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Maintaining insect pollinators in farmland is essential for ensuring the pollination of crops and wild plants. This partly relies on the increase of floral resource availability. Mass flowering crops (MFC) provide a high amount of resources, but on a short period of time contrary to grasslands or weeds sheltered in fields. This temporal aspect is rarely studied, although it might be crucial in the maintenance of pollinators and insect pollination over the season. The aim of the thesis is to understand how the spatial and temporal distribution of the floral resources in farmland influence plant-pollinator interactions and pollination. Our results indicate that MFC at their peak flowering period, attract wild pollinators from grasslands and the honeybee; thus, supporting the pollination function. Within MFC, the honeybee preferentially consumes floral resources provided by crops, and may exclude wild pollinators from crop flowers which therefore foraged on weeds. After MFC flowering, pollinator insects spillover to grasslands and cereals which support pollination. Weeds, through their diversity in grasslands, and through their abundance in cereals support wild pollinators at this time period. The persistence of pollinators and pollination in farmland landscapes is based on (i) the maintenance of grasslands and weeds that ensure the spatio-temporal continuity of floral resources, (ii) MFC that supplement the landscapes in floral resources, and (iii) the reduction of field size that facilitates the access to the floral resources. Such measures appear to be compatible with crop production., Le maintien des insectes pollinisateurs en milieu agricole est essentiel car ils pollinisent les plantes sauvages et cultivées, il peut reposer sur l’augmentation de la disponibilité des ressources florales. Les cultures à floraison massive (CFM) fournissent des ressources abondantes et de façon discontinue dans le temps, au contraire des prairies et des plantes adventices présentes dans les cultures. Cet aspect temporel a été peu étudié alors que les paysages agricoles sont caractérisés par une dynamique temporelle importante du fait des successions culturales. L’objectif de la thèse est de comprendre l’effet de la distribution spatiale et temporelle des ressources florales dans les paysages agricoles sur les interactions plantes-pollinisateurs et la pollinisation.Nous montrons que les CFM au pic de floraison attirent les pollinisateurs sauvages des prairies et l’abeille domestique et supportent ainsi la fonction de pollinisation à cette période. Au sein des CFM, l’abeille domestique consomme les ressources fournies par les cultures préférentiellement en bordure de parcelle, et semble exclure les pollinisateurs sauvages des fleurs cultivées ceux-ci sont alors sont maintenus par les plantes adventices. A la fin de la floraison des CFM, les pollinisateurs dispersent vers les prairies et les céréales qui supportent ainsi la pollinisation. A cette période, les plantes adventices à travers leur abondance dans les céréales, et leur diversité dans les prairies supportent les pollinisateurs sauvages.La persistance des pollinisateurs et de la pollinisation dans les paysages agricoles, repose sur (i) le maintien des prairies et des plantes adventices qui assurent la continuité spatio-temporelle de la disponibilité en ressources florales, (ii) les CFM qui supplémentent les paysages en ressources florales, et (iii) la réduction de la taille des parcelles qui facilite l’accès aux ressources florales. Ces mesures sont compatibles avec la production agricole.

