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April 29, 20260 citationsOpen Access

HRM and pyrosequencing-based identification of Apis mellifera carnica mtDNA in honey for product authentication and subspecies conservation

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ABAndrea Bevilacqua

Key Points

  • This research aims to develop a method for identifying Apis mellifera subspecies in honey for authenticity verification.
  • Utilized pyrosequencing and High Resolution-Melting (HRM) analysis for DNA identification.
  • DNA was extracted from honey and bee samples, focusing on A. m. carnica subspecies.
  • Identified diagnostic SNPs in the ND4 gene to differentiate subspecies.
  • Successfully differentiated alpine variant of A. m. carnica from other subspecies.
  • Developed assays showed promise in distinguishing honey samples based on DNA origins.
  • Findings may enhance consumer protection and honey product authenticity.

Abstract

Honig ist anfällig für Betrug, einschließlich falscher Herkunftsangaben. Da Honig Umwelt-DNA (eDNA) enthält, können molekulare Ansätze zur Überprüfung seiner Authentizität eingesetzt werden. Insbesondere liefert aus Honig gewonnene DNA von Apis mellifera Informationen über die entomologische Quelle des Produkts, kann indirekt auf die geografische Herkunft hinweisen und ist für den Schutz einheimischer Honigbienen-Unterarten relevant. Mitochondriale DNA (mtDNA) eignet sich besonders für diesen Zweck aufgrund ihrer hohen Kopienzahl, Stabilität, maternalen Vererbung und hohen Mutationsrate. Ziel dieser Studie war die Entwicklung einer Methode zur Identifizierung von A. mellifera Unterarten in Honig, mit besonderem Fokus auf A. m. carnica, einer in Österreich heimischen und in vier Bundesländern geschützten Unterart. Honigproben wurden ausgewählt, um unterschiedliche geografische Herkunftsgebiete und Unterartenverteilungen abzudecken, mit Schwerpunkt auf österreichischen Honigen sowie relevanten europäischen und außer europäischen Proben. Auch einzelne Bienen wurden für die Analyse gesammelt und als Referenz verwendet. Die DNA-Extraktion wurde sowohl für Honig- als auch für Bienenproben optimiert, einschließlich der alpinen und pannonischen Variante von A. m. carnica. Anschließend wurden hochvariable mtDNA-Regionen untersucht. Im ND4-Gen wurde eine Region mit sechs diagnostischen SNPs identifiziert, die mit einem neu entwickelten Assay (BEE 3₂), unter Verwendung eines biotinylierten Reverse-Primers für die Pyrosequenzierung (PSQ) gezielt analysiert wurde. Es wurde eine real-time quantitative PCR (qPCR) gefolgt von einer High Resolution-Melting (HRM) -Analyse durchgeführt, wobei anschließend die PSQ zur Bestätigung der Ergebnisse und zur weiteren Differenzierung der Subspezies eingesetzt wurde. Mit dieser Methode allein konnte die alpine Variante von A. m. carnica von den anderen, in der europäischen Imkerei häufig verwendeten Unterarten unterschieden werden. Für die schwierigere Abgrenzung der pannonischen Variante von A. m. ligustica war hingegen die Entwicklung eines zweiten Assays (BEE 6), das auf einen einzelnen diagnostischen SNP abzielt, erforderlich. BEE 6 benötigt jedoch eine weitere Validierung. Der kombinierte HRM- und PSQ Ansatz unter Verwendung dieser beiden Assays zusammen mit einem weiteren, in unserer Arbeitsgruppe bereits etablierten Assay (BEE 2₁) zeigte vielversprechende Ergebnisse bei der Unterscheidung von Honigproben, die nur A. m. carnica-DNA (alpine, pannonische oder eine Mischung beider Varianten) enthalten, von Proben mit anderen Unterarten. Dieser Ansatz könnte somit zum Verbraucherschutz, zur Überprüfung der Honig-Authentizität, zur Bewertung der geografischen Herkunft sowie zur Erhaltung dieser geschützten Unterart beitragen.

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Cite This Study

Andrea Bevilacqua (2026) studied this question.

synapsesocial.com/papers/69f154c0879cb923c4944fb4https://doi.org/10.25365/thesis.80976
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