Comparison of intra-colonial genetic diversity of the founder and leading edge populations of Vespa velutina

Vespa velutina nigrithorax, commonly known as the yellow-legged hornet is a species of Vespidae native to Southwestern Asia. It was first observed in 2004 in Southwestern France (Lot-et-Garonne) and rapidly spread to neighboring countries; reaching Spain in 2010 and Portugal in 2011 in Viana do Castelo. Since 2011 it has been spreading through Portugal, with Bragança representing the most marginal distribution area of V. velutina in the northern region. Its spread rate is explained by its great capacity for climate adaptation and its polyandry. The invasion of V. velutina in Europe has caused significant ecological and economic damages. In fact, this hornet is a major threat to beekeeping since Apis mellifera consists in a third of its diet. Genetic studies have provided insights into the colonization patterns of this invasive predator, revealing a genetic bottleneck upon its arrival in Europe, which led to reduced genetic diversity. In this study, we used 16 microsatellites to genotype a total of 120 female hornets from two nests of Viana do Castelo (Vila de Punhe) and two from Bragança (Macedo de Cavaleiros and Mirandela). This study aims to assess and compare the genetic diversity of V. velutina population in the districts of Bragança and Viana do Castelo in Portugal. Bragança represents the leading edge of the northeastern expansion in the Portuguese territory. Surprisingly, the genetic diversity observed in the two colonies from Bragança was higher than that in the colonies from Viana do Castelo. This discrepancy suggests that the population in Bragança is a result of expansion from multiple sources, introducing new alleles to the local population.

Vespa velutina nigrithorax communément appelée frelon à pattes jaunes est une espèce de Vespidae originaire de l’Asie du Sud-ouest. Elle a été observée pour la première fois en 2004 dans le Sud-ouest de la France (Lot-et-Garonne) et s’est rapidement répandue dans les pays voisins ; atteignant l’Espagne en 2010 et le Portugal en 2011 à Viana do Castelo. Depuis 2011 elle se propage à travers le Portugal, avec Bragança représentant la zone de distribution la plus marginale de V. velutina dans la région nord. Sa vitesse de propagation s’explique par sa grande capacité d’adaptation au climat et sa polyandrie L’invasion de V. velutina en Europe à provoqué d’importants dégâts écologique et économique. En effet, ce frelon est une grande menace pour l’apiculture, car Apis mellifera représente un tiers de son régime alimentaire. Les études génétiques ont fourni des perspectives sur les schémas de colonisation de ce prédateur invasif, révélant un goulot d’étranglement lors de son arrivée en Europe, entraînant une réduction de la diversité génétique. Dans cette étude, nous avons utilisé 16 microsatellites pour génotyper un total de 120 frelons femelles de deux nids de Viana do Castelo (Vila de Punhe) et de deux nids de Bragança (Macedo de Cavaleiros et Mirandela). Cette étude vise à évaluer et comparer la diversité génétique de la population de V. velutina dans les districts de Bragança et Viana do Castelo au Portugal. Bragança représente la pointe de l’expansion Nord-est sur le territoire portugais. De manière surprenante la diversité génétique observée dans les deux colonies de Bragança était plus élevée que celle dans les colonies de Viana do Castelo. Cette disparité suggère que la population de Bragança résulte d’une expansion à partir de sources multiples, introduisant de nouveaux allèles dans la population locale.

Vespa velutina nigrithorax, conhecida como vespa-asiática, é uma espécie da família Vespidae nativa do Sudoeste Asiático. Foi observada pela primeira vez em 2004 no Sudoeste Francês (Lot-et-Garonne) e tem-se expandido rapidamente para países vizinhos, tendo chegado a Espanha em 2010 e a Portugal em 2011 (Viana do Castelo). Desde 2011, tem-se expandido por Portugal, com Bragança a representar a área de distribuição mais marginal na região norte de Portugal. A taxa de expansão da V.velutina é explicada pela sua grande capacidade de adaptação a diferentes climas e poliandria. A invasão de V. velutina na Europa tem causado da nos significativos ecológicos e económicos. Em particular esta vespa é uma ameaça para a apicultura, pois a Apis mellifera representa um terço da sua dieta. Estudos genéticos têm fornecido informações sobre os padrões de colonização deste predador invasor. Neste estudo, foram utilizados 16 microssatélites para genotipar um total de 120 fêmeas provenientes de dois ninhos em Viana do Castelo (Vila de Punhe) e dois em Bragança (Macedo de Cavaleiros e Mirandela). Este estudo tem como objetivo avaliar e comparar a diversidade genética das populações de V. velutina nos distritos de Bragança e Viana do Castelo. Bragança representa o limite da expansão nordeste no território português, no entanto, surpreendentemente, a diversidade genética observada nas duas colónias de Bragança foi superior à observada nas colónias de Viana do Castelo. Este resultado sugere que a população de Bragança é o resultado da expansão de vespas de múltiplas origens que vão introduzindo novos alelos na população local.

This study was developed with the Funding of: “Programa de Sustentabilidade e Eficiência no Uso de Recursos (Aviso POSEUR-15-2021-02) e Fundo de Coesão”, “POSEUR-03-2215-FC-000164, to the project “Plano Estratégico de Gestão Integrada da Vespa Velutina para o Território de Trás-os- Montes”. FCT provided financial support by national funds (FCT/MCTES) to CIMO (UIDP/00690/2020) and SusTEC (LA/P/0007/2021).