Insect pollination is essential for over 70% of crops around the world. However, the contribution of pollinators to crop production and the insects involved in crop pollination have rarely been studied. Moreover, assessments of pollinator contributions have mostly been conducted on a small scale or under simplified conditions, which do not represent the real contributions at the field scale and do not take into account possible interactions between pollinators and farming practices. The aim of this study is to quantify directly under field conditions, the contribution of pollinators in two crops frequently cultivated in Europe: oilseed rape and sunflower. Estimations are realized both at the plant and at the field scale to understand mechanisms that increase crop production. Our studies identify also these crops’ pollinators.In a first step, we quantified the contributions of pollinators to oilseed rape and sunflower yield. Oilseed rape and sunflower share a pollinator guild - the honeybee. Wild bees also increase oilseed rape yield. Pollinators increase the yield of oilseed rape by up to 35% and of sunflower by up to 40%. At the plant scale, pollinators increase pollination success and consequently the number of seeds per plant.In a second step, we compared for oilseed rape the yield and the monetary contributions of pollinators and farming practices by taking their potential interactions more accurately into account. We show that the benefits of pollinators and farming practices on yield were additive except for insecticide use, which decreased the contribution of pollinators. In addition, we show that pollinators were important contributors to the farmers’ incomes by increasing gain by 250 € per hectare while some practices were very expensive for farmers.Finally, the effect of pollinators was studied on oilseed rape seed quality - another component of crop production. We show that honeybees improve seed quality by increasing the percentage of unsaturated fatty acids in seeds and decreasing trans-saturated and saturated fatty acids. In some years, honeybees increased also the percentage of lipids per seed.We conclude, pollinators are essential for crop production by increasing both yield, monetary gain and quality. Several measures must be taken to promote pollinators in agricultural land in order to conserve them and ensure sustainable crop production for these two crops., La pollinisation entomophile est essentielle pour la production de 70% des cultures à travers le monde. Cependant la contribution des pollinisateurs dans la production agricole reste peu renseignée ainsi que les insectes qui sont impliqués. De plus, lorsque la contribution des pollinisateurs est quantifiée, le bénéfice est calculé à des échelles biologiques ou dans des conditions simplifiées qui peuvent être non représentatifs des bénéfices à l’échelle de la parcelle. Par ailleurs, les possibles interactions entre les pollinisateurs et les pratiques agricoles ne sont généralement pas pris en compte. L’objectif général de cette thèse était donc de quantifier la contribution des pollinisateurs directement dans les parcelles agricoles dans deux cultures fréquemment retrouvées en Europe, le colza et le tournesol. Ces estimations sont réalisées à l’échelle de la parcelle ainsi qu’à l’échelle de la plante pour comprendre les mécanismes qui permettent l’augmentation de la production agricole. Ces études nous ont permis aussi d’identifier les principaux pollinisateurs de ces deux cultures.Dans un premier temps, nous avons quantifié le bénéfice des pollinisateurs dans les rendements de tournesol et de colza. Nous montrons que le colza et le tournesol partagent une même guilde de pollinisateurs, les abeilles domestiques. Les abeilles sauvages sont aussi d’importants pollinisateurs pour le colza. Les pollinisateurs augmentent les rendements de colza de plus de 35% et ceux du tournesol de 40%, à l’échelle de la parcelle. A l’échelle de la plante, que ce soit pour le colza et le tournesol, les pollinisateurs augmentent le succès de pollinisation et donc le nombre de graines par plante.Dans un deuxième temps, nous avons comparé le bénéfice des pollinisateurs par rapport à ceux des pratiques agricoles en termes de rendement et de gain monétaires dans les parcelles de colza, tout en regardant plus précisément leurs possibles interactions. Nous montrons que le bénéfice des pollinisateurs dans les rendements s’additionnent à ceux des pratiques agricoles excepté avec les insecticides qui réduisant la contribution des pollinisateurs. De plus, nous montrons que les pollinisateurs sont d’importants contributeurs du rendement et des revenus agricoles en augmentant le bénéfice des agriculteurs de 250 € par hectare alors qu’au contraire plusieurs pratiques peuvent être très couteuses pour ces mêmes agriculteurs. Finalement, nous étudions l’effet des pollinisateurs sur la qualité lipidique des graines de colza qui est une autre facette de la production agricole. Nous montrons que les abeilles domestiques améliorent la qualité des graines en augmentant le pourcentage d’acides gras insaturés tout en réduisant les acides gras trans- et saturés. Pour certaines années, les abeilles domestiques augmentent aussi le pourcentage de lipide par graine.En conclusion, nous montrons que les pollinisateurs sont essentiels à la production agricole à la fois sur le rendement, les revenus agricoles et sur la qualité. Plusieurs mesures doivent être mises en place pour promouvoir les pollinisateurs dans les milieux agricoles dans le but de les préserver et d’assurer une production agricole durable pour ces deux cultures.

