Bases genéticas del comportamiento defensivo de colonias de Apis mellifera adaptadas a clima subtropical

Tesis para obtener el grado de Doctora en Ciencias Biológicas, presentada en la Universidad Nacional de Tucumán, en 2022

La abeja de la miel, Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae) es considerada a nivel mundial como el principal insecto polinizador de cultivos y productor de miel para consumo humano. También es un importante modelo para estudios genéticos, fisiológicos y de comportamiento social. Estudios previos han descripto la presencia de más de 26 subespecies de abejas y la existencia de una gran diversidad morfológica, genética y comportamental entre ellas. Esta diversidad ha sido fundamentalmente asociada al origen geográfico de las subespecies. Las constantes hibridaciones entre subespecies y poblaciones comerciales y naturales han generado nuevas variantes genéticas adaptadas a diferentes ambientes (ecotipos) que poseen características productivas y comportamentales diferenciales. En nuestro país se ha trabajado en la selección, mantenimiento y multiplicación de stocks genéticos con características deseables para la apicultura, como la alta productividad de las colmenas, resistencia a enfermedades y mansedumbre. Particularmente en el norte de nuestro país, se ha registrado la presencia de colonias de abejas naturalmente tolerantes al ácaro Varroa destructor (Acari: Varroidae), principal patógeno de las abejas, sin embargo, también se ha identificado un rasgo negativo en estos materiales, el alto comportamiento defensivo. En este marco, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo el estudio del comportamiento defensivo de colonias silvestres naturalmente tolerantes a V. destructor desde un punto de vista holístico, incluyendo aspectos ecológicos y del ambiente, análisis morfométricos y genéticos de abejas obreras, y evaluaciones comportamentales a nivel social de las colonias. Asimismo, incorporamos la caracterización genómica de stocks genéticos que presentan características contrastantes respecto al comportamiento defensivo mediante un estudio de SNPs a mediana escala (ddRAD seq). Los principales resultados muestran que es posible la selección de colonias por comportamiento defensivo mediante la implementación de parámetros de selección fenótipicos como el Indice de Comportamiento Defensivo, producto de esta Tesis y datos genéticos (haplotipos mitocondriales) y genotípicos (SNPs), generados en este trabajo de Tesis. Esta información es potencialmente aplicable a los programas de mejoramiento para la selección y caracterización de ecotipos de abejas establecidos en la región norte del país.

The honey bee, Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae) is considered worldwide as the main insect pollinator of crops and producer of honey for human consumption. It is also an important model for genetic, physiological and social behavioral studies. Previous studies have been described more than 26 honey bee subspecies and the existence of a great morphological, genetic and behavioral diversity among them. This diversity has been mainly associated to their geographic origin. The constant hybridizations between subspecies and commercial and natural populations have generated new genetic variants adapted to different environments (ecotypes) which possess differential productive and behavioral characteristics. In our country, work has been done on the selection, maintenance and multiplication of genetic stocks with desirable characteristics for beekeeping, such as high hive productivity, disease resistance and low defensive behavior. Particularly in the north of our country, the presence of bee colonies naturally tolerant to the mite, Varroa destructor (Acari: Varroidae), considered as a major pathogen of honey bees, has been registered; however, a negative trait has also been identified in these materials, the high defensive behavior. In this framework, the present Doctoral Thesis aims to study the defensive behavior of wild colonies naturally tolerant to V. destructor from an holistic point of view, including ecological and environmental aspects, morphometric and genetic analysis of worker bees, and behavioral evaluations at the social level of the colonies. We also incorporated the genomic characterization of genetic stocks that present contrasting characteristics with respect to defensive behavior by means of a medium-scale SNP study (ddRAD seq). The main results show that it is possible to select colonies by defensive behavior through the implementation of phenotypic selection parameters such as the Defensive Behavior Index, and the use of genetic (mitochondrial haplotypes) and genotypic data (SNP), generated in this Thesis. This information could be potencially applied to breeding programes for the selection and characterization of honeybee ecotypes from the northern region of the country.

Instituto de Investigación Animal del Chaco Semiárido

Fil: Bianchi, Eliana Mariel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Investigación Animal del Chaco Semiárido; Argentina