Biosistema e benessere delle colonie:
valutazione degli effetti delle componenti
micro e macro ambientali sul benessere
delle colonie e loro influenza sullo sviluppo
di patogeni.
Responsabile: Marco Lodesani
Collaboratori: Antonio Nanetti, Cecilia Costa, Giacomo Vaccari,
Eleonora Bergomi, Simone Franceschetti, Leonardo Ricci, Sergio
Massi (CRA-API), Kaspar Bienefeld (Länderinstitut für
Bienenkunde Hohen Neuendorf, Germania), Antonio Felicioli,
Matteo Giusti (UNIPI), Carlo Amodeo, Eugenia Oliveri (UNIPA),
Angelo Barberis (Apicoltura Barberis), Maurizio Ferriani
(Associazione Apicoltori Felsinei)
Linee di ricerca
a)
Studio delle interazioni genotipo – ambiente e loro impatto sulla
vitalità delle colonie
b)
Effetti di stress nutrizionali sulla suscettibilità delle colonie ad alcuni
patogeni
c)
Indagine sulle interazioni fra alcuni patogeni
d)
Tollerabilità di alcuni trattamenti acaricidi
e)
Impatto di alcune tecniche apistiche sulla vitalità delle colonie nella
fase invernale
f)
Influenza dei campi elettro-magnetici
Linea di ricerca:
Studio delle interazioni tra genotipo e
ambiente
Marco Lodesani, Cecilia Costa,
Giacomo Vaccari, Eleonora Bergomi,
Simone Franceschetti (CRA-API),
Kaspar Bienefeld (Bienen Institut Hohen
Neuendorf, Germania),
Carlo Amodeo, Eugenia Oliveri (UNIPA),
Angelo Barberis (Apicoltura Barberis)
Interazioni genotipo – ambiente: ceppi Ligustica
Esistono
popolazioni di
Ligustica con
adattamenti
all’ambiente
locale ?
INTERAZIONI GENOTIPO-AMBIENTE
N=126
Produzione di miele nel Lazio
(media +/- ES)
45
b
35
b
Kg
45
40
a
Lazio
a
20
a
Basilicata
15
Piemonte
Piemonte
10
20
origine 1delle api
Basilicata
10
origine 1delle api
Produzione di miele in Basilicata
(media +/- ES)
45
40
35
Kg
Kg
Lazio
30
15
30
25
35
25
b
40
Produzione di miele nel Piemonte
(media +/- ES)
a
ab
30
25
20
b
Basilicata
Lazio
15
Piemonte
10
origine 1delle api
Adattamento alle pratiche
apistiche….
• Nutrizione artificiale
• Protezione dal freddo
• Trattamenti anti-Varroa etc …
La sfida per il futuro è la selezione di
api maggiormente resistenti agli
stress ambientali !
Apis mellifera sicula
Gruppo di lavoro “Diversità e vitalità”
Le sottospecie europee rappresentano una risorsa importante
per la selezione di api resistenti e vitali.
Segnalazioni di minori perdite di colonie tra le razze
autoctone
Obiettivi:
• Sviluppare e validare parametri di vitalità
• Stabilire metodi standard di valutazione di questi
parametri
• Indagare le interazioni tra l’origine genetica delle api,
l’ambiente, e la vitalità
17 origini genetiche
~ 700 colonie
21 siti di valutazione
Parametri considerati
• Sviluppo colonia (controlli regolari per quantità di api,
covata, scorte di miele e polline)
• Comportamentali (tendenza alla sciamatura, docilità)
• Di vitalità (comportamento igienico, sviluppo
popolazione varroa, livelli d’infezione da Nosema e
virus)
• Misurazione variazioni T e UR interne all’alveare
• Misurazione continue variazioni di peso
SUD
NORD
18000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
30000
24-giu
23-lug
sicula
11-set
9-ott
3-giu
20000
20000
15000
15000
10000
10000
5000
5000
0
0
23-lug
sicula
24-giu
23-lug
sicula
11-set
9-ott
ligustica
11-set
ligustica
14-lug
sicula
ligustica
25000
24-giu
18-giu
9-ott
27-ago
28-set
5-nov
30000
25000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
N° api
ligustica
finlandese
N° celle di
covata
3-giu
18-giu
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
14-lug
sicula
27-ago
ligustica
28-set
5-nov
finlandese
g di miele
3-giu
18-giu
sicula
14-lug
27-ago
ligustica
28-set
5-nov
finlandese
% di api adulte infestate da varroa
NORD
5 novembre 2009
8%
Varroa
7%
% di api adulte infestate da varroa
SUD
10 ottobre 2009
% api infestate
6%
4%
3%
2%
1%
*
8%
5%
0%
sicula
ligustica
7%
varroe cadute per alveare dopo il trattamento
invernale
NORD
5%
4%
3%
2%
*
120
1%
100
0%
sicula
ligustica
N°varroe cadute
% api infestate
6%
80
60
40
20
0
sicula
ligustica
Milioni
Spore di nosema per ape
NORD
5 novembre 2009
3,0
2,5
2,0
*
1,5
1,0
0,5
0,0
sicula
ligustica
Perdite invernali Nord al 15/2/2010
8 colonie (7 Sicula, 1 Ligustica)
Linea di ricerca:
Effetti di stress nutrizionali sulla
suscettibilità delle colonie ad alcuni
patogeni
Marco Lodesani, Cecilia Costa,
Giacomo Vaccari, Eleonora Bergomi,
Simone Franceschetti (CRA-API),
Disegno sperimentale
• Svolgimento: sett-ott 2009
• Colonie sperimentali dotate di regine
sorelle fecondate nello stesso luogo (Lab.