An observatory of honeybee colonies (Apis mellifera), consisting of at least 200 colonies, divided into 10 apiaries of 20 colonies, was monitored for three years on sunflower honeyflow (2015-2017). The purpose of this observatory is to understand which factors control colony performance during sunflower honeyflow in south-western France. From the temporal dynamics of weight gain, statistical analysis reveals a hierarchy of factors. First, variability in apiary scale performance is an image of the effect of resource variability. But, in addition to this primordial factor, two other factors contribute very significantly to performance. On the one hand, the amount of capped brood and the number of bees at the time of the installation of the apiary: these two elements testify to the vitality of the colony. The second remarkable factor is the Varroa load, which strongly penalizes performance beyond a certain threshold. The negative effect of the Varroa load on the colony performance is minimized in case of abondant sunflower honey flow., Un observatoire de colonies d'abeilles domestiques (Apis mellifera), constitué d'au moins 200 colonies, réparties en 10 ruchers de 20 colonies, a été suivi pendant trois ans (2015–2017). Le but de cet observatoire est de comprendre quels sont les facteurs qui contrôlent la performance des colonies pendant la miellée de tournesol dans le sud-ouest de la France. À partir de la dynamique temporelle du gain de poids, l'analyse statistique permet de faire apparaître une hiérarchisation des facteurs. En premier lieu, la variabilité de la performance à l'échelle des ruchers est une image de l'effet de la variabilité de la ressource. Mais, en complément de ce facteur primordial, deux autres facteurs contribuent très significativement à la performance. Il s'agit de la vitalité de la colonie représentée par la quantité de couvain operculé et le nombre d'abeilles au moment de l'installation du rucher sur la miellée. Le deuxième facteur remarquable est la charge en Varroa qui pénalise fortement la performance au-delà d'un certain seuil. La pénalisation de la performance due à la charge en Varroa est moindre en cas de miellée de tournesol aboudante.

Le petit coléoptère des ruches, Aethina tumida (Murray 1867), a été signalé dans de nombreux pays d’Afrique subsaharienne. Ce parasite est considéré comme une menace mineure pour les colonies importantes d’Apis mellifera (Linnaeus 1758) en Afrique mais une menace majeure lors du transfert des colonies sauvages de Meliponula bocandei (Spinola 1853) dans des ruches. Aucune donnée n’a été publiée sur la situation du Gabon et la situation des colonies sauvages est mal connue. Aussi, la présente étude a pour objet : (1) de faire un premier état de la prévalence d’A. tumida dans les colonies sauvages d’A. mellifera et M. bocandei au Gabon ; (2) de vérifier l’efficacité de la mise en place d’une quarantaine lors du transfert de M. bocandei dans une ruche contre A. tumida. Ainsi, 59 nids d’A. mellifera et 25 nids de M. bocandei ont été inspectés dans deux localités. Aussi, douze colonies de M. bocandei ont été transférées dans des ruches avec une quarantaine de 4 jours et douze ont été transférées sans quarantaine. Aethina tumida a été observé dans plus de 70 % des colonies d’A. mellifera inspectées et dans une seule colonie de M. bocandei. Aucun dégât n’a été observé dans les colonies d’A. mellifera. Plus de 60 % des couvains de M. bocandei, mis en quarantaine ou non, ont été détruits par A. tumida lors du transfert dans des ruches. Cette étude met en évidence la présence d’A. tumida au Gabon et la nécessité de développer une méthode de domestication plus efficace de M. bocandei dans des ruches., The small hive beetle, Aethina tumida (Murray 1867), has been reported in many countries in sub-Saharan Africa. This parasite is considered as a minor threat to strong Apis mellifera (Linnaeus 1758) colonies in Africa and as a major threat during the transfer of wild colonies of Meliponula bocandei (Spinola 1853) in hives. There is no data for Gabon and the state of wild colonies is still poorly known. Then, this study aims (1) to make a first prevalence assessment of A. tumida in wild colonies of A. mellifera and M. bocandei in Gabon; (2) to verify the effectiveness of quarantine implementation during the transfer of M. bocandei in hives against A. tumida. For that, 59 nests of A. mellifera and 25 nests of M. bocandei were inspected in two locations. Twelve nests of M. bocandei were transferred in hives with a quarantine for 4 days while 12 nests were transferred without quarantine. Aethina tumida was observed in more than 70 % of A. mellifera nests and in a single nest of M. bocandei. No damage was observed in nests of A. mellifera. More than 60 % of brood sections in quarantine or not were destroyed by A. tumida in hives. This study provided first evidence of the presence of A. tumida in Gabon and the need to develop a more effective method to domesticate M. bocandei in hives.

