Published February 22, 2023 | Version v1
Publication Open

Spermatophore development in drones indicates the metabolite support for sperm storage in honey bees (Apis cerana)

Creators

  • 1. Center for Life Sciences

Description

Developing effective long-term sperm storage strategies to maintain activity requires an understanding of the underlying spermatophore developmental phase in drones. Here we compared the developmental processes and metabolites about seminal vesicles of drones from different parentages (0-24 d)in honeybee colonies, including mated queens, virgin queens, and worker bees. The results showed a similar developmental trend of seminal vesicles in thethree groups of drones on the whole, although there were significant differences in developmental levels, as well as in other indicators. Correlation analysis showed significant positive correlations between seminal vesicle width and sperm viability. The metabolomics of the seminal vesicles in drones from mated queens showed differences of the metabolites in each stage. Particularly, squalene identified among them was validated a protective effect on sperm vitality in vitro experiments. Together the results of these assays support that there were significant differences in the developmental levels of seminal vesicles among the three groups of drones in honeybees, wherein a significant correlation between sperm viability and the developmental levels of seminal vesicles were dissected. The metabolomics analysis and semen storage experiments in vitro display signatures of squalene that may act as an effective protective agent in maintaining sperm viability. Collectively, our findings indicate that spermatophore development in drones provides metabolite support, which contributes to research on the differences of sperm viability among drones in the future.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتطلب تطوير استراتيجيات فعالة لتخزين الحيوانات المنوية على المدى الطويل للحفاظ على النشاط فهم المرحلة التنموية الأساسية لحامل الحيوانات المنوية في الطائرات بدون طيار. هنا قارنا العمليات التنموية والمستقلبات حول الحويصلات المنوية للطائرات بدون طيار من آباء مختلفين (0-24 د)في مستعمرات نحل العسل، بما في ذلك الملكات المتزاوجات والملكات البكر والنحل العامل. أظهرت النتائج اتجاهًا تطوريًا مشابهًا للحويصلات المنوية في المجموعات الثلاث من الطائرات بدون طيار بشكل عام، على الرغم من وجود اختلافات كبيرة في مستويات النمو، وكذلك في مؤشرات أخرى. أظهر تحليل الارتباط ارتباطات إيجابية كبيرة بين عرض الحويصلة المنوية وجدوى الحيوانات المنوية. أظهرت استقلابات الحويصلات المنوية في الطائرات بدون طيار من الملكات المتزاوجات اختلافات في المستقلبات في كل مرحلة. على وجه الخصوص، تم التحقق من صحة السكوالين الذي تم تحديده من بينها على أنه تأثير وقائي على حيوية الحيوانات المنوية في التجارب المختبرية. تدعم نتائج هذه المقايسات معًا وجود اختلافات كبيرة في المستويات التنموية للحويصلات المنوية بين المجموعات الثلاث من الطائرات بدون طيار في نحل العسل، حيث تم تشريح ارتباط كبير بين صلاحية الحيوانات المنوية والمستويات التنموية للحويصلات المنوية. يعرض تحليل الأيض وتجارب تخزين السائل المنوي في المختبر توقيعات السكوالين التي قد تعمل كعامل وقائي فعال في الحفاظ على صلاحية الحيوانات المنوية. بشكل جماعي، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن تطور الحيوانات المنوية في الطائرات بدون طيار يوفر الدعم الأيضي، مما يساهم في البحث عن اختلافات قابلية الحيوانات المنوية بين الطائرات بدون طيار في المستقبل.

Translated Description (French)

Le développement de stratégies efficaces de stockage du sperme à long terme pour maintenir l'activité nécessite une compréhension de la phase de développement sous-jacente des spermatophores chez les drones. Ici, nous avons comparé les processus de développement et les métabolites des vésicules séminales de drones de différentes parenté (0-24 j)dans des colonies d'abeilles mellifères, y compris les reines accouplées, les reines vierges et les abeilles ouvrières. Les résultats ont montré une tendance similaire du développement des vésicules séminales dans les trois groupes de drones dans l'ensemble, bien qu'il y ait eu des différences significatives dans les niveaux de développement, ainsi que dans d'autres indicateurs. L'analyse de corrélation a montré des corrélations positives significatives entre la largeur de la vésicule séminale et la viabilité des spermatozoïdes. La métabolomique des vésicules séminales chez les drones de reines accouplées a montré des différences des métabolites à chaque stade. En particulier, le squalène identifié parmi eux a validé un effet protecteur sur la vitalité des spermatozoïdes lors d'expériences in vitro. Ensemble, les résultats de ces essais confirment qu'il y avait des différences significatives dans les niveaux de développement des vésicules séminales entre les trois groupes de bourdons chez les abeilles mellifères, dans lesquels une corrélation significative entre la viabilité des spermatozoïdes et les niveaux de développement des vésicules séminales a été disséquée. L'analyse métabolomique et les expériences de stockage du sperme in vitro présentent des signatures de squalène qui peuvent agir comme un agent protecteur efficace dans le maintien de la viabilité des spermatozoïdes. Collectivement, nos résultats indiquent que le développement des spermatophores chez les drones fournit un soutien métabolique, ce qui contribue à la recherche sur les différences de viabilité des spermatozoïdes chez les drones à l'avenir.