CRA-API Coviolo) nel mese di Luglio 2009.
• Apiario suddiviso in 3 gruppi.
• Polline raccolto in loco e somministrato
- 330 g
+ 400 g
Polline normali
Polline carenti
Polline abbondanti
Sviluppo delle colonie
Api
18000
16000
14000
a
a
a
ab
a
b
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
06-ott
polline abbondanti
Covata
27-ott
polline normali
polline carenti
20000
a
18000
ab
16000
14000
Polline abbondanti
12000
a a a
b
10000
8000
Polline normali
6000
4000
2000
0
Polline carenti
03-set
15-set
polline abbondanti
06-ott
polline normali
polline carenti
27-ott
Patogeni e parassiti
Media spore Nosema per ape
12
b
milioni di spore
10
8
Infestazione da Varroa su api adulte
ab
6
25%
4
a
a
20%
a
2
a
15%
0
POL +
POL norm
POL -
10%
5%
0%
Livelli d’infestazione a fine ottobre
POL +
POL norm
POL -
Interazione tra Nosema ceranae e il
DWV
(Deformed
Wing
Virus)
Scheda: Biosistema e benessere delle colonie
Infezione multipla con patogeni
Si conoscono già delle interazioni sinergiche tra patogeni:
• Varroa destructor e virus (DWV, KBV): vectoring & activation (Yue
& Genersch, 2005; Shen et al., 2005)
• Nosema apis e virus (BQCV, Bee Virus Y, filamentous virus) (Bailey
1983; Berenyi et al., 2006 field observation)
Qual è il ruolo di N. ceranae, nei fenomeni di mortalità
tramite interazioni sinergiche con altri virus ?
(Antùnez et al., 2009) : L’infezione con N.ceranae è in grado di sopprimere
significativamente la risposta immunitaria dell’ape e perdite di interi
apiari sono stati documentati in Spagna a causa di N. ceranae
(Higes et al., 2008) ma rimane sconosciuta l’interazione con i virus.
Virus e Nosema sp.
Nosema sp. = fungo endoparassita che infesta il mesointestino
dell‘ape
Viruses.
Nosema sp.
Possibile evoluzione:
1. Varroa attiva i virus
2. Nosema perfora il mesointestino e facilita
l‘intrusione dei virus attivati
3. Le colonie collassano indipendentemente dal
controllo della Varroa
Replicazione del/i Virus e movimentazione in altri organi ?
Ipotesi di lavoro
N. ceranae facilita intrusione di particelle virali
latenti via perforazione del mesointestino, e
sopprimendo le risposte immunitarie
favorisce la replicazione dei virus presenti allo
stato latente, es. DWV, BQCV, CBPV, KBV.
Nelle api infette da nosema il titolo virale è più alto?