Dans des systèmes agricoles intensifs la pollinisation des cultures et des plantes sauvages est menacée par le fort déclin des pollinisateurs. Le déclin de l’abeille domestique semble être le résultat de plusieurs stress environnementaux tel que les maladies, les pesticides et la diminution des ressources florales. L’évaluation de la production de nectar des différentes espèces présentes est nécessaire pour pouvoir concentrer les efforts de protection et de conservations sur les espèces clés pour les abeilles. L’objectif de cette étude est d’évaluer la contribution saisonnière des plantes oléagineuses ayant une floraison massive (colza et tournesol) vs la contribution des autres ressources florales, l’objectif est également de mettre en avant le rôle des différents éléments du paysages sur les performances des ruches. L’évolution de la production de nectar a ainsi été modélisée en s’appuyant sur des bases de données déjà existantes, puis mise en lien avec les performances des ruches. D’Avril à Aout, la quantité de nectar disponible suit une évolution bimodale composée d’une période de deux mois durant laquelle les ressources florales se font rares, cette période se trouve entre les deux pics de floraison du colza en mai et du tournesol en Juillet. L’évolution des réserves de miel ne suit pas parfaitement celui des ressources florales. Le pic de nectar provoqué par la floraison du colza ne se retrouve pas dans les réserves de miel, cela peut s’expliquer par la dynamique de la ruche qui se concentre sur sa production de couvain et qui favorise donc un approvisionnement en pollen au détriment du nectar. Le nectar collecté par les abeilles provient principalement des cultures oléagineuses toutefois pendant la période de disette les adventices représentes la principale ressource en nectar. Les résultats de cette étude mettent en avant l’importance de favoriser la présence de ressources florales alternatives qui est soutenue par les mesures agro environnemental visant à promouvoir la durabilité de l’apiculture., Intensive farming systems are now scarce floral environments leaving honey bees with low food availability at some periods. This scarcity could be related to the current recorded honeybee and wild pollinator decline. An assessment of the nectar provision of occurring species is needed in order to identify key species for honeybees. Such knowledge would allow environmental measures protecting pollinators to put their focus on these species that could be developed as crops or companion plants in different systems. The aim of this study is to assess the seasonal contribution of mass flowering crops (rapeseed and sunflower) vs other floral resources, as well as the role of different landscape elements on the hives performance. This study is based upon a survey from an extensive data set collected in the United Kingdom. Using existent datasets, we model the seasonal nectar availability and connect it to the performance of the hives. From April to August, the mass of available nectar follows a bimodal pattern, marked by a two-month dearth period between the two oilseed crops mass flowering occurring in May for rapeseed and July for Sunflower. The pattern of honey reserves in the hive did not match up with the rapeseed peak blooming period, it is likely that honeybees are focused on brood production and therefore target pollen to feed the brood rather than nectar. Bees collected nectar mainly from oilseed crops however during the dearth period weeds represent the main floral resources for nectar. Our study highlights a food supply depletion period for nectar between the two oilseed crops blooming and a key role of weeds: only resource of the dearth period. Our results therefore highlight the importance of flower availability in agricultural landscapes which is supported by the agri-environmental schemes intended to promote honeybees and beekeeping sustainability.