Translated Description (Spanish)

El desarrollo de estrategias efectivas de almacenamiento de espermatozoides a largo plazo para mantener la actividad requiere una comprensión de la fase de desarrollo del espermatóforo subyacente en los drones. Aquí comparamos los procesos de desarrollo y los metabolitos sobre las vesículas seminales de zánganos de diferentes parentescos (0-24 d)en colonias de abejas melíferas, incluidas reinas apareadas, reinas vírgenes y abejas obreras. Los resultados mostraron una tendencia de desarrollo similar de las vesículas seminales en los tres grupos de drones en general, aunque hubo diferencias significativas en los niveles de desarrollo, así como en otros indicadores. El análisis de correlación mostró correlaciones positivas significativas entre el ancho de la vesícula seminal y la viabilidad del esperma. La metabolómica de las vesículas seminales en zánganos de reinas apareadas mostró diferencias de los metabolitos en cada etapa. Particularmente, el escualeno identificado entre ellos validó un efecto protector sobre la vitalidad de los espermatozoides en experimentos in vitro. En conjunto, los resultados de estos ensayos respaldan que hubo diferencias significativas en los niveles de desarrollo de las vesículas seminales entre los tres grupos de zánganos en las abejas melíferas, en las que se diseccionó una correlación significativa entre la viabilidad de los espermatozoides y los niveles de desarrollo de las vesículas seminales. El análisis metabolómico y los experimentos de almacenamiento de semen in vitro muestran firmas de escualeno que pueden actuar como un agente protector eficaz para mantener la viabilidad del esperma. En conjunto, nuestros hallazgos indican que el desarrollo de espermatóforos en drones proporciona soporte de metabolitos, lo que contribuye a la investigación sobre las diferencias de viabilidad de los espermatozoides entre los drones en el futuro.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7b6b174cfd447aafd59af67a65ef3c6d
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يشير تطور الحيوانات المنوية في الطائرات بدون طيار إلى دعم المستقلب لتخزين الحيوانات المنوية في نحل العسل (Apis cerana)
Translated title (French)
Le développement des spermophores chez les drones indique le soutien des métabolites pour le stockage du sperme chez les abeilles mellifères (Apis cerana)
Translated title (Spanish)
El desarrollo de espermatóforos en drones indica el soporte de metabolitos para el almacenamiento de espermatozoides en abejas melíferas (Apis cerana)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4321498169
DOI
10.3389/fphys.2023.1107660

Is supplement to
https://openalex.org/W2962996846 (Other)
https://openalex.org/W2613181815 (Other)
https://openalex.org/W2158950460 (Other)
https://openalex.org/W2136185125 (Other)
https://openalex.org/W2077763358 (Other)
https://openalex.org/W2076080675 (Other)
https://openalex.org/W2060758434 (Other)
https://openalex.org/W2009290966 (Other)
https://openalex.org/W1971345261 (Other)
https://openalex.org/W1503969905 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1932370964
  • https://openalex.org/W1987248907
  • https://openalex.org/W1987273732
  • https://openalex.org/W1996979124
  • https://openalex.org/W2055903845
  • https://openalex.org/W2140435009
  • https://openalex.org/W2158978450
  • https://openalex.org/W2168539149
  • https://openalex.org/W2267035431
  • https://openalex.org/W2327847200
  • https://openalex.org/W2481269291
  • https://openalex.org/W2768473591
  • https://openalex.org/W2909568058
  • https://openalex.org/W2916448804
  • https://openalex.org/W2946227986
  • https://openalex.org/W2987949505
  • https://openalex.org/W3024996380
  • https://openalex.org/W3098544285
  • https://openalex.org/W3209503121
  • https://openalex.org/W3210288375
  • https://openalex.org/W4220925684
  • https://openalex.org/W4225387596
  • https://openalex.org/W4280568227