Presupposti
1) Escludere V. destructor in quanto
responsabile dell’immunosoppressione
(Gregory at al., 2005; Yang and Cox-Foster, 2005)
2) Infezione artificiale con N. ceranae
3) Simultanea stima del grado di infezione da
nosema e tasso virale
1) Apiario isolato e “colonie sane”
(pacchi d’ape tratttati ripetutamente con A.o., poi
Amitraz fino ad 1 mese dalla prova)
Campioni analizzati per
DWV, ABPV,
BQCV, SBV
Rilevati:
solo virus DWV a
bassissimi livelli
(20/ape)
2) Api nascenti sono state infettate (o no) con
N. ceranae
+ N. ceranae spores
in 0.2 ml sciroppo zuccherino
(20×106 per ml)
no N. ceranae spore nello sciroppo
Totale=22 gabbiette
25-30 api/gabbia
25-30 api/gabbia
3) Stima delle spore di N. ceranae e titolo di
DWV in api singole (14 gg dopo l’inoculo)
Spore Nosema nel mesointestino
Real time PCR
(Tentcheva et al., 2004)
Stima Virus in
Capo e torace
Significativo effetto sulla sopravvivenza
api infette e non infette da N.ceranae
Test Log-Rank (interaz 10_08) WW = -21,97 Somma=459,88 Var = 115,09
Statistica test= -2,04775 p = ,04058
LIFE TABLE
Completi
Censurati
1,0
0,9
Cumulative surviving proportion
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
-0,1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Time (days)
Test F di Cox (interaz 10_08)
T1 = 318,7196 T2 = 270,2804
F( 556, 620) = 1,314956 p = 0,00045
20
22
24
26
28
30
32
34
NN+
Correlazione tra Nosema ceranae e virus delle ali deformi
Scatterplot ( 23v*28c)
Include condition: apiario='buvolo'
DWV HT = 1,5942E5+55926,9847*x
n°spore (x10 6 ):DWV HT: y = 1,5942E5 + 55926,9847*x;
r = 0,7023; p = 0,00003
1,2E6
1E6
DWV HT
Copie virali in testa e torace
1,4E6
8E5
6E5
4E5
2E5
0
-2
0
2
4
6
8
10
n°spore (x10 6 )
Spore di Nosema nel mesointestino
12
14
Contesto internazionale
• CoLoss (Prevention of honeybee COlony LOSSes):
analisi dei fenomeni di mortalità a livello globale
I risultati preliminari
dei test di aboratorio
mostrano che
l’infezione da N.
ceranae facilita la
replicazione virale
BLOCCHI DI COVATA TARDIVI
Scheda: Biosistema e benessere delle colonie
STRESS DA PATOGENI
Pro e contro di un blocco di covata
tardivo
• Maggiore il beneficio (eliminazione patogeni) o il
danno (calo della popolazione in periodo
cruciale)?
• Mantenimento o eliminazione della covata tolta?
• Quantificazione dei patogeni asportati e della
capacità di ripresa delle colonie
PROTOCOLLO 1/3
• Gruppi di colonie parificate per forza numerica e
infestazione;
• Lazio: 30 Colonie, Emilia-Romagna: 33 colonie
( 21+12)
• Colonie di partenza normalmente trattate in Agosto
(Timolo);
• Inizio prova metà Settembre;
• Regine sorelle ( Bologna )
PROTOCOLLO 2/3
• Gruppo I (testimone): tratt. estivo + oss. finale
• Gruppo II: metà Settembre: divisione permanente degli
alveari dopo asportazione della covata;
• Gruppo III: metà Settembre: divisione temporanea (colonie e
suo nucleo riuniti ad Ottobre).
Ai gruppi II e III: ossalico spruzzato sui favi (3%) delle colonie di
partenza; trattamento ossalico ai nuclei alla nascita della covata.
PROTOCOLLO 3/3
•
•
•
•
•
Controlli funzionali
Infestazione varroa finale
Test in gabbietta su api invernali
Ripresa primaverile
Valutazione dell’infezione virale e nosema
Osservazioni preliminari
• Sorprendente ripresa sia delle
colonie private della covata sia di
quelle alle quali sono state
restituite le api trattate
Dati di ottobre
Varroe cadute ai trattamenti
450
400
350
n. acari
300
250
200
150
100
50
0
varroe su api (settembre)
varroe in covata (ottobre)
Bologna
77
300
81
179
2°TRATTAMENTO
dicembre
30
219
24
100
1°TRATTAMENTO
settembre
API
(alv.)
CONT
COVATA
(nuclei)
TEMP
API
(alv.)
COVATA
(nuclei)
DEF
INIZIO
metà sett
Roma
N=10
N=10
N=20
74
249
146
206
2°TRATTAMENTO
gennaio
10
19
33
82
1°TRATTAMENTO
sett-ott
API
(alv.)
CONT
COVATA
(nuclei)
TEMP
API
(alv.)
COVATA
(nuclei)
DEF
INIZIO
16 sett
N=10
N=10
N=10
Varroe cadute dopo il trattamento invernale
Trattamento invernale
Gennaio
Roma
Trattamento invernale
Dicembre
Bologna
400
a
350
350
300
300
ab
250
200
b
150
b
100
N°varroe cadute
N°varroe cadute
400
150
0
nuc. DEF
b
100
0
alv. DEF
ab
200
50
TEMP
ab
250
50
CONT
a
CONT
TEMP
alv. DEF
nuc. DEF
Situazione delle colonie
all’invernamento
Bologna
22000
20000
a
a
18000
b
N°api e celle
16000
14000
12000
c
10000
a
8000
a
a
6000
4000
b
2000
0
N °API
CONT
CELLE COVATA
TEMP
alv. DEF
nuc. DEF
Situazione delle colonie
all’invernamento
Roma
14000
12000
a
ab
ab
N° api e celle
10000
a
b
8000
b
6000
4000
bc
c
2000
0
N °API
CONT
CELLE COVATA
TEMP
alv. DEF
nuc. DEF
Effetti sulle api di trattamenti
acaricidi
Scopo dello studio
Effetti sulle colonie e sulle api singole di
trattamenti acaricidi con:
- acido formico (metodo Amrine)
- Api Life Var
Struttura della prova
• Ogni apiario
viene suddiviso
in 4 gruppi
omogenei
• L’esperimento
viene eseguito
in due apiari di
48 colonie.