Since 2006, disastrous colony losses have been reported in Europe and North America. The causes of the losses were not readily apparent and have been attributed to overwintering mortalities and to a new phenomenon called Colony Collapse Disorder. Most scientists agree that there is no single explanation for the extensive colony losses but that interactions between different stresses are involved. As the presence of Varroa in each colony places an important pressure on bee health, we here address the question of how Varroa contributes to the recent surge in honey bee colony losses, Seit 2006 werden in Europa und Nordamerika katastrophale Völkerverluste gemeldet. Die Ursachen dieser Verluste waren nicht leicht zu erklären, sie wurden als überwinterungsbedingte Mortalitäten bewertet und unter dem Begriff Colony Collapse Disorder (CCD) zusammengefasst. Die meisten Wisenschaftler stimmen dahingehend überein, dass diesen Völkerverlusten keine Einzelursache zugrunde liegt, sondern, dass vermutlich verschiedene Stressfaktoren zusammenwirken. Da der Varroa-Befall einen wichtigen Druck auf die Gesundheit der Bienen in den Völkern darstellt, gingen wir der Frage nach, inwiefern Varroa an den seit kurzem beobachteten Völkerverlusten beteiligt sein kann. Verschiedene physikalische und physiologische Faktoren mit negativer Wirkung der Varroa-Milbe auf die Gesundheit der einzelnen Biene und den Volkszusammenhang sind bereits bekannt. So führt das wiederholte Saugen von Hämolymphe zu Verletzungen der Bienen, zu erniedrigten Werten im Proteingehalt, sowie dem Lebend- und Trockengewicht und zur Behinderungen in der Organentwicklung. Die parasitische Milbe und die von ihr übertragenen Viren führen zu morphologischen Fehlentwicklungen, reduzierter Widerstandskraft und Lebenserwartung und zu negativen Effekten auf die Flugdauer und Heimfindungsfähigkeit der Sammlerinnen. Die Milbe schwächt das Immunsystem der Bienen, indem die Expression von Genen der Immunantwort reduziert wird. Zusammen mit erhöhten DWV-Viren-Titern reduziert sie damit die Lebensfähigkeit der Arbeiterinnen und die Koloniefitness. Die Rolle der Varroa-Milbe als Vektor in der horizontalen und vertikalen Übertragung von Viren ist hingehend bekannt, und Ko-Infektionen von V. destructor mit verschiedenen Viren wurden bereits als wichtige Faktoren im Varroa-bedingten Zusammenbruch von Völkern beschrieben. V. destructor muss deshalb weiterhin als eine ernsthafte Bedrohung der Honibiene gelten, und weiterhin werden Honigbienenpopulationen weltweit durch diese parasitische Milbe dezimiert. Die Hypothese, dass CCD durch eindringende Varroa-Milben und ihre immunsuppressiven Fähigkeiten hervorgerufen wird, ist damit nicht auszuschliessen und wird durch die Befunde von vanEngelsdorp et al. (2009) gestärkt. Die Varroa-Milbe ist seit Jahren in den meisten Ländern vertreten, aus denen auch Völkerverluste gemeldet werden. Obwohl die Milbenpopulationen kontrolliert werden können, kann trotzdem spekulativ postuliert werden, dass die Verluste zumindest teilweise durch einen Varroa-Befall der Völker bedingt sein können. Welche Veränderungen in der Varroa-Biologie können also die jetzigen Verluste im Vergleich zu denen vor 20 Jahren erklären? Wir diskutieren potentielle Ursachen, einschliesslich Veränderungen in der Biologie und Populationsdynamik von Varroa und ihrem Wirt, der Kontrolle von Varroa durch Akarizide, indirekte Effekten der Varroa-Behandlungen, sowie synergistische Effekte multipler Faktoren

The rich variety of native honeybee subspecies and ecotypes in Europe offers a good genetic resource for selection towards Varroa resistance. There are some examples of mite resistance that have developed as a consequence of natural selection in wild and managed European populations. However, most colonies are influenced by selective breeding and are intensively managed, including the regular use of miticides. We describe all characters used in European breeding programs to test for Varroa resistance. Some of them (e.g., mite population growth, hygienic behavior) have been implemented in large-scale selection programs and significant selection effects have been achieved. Survival tests of pre-selected breeder colonies and drone selection under infestation pressure are new attempts to strengthen effects of natural selection within selective breeding programs. Some perspectives for future breeding activities are discussed, Seit Einzug der Varroa Milbe in Europa sind in einigen Regionen Völker aufgetreten, die langfristig ohne Behandlungsmaßnahmen überleben. Eine weitergehende Untersuchung von 82 derartiger Völker (VSB) in Frankreich zeigte eine mittlere Überlebensdauer von 7,8 Jahren. Der Varroa-Befallsanstieg während der Brutsaison verlief signifikant schwächer als bei normal anfälligen Kontrollvölkern (Abb. 1). Dabei spielen offenbar ein intensives Putzabwehr- und Bruthygieneverhalten eine Rolle, möglicherweise aber auch häufige Schwarmereignisse, spezifische