Impacts et interactions de la microsporidie Nosema cerenae et d'insecticides neurotoxiques sur la santé de l'abeille domestique, Apis mellifera

Impacts and interactions of the microsporidia Nosema ceranae and neurotoxic insecticides on the honeybee (Apis mellifera) health

• Auteur / Autrice : Régis Rouzé
• Direction : Nicolas Blot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 04/09/2020
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Microorganismes : Génome et environnement
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Armengaud, Mahchid Bamdad
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angélique Vetillard, Philippe Bulet

Mots clés

Mots clés libres

Apis mellifera

Nosema ceranae

Insecticides neurotoxiques

Interaction

Synergie

Apis mellifera

Nosema ceranae

Neurotoxic insecticides

Interaction

Synergy

Résumé

L’abeille domestique, Apis mellifera, est un pollinisateur qui joue un rôle économique et écologique majeur. Les pertes de colonies d’abeilles observées depuis quelques décennies seraient le reflet d’un déclin plus global des pollinisateurs. Ce déclin aurait une origine multicausale, impliquant de nombreux facteurs de stress potentiellement capables d’interagir entre eux. Ce travail s’intéresse à l’impact de deux facteurs de stress auxquels l’abeille est fréquemment exposée : le parasite microsporidien Nosema ceranae et les insecticides neurotoxiques (substances actives ou formulations phytopharmaceutiques), ainsi qu’à leurs interactions. Un effet synergique sur la mortalité des abeilles a été observé avec certaines combinaisons. N. ceranae et les insecticides ont également induit une modulation d’activités enzymatiques et du transcriptome de l’intestin moyen de l’abeille, avec des gènes impliqués dans l’immunité, la détoxication, l’intégrité épithéliale et neuronale et le cycle cellulaire. L’association Nosema-insecticide a spécifiquement induit une modulation de gènes du système ubiquitine-protéasome et de la phosphorylation oxydative. En outre, une perturbation des espèces bactériennes majoritaires du microbiote intestinal a été mise en évidence en réponse à ces facteurs de stress. Ces travaux ont ainsi démontré des interactions entre deux insecticides et entre parasite et insecticide, et proposent des hypothèses sur le mode d’action de ces interactions qui restent à vérifier à l’échelle individuelle et de la colonie.

The honey bee, Apis mellifera, is a pollinator playing a major economic and ecological role. The losses of honeybee colonies observed in the recent decades reflect a more general decline of pollinators. The origin of this decline is believed to be multicausal, implying many stressors able to interact each other. This work focuses on the impact of two stressors frequently found in the honeybee, the microsporidian parasite Nosema ceranae and neurotoxic insecticides (active ingredients or phytopharmaceutical formulations), as well as their interactions. A synergistic effect on bee mortality has been observed with certain combinations. N. ceranae and the insecticides also induced a modulation of enzymatic activities and in the honeybee midgut transcriptome, with genes involved in immunity, detoxification, epithelial and neuronal integrity and cell cycle. The Nosema-insecticide combination specifically induced a modulation of genes of the ubiquitin-proteasome system and oxidative phosphorylation. In addition, a disturbance of the major bacterial species of the intestinal microbiota has been observed in response to these stressors. This work demonstrated interactions between insecticide formulations and between a parasite and two insecticides, and proposes hypotheses on the mode of action of these interactions which remain to be verified at the individual and colony scales.