El comportamiento de acicalamiento de Apis mellifera hacia el ácaro Varroa destructor : Bases fenotípicas y genéticas e implicancia sobre la resistencia a la varroosis

Abstract

Apis mellifera es un insecto polinizador clave y constituye el mayor productor de miel para consumo humano. Uno de los principales patógenos de las abejas melíferas es el ácaro Varroa destructor. Este ectoparásito generalmente se controla mediante el uso de tratamientos químicos para evitar su impacto negativo sobre las colonias. En los últimos años se han identificado poblaciones de abejas que sobreviven a V. destructor en ausencia de tratamientos acaricidas y se han estudiado los comportamientos sociales asociados al control de esta parasitosis. Uno de ellos, el comportamiento de acicalamiento o grooming, consiste en la remoción de los ácaros ubicados sobre el cuerpo de las abejas obreras mediante el uso de patas y mandíbulas. El objetivo general de esta Tesis Doctoral fue estudiar de forma integral el comportamiento de grooming (CG) de A. mellifera hacia V. destructor en un material apícola naturalmente sobreviviente a Varroa, analizando el impacto de este carácter de inmunidad sobre el desempeño sanitario y la supervivencia de las colmenas, y explorando sus bases genéticas. Los resultados de los ensayos a campo mostraron un alto porcentaje de ácaros dañados y una baja carga parasitaria en las colonias de la población de abejas sobrevivientes (stock M) respecto a la población de abejas susceptibles (stock S). Estos resultados sugieren que un alto CG aumenta la mortalidad de Varroa y permite regular la parasitosis dentro de la colonia. Por otro lado, los ensayos comportamentales realizados en arenas experimentales sobre abejas individuales mostraron que las obreras del stock M, y particularmente las más jóvenes, iniciaron el CG de forma más precoz e intensa frente a la infestación artificial con V. destructor en comparación con las abejas obreras del stock S. Por último, los análisis de expresión de genes candidatos por qPCR en respuesta a la presencia del ácaro mostraron que las abejas del stock M exhiben mayores niveles de expresión de los genes neurexin-1, cytochrome P450 9e2, octopamine receptor-1 y poli (U)-binding-splicing factor half pint y menores niveles del gen atlastin-1 respecto a las abejas S. Los resultados obtenidos en esta Tesis evidencian variabilidad fenotípica y genética en el comportamiento de grooming hacia V. destructor en los materiales evaluados, resaltan la importancia del carácter en la resistencia de las colonias de A. mellifera a la varroosis, y proveen información aplicable a la identificación y selección de poblaciones de abejas con características deseables para el desarrollo de la apicultura en clima subtropical.

Apis mellifera is an essential pollinating insect and the honey's largest producer for human consumption. The ectoparasitic mite, Varroa destructor, is one of the main honey bee pathogens, which is mostly controlled by chemical treatments to avoid negative impact on colonies. In recent years, honey bee populations that survive V. destructor in the absence of acaricide treatments have been identified, and several social behaviors towards the mite have been reported. One of them, grooming behavior, consists in the removal of mites from the body by worker bees by using their legs and mandibles. The general objective of this PhD Thesis was to comprehensively study the grooming behavior of A. mellifera towards V. destructor at the individual and colony level, exploring its genetic basis and analyzing the impact of this trait on colony's survival. The results of the colony-level assays showed a high percentage of damaged mites and a low parasite load in the surviving honey bee population (stock M) compared to a population susceptible to Varroa (stock S), suggesting that a high grooming behavior increases Varroa mortality and may regulate the parasitosis within the colony. On the other hand, individual behavioral assays showed that bees from the stock M, and particularly the younger ones, initiated the grooming behavior response to the mite more rapidly and intensely compared to the bees from stock S. Finally, candidate gene expression analyses by qPCR revealed that bees from the stock M express higher levels of the neurexin-1, cytochrome P450 9e2, octopamine receptor-1 and poli(U)-binding-splicing factor half pint genes and lower levels of the atlastin-1 gene compared to S bees when they are exposed to the mite. The results obtained in this Thesis show phenotypic and genetic variability in the grooming behavior towards V. destructor in the evaluated materials, highlight the importance of this trait in the resistance of A. mellifera colonies to varroosis, and provide information applicable to the identification and selection of honey bee populations exhibiting desirable traits for the development of beekeeping in a subtropical climate.