Umweltbedingungen, Veränderungen der Milbenpopulation und die Virusprävalenz. Durch einen völligen Verzicht auf Bekämpfungsmaßnahmen ist es innerhalb weniger Generationen sowohl in einem kommerziellen Zuchtbetrieb in Frankreich als auch in einer isolierten Versuchs-population in Schweden zur Auslese resistenter Bienen gekommen. Als mögliche Ursachen der abgeschwächten Befallsentwicklung wurden u.a. eine geringere Brutdynamik und ein geringer Brutbefall bezogen auf die Gesamtmilbenzahl beobachtet. Aufgrund umfangreicher Untersuchungen liegen heute standardisierte Methoden zur Beurteilung der Befallsentwicklung und der Bruthygiene vor, die dank guter Heritabilitäten und effizienter Zuchtwertschätzverfahren in vielen europäischen Ländern Eingang in die Zuchtpraxis gefunden haben. Zuchtprogramme zur Selektion auf Putzabwehrverhalten, kürzere Verdecklungsdauer oder beeinträchtigte Varroa-Reproduktion scheiterten hingegen an ineffizienten Messverfahren, geringer genetischer Variabilität oder unzureichend geklärter biologischer Zusammenhänge. Beispielhaft wird die Organisation eines umfangreichen Zuchtprogramms zur Steigerung der Resistenz leistungsfähiger Zuchtlinien vorgestellt. Die Kooperation zahlreicher Zuchtbetriebe, einheitliche Prüfstandards und eine gemeinsame Zuchtwertschätzung ermöglichen eine Auslese in großer Population. Potenzielle Zuchtvölker werden auf ihre Überwinterungsfähigkeit ohne vorangehende Behandlung gegen Varroa geprüft und durch den Betrieb von Belegstellen mit unbehandelten Drohnenvölkern werden Effekte unterschiedlicher Varroa-Anfälligkeit auf den Paarungserfolg von Drohnen (Abb. 2) in die Selektion einbezogen. Aufgrund schlechterer Honigleistung und Sanftmut konnten US-Linien Russischer Bienen (RHB) trotz relativ hoher Widerstandsfähigkeit in Europa keine Bedeutung erlangen. Die meisten europäischen Zuchtprogramme zielen auf einer stetige Verbesserung einheimischer Populationen. Inwieweit es auf diesem Weg möglich ist, hochgradig resistente und zugleich leistungsfähige Zuchtlinien zu entwickeln, bleibt offen. Immerhin zeigte sich in einem mehrjährigen Vergleichsversuch eine höhere Überlebensfähigkeit der bereits auf Resistenz gegen Varroa ausgelesenen Linien. Wichtige Zukunftsperspektiven ergeben sich aus der Weiterentwicklung der Selektionsmethoden, der Berücksichtigung spezifischer Umweltanpassungen und verbesserter Haltungstechniken

The invasion of the Western honey bee, Apis mellifera, by Varroa destructor is attributed to two mitochondrial haplotypes (K and J) that shifted last century from their primary host the Eastern honey bee, A. cerana, in north-east Asia. Here, mitochondrial DNA sequences (cox1, cox3, atp6 and cytb: 2700 base pairs) were obtained from mites infesting both Eastern and Western honeybees (respectively 21 and 11 colonies) from Asia including regions where the shifts first occurred. A total of eighteen haplotypes were uncovered in Asia (11 on A. cerana and 7 on A. mellifera). Two new variants of the K haplotype and two of the J haplotype were found on Western honeybees in what appeared to be well-established infestations. New haplotypes may represent a potential threat to A. mellifera worldwide. The extreme lack of polymorphism in the K and J haplotypes outside of Asia, can now be plausibly explained as being due to genetic 'bottlenecks' that occurred in Asia before and after mites shifted from their original Eastern honeybee host. Apis mellifera / Apis cerana / Varroa / mitochondrial DNA/diversity

International audience; Pheromones are very important in animal communication. To learn more about the molecular basis of pheromone action, we studied the effects of a potent honey bee pheromone on brain gene expression. Brood pheromone (BP) caused changes in the expression of hundreds of genes in the bee brain in a manner consistent with its known effects on behavioral maturation. Brood pheromone exposure in young bees causes a delay in the transition from working in the hive to foraging, and we found that BP treatment tended to upregulate genes in the brain that are upregulated in bees specialized on brood care but downregulate genes that are upregulated in foragers. However, the effects of BP were age dependent; this pattern was reversed when older bees were tested, consistent with the stimulation of foraging by BP in older bees already competent to forage. These results support the idea that one way that pheromones influence behavior is by orchestrating large-scale changes in brain gene expression. We also found evidence for a relationship between cis and BP regulation of brain gene expression, with several cis-regulatory motifs statistically overrepresented in the promoter regions of genes regulated by BP. Transcription factors that target a few of these motifs have already been implicated in the regulation of bee behavior. Together these results demonstrate strong connections between pheromone effects, behavior, and regulation of brain gene expression.