Trattamento con ac. formico
Trattamento
AMR
- Posizionare un foglio di carta
assorbente sui favi,
posteriormente, e impregnarlo
con 15 ml di Honey Bee
Healthy.
- Posizionare il cartone per
impregnazione sui favi,
anteriormente e leggermente
distanziato dai favi, e
impregnarlo con 70 ml di
acido formico 50%.
CTRL
Controllo non trattato
Alveare trattato
Trattamento con ALVAR
Trattamento
VAR4
- Una tavoletta (4/4)
- 4 somministrazioni (una ogni 7 gg)
- Biella
x4
VAR6
- Una tavoletta e mezza (6/4)
- 4 somministrazioni (una ogni 7 gg)
-Biella
x4
VAR8
- DUE tavolette (8/4)
- 2 somministrazioni (una ogni 7 gg)
- Pisa
2
x2
VAR12
- TRE tavolette (12/4)
- 2 somministrazioni (una ogni 7 gg)
- Pisa
2
x2
Rilevazioni e analisi
Temperatura
e UR negli
alveari
Colonie (valutazioni di campo)
- Dinamica di popolazione (adulte e covata)
con il Metodo dei Sesti
- orfanità
Analisi di laboratorio
- varroa nella covata
- longevità delle api in arnietta
- fattori di stress
Effetto acuto
Mortalità acuta di api e covata
Mortalità nel tempo (Biella)
MORTALITA' MEDIA GIORNALIERA GABBIE UNDER BASKET
200
180
160
api morte
140
VAR 4
120
VAR 6
100
CONTR
80
AMR
60
40
20
0
8-ago
13-ago
18-ago
23-ago
28-ago
2-set
7-set
Diminuzione della covata
Acido formico (Biella)
Box & Whisker Plot: covata tot (n celle)
28000
26000
- 61%
24000
covata tot (n celle)
22000
20000
Una settimana
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
40400
40408
data
Mean
Mean±SE
Mean±1,96*SE
Diminuzione della covata
Acido formico (Pisa)
Box & Whisker Plot: covata tot (n celle)
30000
28000
26000
- 54%
covata tot (n celle)
24000
22000
Una settimana
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
40054
40061
data
Mean
Mean±SE
Mean±1,96*SE
Frequenza orfanità a 7gg
58
60
50
40
25
% 30
AMR
CTRL
20
10
0
0
0
Biella
Pisa
Un mese dopo trattamento (Biella)
gruppo; LS Means
Wilks lambda=,40401, F(6, 66)=6,3059, p=,00003
Effective hypothesis decomposition
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
Recuperato effetto
negativo sulla covata
30000
28000
26000
24000
22000
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
A
Var4
B
C
Var6 gruppoAMR
D
CTR
covata
api
Un mese dopo trattamento (Pisa)
gruppo; LS Means
Wilks lambda=,70568, F(6, 76)=2,4118, p=,03461
Effective hypothesis decomposition
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
Recuperato effetto
negativo sulla covata
24000
22000
VARROA?
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
A
Var8
B
C
Var12gruppoAMR
D
CTR
covata
api
Invernamento a Biella
gruppo; LS Means
Wilks lambda=,89053, F(6, 66)=,65648, p=,68479
Effective hypothesis decomposition
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
18000
16000
14000
12000
API
Popolazione invernata
simile nei vari gruppi
10000
8000
6000
4000
2000
0
-2000
-4000
A
Var4
B
C
Var6gruppo AMR
D
CTR
covata
api
Invernamento a Pisa
gruppo; LS Means
Current effect: F(3, 28)=,55823, p=,64698
Effective hypothesis decomposition
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
11000
10000
9000
API
Popolazione invernata
simile nei vari gruppi
api
8000
7000
6000
5000
4000
3000
A
Var8
B
C
gruppo AMR
Var12
D
CTR
Mortalità varroe in covata (a 7gg)
96
100
90
80
72
70
60
AMR
CTRL
% 50
40
30
14
20
10
0
Biella
Pisa
Stress da trattamento
Proteomica del capo dell’ape
Trattato con acido ossalico
Controllo
