollenk\u00f6rner hinzugef\u00fcgt. Der Honig wird entweder als einblumig (eine botanische Quelle) oder mehrblumig (mehrere botanische Quellen) klassifiziert. Der Wert des Honigs kann je nach seiner botanischen Zusammensetzung schwanken (z.B. 250 Gramm Manuka-Honig, der von zwei <em>Leptospermum<\/em>-Arten stammt, wird um 30$ gesch\u00e4tzt) und die Bienenart, die ihn produziert (z.B. Honig von stachellosen Bienen (<em>Melipona beecheii<\/em>) wird sehr gesch\u00e4tzt, da sie nur 1-2 Liter Honig pro Bienenstock und Jahr produziert). Aus diesen Gr\u00fcnden wird der Honig oft verf\u00e4lscht. Die Melissopalynologie ist die traditionelle Methode zur Identifizierung der botanischen Herkunft des Honigs und wird zur Bek\u00e4mpfung von Betrug und falscher Kennzeichnung eingesetzt. Sie besteht darin, die Pollen im Honig mit Hilfe der Lichtmikroskopie zu untersuchen und die botanische Quelle anhand der morphologischen Merkmale zu identifizieren.<\/p>\n<p>Ein weiterer vielversprechender Ansatz ist DNA-Metabarcoding. Mit Metabarcoding ist es m\u00f6glich, Honigproben, die auch aus mehreren DNA-Quellen (botanische und\/oder entomologische Quelle) stammen, durch eine DNA-Analyse zu analysieren. Die Identifizierung von Pflanzen- und\/oder Insektenquellen erfolgt durch die Amplifikation spezifischer molekularer Regionen, deren Sequenzierung, und dem Vergleich der erhaltenen Sequenzen mit einer Referenzdatenbank.<\/p>\n<p>Aus genetischer Sicht kann die im Honig vorhandene DNA entweder aus den im Honig eingebetteten Pollenk\u00f6rnern oder aus der fl\u00fcssigen Fraktion extrahiert werden. Die meisten Studien zum Metabarcoding von Honig beziehen sich auf die DNA-Extraktion nur aus dem Pollenkorn. Aufgrund der Ern\u00e4hrung der Honigbiene (Pollen oder Honigtau) und des Produktionsprozesses der Honigbiene (Aufsto\u00dfen und enzymatische Aktivit\u00e4t) wird vermutet, dass Spuren von DNA aus ihrer Nahrung auch in der fl\u00fcssigen Fraktion, unter der DNA aus geplatzten Pollenk\u00f6rnern, zu finden sind.<\/p>\n<p>In dieser Studie wollen wir zum ersten Mal durch einen DNA-Metabarcoding-Ansatz das Pollenmaterial im Honig identifizieren und mit dem Nicht-Pollenmaterial (Nektar und\/oder Honigtau) vergleichen, sowie die Hemipteran-Insektenspuren (Quelle des Honigtaus) im Honig identifizieren.<\/p>\n<p>Dazu habe ich 18 Honigproben ausgew\u00e4hlt, um DNA zu isolieren, drei DNA-Barcode-Regionen zu amplifizieren und eine Illumina-NGS-Sequenzierung durchzuf\u00fchren.\u00a0. Honigproben wurden mit ddH2O verd\u00fcnnt, das auf 65\u00b0C vorgew\u00e4rmt war, und zentrifugiert, um den Pollen (Pollenpellet) vom Nektaranteil (fl\u00fcssige Fraktion) abzutrennen. Danach wurde das resuspendierte Pollenpellet filtriert, so dass die Nektarspuren gr\u00f6\u00dftenteils oder vollst\u00e4ndig vom Pellet entfernt wurden. Aus allen 36 Proben (filtrierte Pollenpellets und fl\u00fcssige Fraktionen) wurde mit dem NucleoSpin\u00aeFood Kit (Macherey-Nagel, Deutschland) mit geringf\u00fcgigen Modifikationen eine erfolgreiche DNA-Isolierung durchgef\u00fchrt.\u00a0<\/p>\n<p>F\u00fcr die Identifizierung von Pflanzen und Insekten auf Artenebene wurden drei spezifisch gestaltete DNA-Barcode-Regionen ausgew\u00e4hlt:<\/p>\n<p>\u0095 Zur botanischen Identifizierung<\/p>\n<p>1. Die nukleare interne transkribierte Spacer-Region 2 (ITS2)<\/p>\n<p>2. Der intergene Spacer Plastid trnl-trnf (P6loop)<\/p>\n<p>\u0095 Zur entomologischen Identifizierung der Blattlausart<\/p>\n<p>3. Die mitochondriale Cytochrom-C-Oxidase-Untereinheit I (CO1)<\/p>\n<p>F\u00fcr die ITS2- und P6loop-Primerpaare wurden verschiedene Reagenzien Mengen und Thermocycler-Bedingungen getestet, um die optimalen PCR-Bedingungen zu bestimmen.Um die zu sequenzieren den ITS2-PCR-Produkte herzustellen, wurde die PCR dreifach sowohl f\u00fcr das filtrierte Pollenpellet als auch f\u00fcr die Proben der fl\u00fcssigen Fraktion durchgef\u00fchrt. Die ITS2-PCR-Produkte wurden auf einem 2% igen Agarosegel sichtbar gemacht, um die Amplifikation Qualit\u00e4t der Primerpaare zu \u00fcberpr\u00fcfen und um sicherzustellen, dass keine Kontamination aufgetreten ist. 5 \u00b5l von jedem dreifachen PCR-Produkt wurden danach in einem Endvolumen von 15 \u00b5l zusammengefasst, mit ExoI gereinigt und zur Illumina-Sequenzierung an die Firma LGC geschickt. Das PCR-Protokoll der P6loop-Primerpaare wird festgelegt, und es m\u00fcssen PCR-Dreifachuntersuchungen der filtrierten Pollenpellet- und Fl\u00fcssigfraktionsproben durchgef\u00fchrt werden. Die DNA der Hemipteran-Spezies wurde extrahiert und mit dem CO1-Primerpaar amplifiziert. Um die Spezies zu best\u00e4tigen und zu identifizieren, wird eine Sanger-Sequenzierung nur an den Proben durchgef\u00fchrt, die durch die CO1-Primer amplifiziert wurden. Sobald die Art identifiziert ist, wird die DNA als positive Blattlauskontrolle verwendet.\u00a0Der Aufbau und die Bedingungen der CO1-PCR m\u00fcssen noch optimiert werden, um eine bessere Amplifikation der Proben zu gew\u00e4hrleisten. Sobald die CO1-PCR-Triplikate realisiert sind, werden 5 \u00b5l der PCR-Produkte jedes Triplikats zusammen mit den P6loop-Triplikaten in einem Endvolumen von 30 \u00b5l gepoolt und mit ExoI aufgereinigt und zur Illumina-Sequenzierung an die LGC-Firma gesendet. Nach der Sequenzierung werden die resultierenden Messwerte zusammengef\u00fchrt, gefiltert und die Pflanzen- und Blattlausarten werden unter Verwendung vorhandener Pipelines mit Erg\u00e4nzungen aus unserem Labor identifiziert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Best\u00e4ubung spielt eine entscheidende Rolle f\u00fcr das Funktionieren aller terrestrischen \u00d6kosysteme. Weltweit sind viele landwirtschaftlichen und g\u00e4rtnerischen Kulturen von der Best\u00e4ubung durch Tiere abh\u00e4ngig, wobei Gem\u00fcse und Obst am meisten davon betroffen sind. 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