The purpose of this study is to investigate the possibility to use acetylcholinesterase (AChE) as a biomarker of exposure to deltamethrin insecticide in the honeybee, Apis mellifera and to test its reliability in the presence of other contaminants, as carbamate insecticide. Joined actions of deltamethrin (pyrethroid) and pirimicarb (carbamate), alone or in association, are investigated on AChE activity in surviving and dead honeybees, with a special focus on the relative proportions of its membrane and soluble forms. At the 0.5X dose (12.5 ng of deltamethrin and/or 2.5 microg of pirimicarb per bee), the residual tissue AChE activity in dead bees was 78% with deltamethrin, 43% with pirimicarb and 33% with dual treatment. In surviving bees, tissue AChE activity represented 250%, and 270% of control AChE activity with deltamethrin and dual treatment, respectively. The analysis of membrane and soluble AChE forms revealed an increase in the soluble form in dead bees after deltamethrin and dual treatment. However, in vitro investigations showed no direct interaction of deltamethrin on soluble and membrane AChE activity. The results suggest that the action of deltamethrin on AChE activity, in honeybee intact organisms, could be due to indirect mechanisms. The duality of AChE response to deltamethrin exposure, exhibited by the possibility of increase (surviving bees) or decrease (dead bees) of its activity has been pointed out for the first time. The important increase in AChE activity in response to deltamethrin, not altered by pirimicarb treatment, suggests that AChE activity could represent a robust biomarker specific to deltamethrin exposure in living bees.

International audience; Two acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7) membrane forms AChEm1 and AChEm2, have been characterised in the honey bee head. They can be differentiated by their ionic properties: AChEm1 is eluted at 220 mM NaCl whereas AChEm2 is eluted at 350 mM NaCl in anion exchange chromatography. They also present different thermal stabilities. Previous processing such as sedimentation, phase separation, and extraction procedures do not affect the presence of the two forms. Unlike AChEm1, AChEm2 presents reversible chromatographic elution properties, with a shift between 350 to 220 mM NaCl, depending on detergent conditions. Purification by affinity chromatography does not abolish the shift of the AChEm2 elution. The similar chromatographic behaviour of soluble AChE strongly suggests that the occurrence of the two membrane forms is not due to the membrane anchor. The two forms have similar sensitivities to eserine and BW284C51. They exhibit similar electrophoretic mobilities and present molecular masses of 66 kDa in SDS-PAGE and a sensitivity to phosphatidylinositol-specific phospholipase C in non-denaturing conditions, thus revealing the presence of a glycosyl-phosphatidylinositol anchor. We assume that bee AChE occurs in two distinct conformational states whose AChEm2 apparent state is reversibly modulated by the Triton X-100 detergent into AChEm1

Recent studies have demonstrated a remarkable and unexpected complexity in social insect pheromone communication, particularly for honeybees (Apis mellifera L.). The intricate interactions characteristic of social insects demand a complex language, based on specialized chemical signals that provide a syntax that is deeper in complexity and richer in nuance than previously imagined. Here, we discuss this rapidly evolving field for honeybees, the only social insect for which any primer pheromones have been identified. Novel research has demonstrated the importance of complexity, synergy, context, and dose, mediated through spatial and temporal pheromone distribution, and has revealed an unprecedented wealth of identified semiochemicals and functions. These new results demand fresh terminology, and we propose adding “colony pheromone” and “passenger pheromone” to the current terms sociochemical, releaser, and primer pheromone to better encompass our growing understanding of chemical communication in social insects.

