Dynamique des agents pathogènes et comportements de résistance de l’abeille Apis mellifera unicolor suite à l’introduction de Varroa destructor à La Réunion

Pathogen dynamics and tolerance behavior of the bee, Apis mellifera unicolor, following the introduction of Varroa destructor in La Réunion

• Auteur / Autrice : Benoit Jobart
• Direction : Hélène Delatte
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (Saint-Pierre, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Delbac
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Blot, Johanna Clemencet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angélique Vetillard, Yves Le Conte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations hôte-parasite

Varroa jacobsoni

La Réunion (France ; île)

Abeilles mellifères

Mots clés libres

Apis mellifera unicolor

Varroa destructor

Interactions hôte-Parasite

Dynamique des populations

Apis mellifera unicolor

Varroa destructor

Host-Parasite interactions

Population dynamic

Résumé

L'abeille mellifère (Apis mellifera) est confrontée à une multitude de facteurs de stress biotiques et abiotiques qui ont induit à un déclin de ses populations au niveau mondial. La pathosphère de l'abeille et les interactions qui en découlent sont de mieux en mieux connues chez les sous-espèces européennes en zone tempérée. Il existe peu de données dans les zones tropicales et sur des sous-espèces d'autres lignées d'A. mellifera. La sous-espèce de lignée africaine A. m. unicolor est présente dans le Sud-Ouest de l’Océan Indien. Elle est indigène et endémique à la Réunion. L’introduction de l’ectoparasite Varroa destructor en 2017 a fortement impacté les colonies d’abeilles à La Réunion. Cet acarien affaiblit les abeilles et augmente leur vulnérabilité face aux pathogènes. De plus, il transporte des virus de l'abeille. La lutte chimique est le principal moyen de lutte contre le parasite. Toutefois, des mécanismes héritables de résistance ont été identifiés. Le premier objectif de la thèse était de mieux comprendre le cycle biologique d’A. m. unicolor en zone tropicale, en se concentrant sur la production de couvain et la durée d’operculation des nymphes. En effet, une réduction de cette durée pourrait réduire la reproduction de Varroa. Les colonies à La Réunion ont été capables d’élever du couvain toute l’année, avec une variation saisonnière. La durée d'operculation des nymphes d’A. m. unicolor est de 280 h. Une étude comparative a montré que les populations africaines avaient une durée d’operculation plus courte que les populations européennes. A. m. unicolor se situe parmi les populations hybrides, qui constituent un groupe intermédiaire. Un deuxième objectif était d'observer l’installation de Varroa destructor dans les colonies et de suivre sa dynamique, ainsi que celle de deux virus, le Deformed Wing Virus (DWV) et le Chronic Bee Paralysis Virus (CBPV). Des colonies ont été suivies sur deux périodes d’un an et sur deux ruchers expérimentaux. L'installation du parasite à induit une forte mortalité, jusqu’à 85% des colonies au bout d'un an, et des taux d'infestation élevés, jusqu’à 52 acariens pour cent abeilles. Le DWV a suivi l'établissement de Varroa dans les colonies et le taux d'infestation du parasite a eu un effet significatif sur sa prévalence et sa charge virale. Le CBPV n'est apparu que de manière transitoire au long des suivis. Les données ont montré que, dans les colonies tropicales qui élèvent du couvain toute l'année, Varroa et le DWV sont néanmoins soumis à une dynamique saisonnière qui semble influencée par les conditions environnementales. Le troisième objectif du travail était de mesurer deux mécanismes de résistances d’A. m. unicolor à Varroa, le Varroa Sensitive Hygiene (VSH), qui correspond à la capacité des ouvrières à détecter et retirer le couvain parasité, et le Mite Non-Reproduction (MNR), qui correspond à la capacité à réduire le succès reproducteur des Varroa fondatrices dans le couvain operculé. Les colonies ont montré une capacité à retirer les nymphes infestées (VSH) modérée et similaire à celles retrouvées dans des colonies d’abeilles européennes ou chez A. m. scutellata de lignée africaine. Elles ont par contre montré une proportion de MNR élevée, la moitié des fondatrices ayant une diminution de leur succès reproducteur, ce qui indiquerait une potentielle résistance. L'ensemble de ces résultats apporte de nouvelles connaissances sur une abeille de lignée africaine en milieu tropical. Ces résultats peuvent influencer les pratiques apicoles locales, notamment en terme de gestion des transhumances, mais aussi dans la mise en place de programmes de sélection d’abeilles résistantes à Varroa, tels qu'ils ont été réalisés sur des populations européennes. En effet, les variabilités observées dans les mesures de VSH et MNR suggèrent une possibilité de sélection de colonies résistantes d'A. m. unicolor à La Réunion.

The honeybee (Apis mellifera) has been facing a multitude of biotic and abiotic stressors that have led to a decline in its populations worldwide. The pathogens of the honeybee and the resulting interactions are best known in European subspecies in temperate climates. There is few data in tropical areas and on subspecies of other lineages of A. mellifera. The African lineage subspecies A. m. unicolor is present in the South Western Indian Ocean. It is indigenous and endemic to La Réunion. The introduction of the ectoparasite Varroa destructor in 2017 had a major impact on bee colonies in La Réunion. The mite weakens bees and increases their vulnerability to other pathogens. In addition, it may carry honeybee viruses. Chemical treatments is the main means of controlling the parasite. However, heritable resistance mechanisms have been identified in the honeybee. The first objective of the thesis was to better understand the life cycle of A. m. unicolor, focusing on brood production and the capping period of pupae. Indeed, a reduction of this duration could reduce the reproduction of Varroa. Colonies were able to rear brood all year long, with seasonal variations. The capping period of A. m. unicolor is 280 h. A comparative study showed that African populations had a shorter capping period than European populations. A. m. unicolor is among the hybrid populations, which constitute an intermediate group. A second objective was to observe the establishment of V. destructor in the colonies and to follow its dynamics, as well as the dynamics of two viruses, the Deformed Wing Virus (DWV) and the Chronic Bee Paralysis Virus (CBPV). Colonies were monitored over two one-year periods in two experimental apiaries. The establishment of the parasite resulted in high mortality, up to 85% of colonies after one year, and high infestation rates, up to 52 mites per hundred bees. DWV followed the establishment of Varroa in the colonies and the infestation rate of the parasite had a significant effect on its prevalence and loads. CBPV appeared only transiently during the monitoring. The data showed that, in tropical colonies with permanent brood rearing, Varroa and DWV are nevertheless subjected to seasonal dynamics that could be influenced by environmental conditions. The third objective was to measure two resistance mechanisms of A. m. unicolor towards mites, Varroa Sensitive Hygiene (VSH), which corresponds to the ability of workers to detect and remove parasitized pupae, and Mite Non-Reproduction (MNR), which corresponds to the ability to reduce the reproductive success of Varroa foundresses in capped cells. The colonies showed a moderate ability to remove infested pupae (VSH), similar to those found in European subspecies or in A. m. scutellata (African lineage). However, they showed a high proportion of MNR, with half of the foundresses with a decreased reproductive success, which would indicate potential resistance. All these results provide new knowledge on an African lineage honeybee in a tropical environment. These results may influence local beekeeping practices, particularly transhumance management, but also the development of selection programs of Varroa resistant honeybees, such as those carried out on European populations. Indeed, the variabilities observed in the VSH and MNR measures suggested a possibility of selection of resistant colonies of A. m. unicolor in La Réunion.