Most of the cultivated plants in Europe (84% overall) need pollinators to produce. For several decades, a significant decline in pollinating insects is observed. Honeybees belong to associated agrobiodiversity and are sensitive bio-indicators in agricultural landscapes. They are particularly affected by these losses. Usually, interactions between pesticides and pathogens are seen as the main causes of pollinator populations’ collapse. However, the qualitative and quantitative depletion of food resources in such agricultural landscapes also contribute to the high mortality rates. The spawning activity of the colony’s queen and the metabolic balance of the colony are influenced by the quantity and the quality of plant resources in the landscape. This PhD thesis focuses on the interactions between landscapes structures and honeybees life traits’ evolution in the Gers agricultural department (France). It aims to assess the woody component’s role in supplying trophic resources and its repercussions on the evolution of life traits. The methodology consists (i) in a spatial organization analysis of six landscape mosaics, differentiated by an openess gradient based on the percentage of the woody component cover, (ii) a phenological monitoring of plant resources with pollen and nectar interests, (iii) a monitoring of 43 colonies’ life history traits during two years (2010 and 2011) and (iv) in an analysis of foraging strategies. Results reveal a wide diversity of plant species with nectar and pollen interest in the Gers agricultural context (200). Woody component is the only functional sub-unity which enables a significant and lasting supply of plant resources, during the all season, as additional resources to those of crops. Woody component and cultivated lands (Brassica napus and Helianthus annuus) are the most mobilized sub-unities for nectar gathering. Woody component is particularly looked for in prevernal and vernal periods (first period), above all in closed landscape structures. Variations of available plant resources impact colonies’ development more in open landscape structures than in closed ones. Indeed, in closed landscape structures, woody component enables to reduce consequences, especially in scarcity period, and make colonies more resilient., La majorité des espèces cultivées en Europe (environ 84 %) nécessitent le service de pollinisation pour produire. Depuis plusieurs années, un important déclin des pollinisateurs est observé. Les populations d’abeilles domestiques, partie intégrante de l’agrobiodiversité, sont des bio-indicateurs sensibles de l’état de l’environnement agricole. Celles-ci sont aujourd’hui affectées par des mortalités importantes. Les interactions entre pesticides et pathogènes sont habituellement évoquées comme causes principales de ces mortalités. Cependant au sein de ces agropaysages, la perte de ressources trophiques en quantité et en diversité contribue également à l’affaiblissement des colonies. La qualité et les quantités de ressources trophiques disponibles dans le paysage influencent également leur activité de ponte et leur dynamique de développement. Au regard de ce contexte, cette thèse vise à analyser les interactions entre différents types de structures paysagères situées dans le département du Gers (32, France) et l’évolution des traits d’histoire de vie des colonies d’abeilles domestiques du genre Apis mellifera L. Elle questionne notamment le rôle de la composante ligneuse dans l’apport de ressources trophiques et ses repercussions sur l’évolution des traits d’histoire de vie. L’approche méthodologique développée consiste (i) en une analyse de l’organisation spatiale des six mosaïques paysagères différenciées par un gradient de présence de ligneux, (ii) en un suivi phénologique des ressources floristiques d’intérêt nectarifère et pollinifère, (iii) en un suivi de la dynamique de développement de 43 colonies observées durant deux ans (2010 et 2011) et (iv) en une analyse des strategies de butinage. Les résultats montrent la présence d’une grande diversité d’espèces floristiques d’intérêt nectarifère et pollinifère en contexte agricole gersois (200). Les ligneux constituent la seule sous-unité fonctionnelle permettant un apport conséquent et pérenne de ressources floristiques, tout au long de la saison en complément des cultures. La composante ligneuse et les surfaces cultivées (Brassica napus et Helianthus annuus) constituent les deux sous-unités les plus mobilisées pour la collecte de nectar. Les ligneux sont particulièrement recherchés au cours des périodes prévernale et vernale (première période) notamment au sein des structures paysagères fermées. La fluctuation des ressources floristiques disponibles impacte plus fortement le développement des colonies au sein des structures paysagères ouvertes que fermées. En effet, sur ces derniers, les ligneux permettent d’atténuer ces impacts notamment en période de disette, rendant les colonies plus résilientes.

In social insects, larvae are completely dependent on adults to complete their development. In honey bees (Apis mellifera L.), larval development requires that larvae engage workers in nursing tasks rather than allocating energy in other activities (Le Conte and Hefetz, 2008). Indeed, in the absence of any constraint, workers tend to become active reproductive individual. The queen inhibits worker ovary development via pheromones (Hoover et al., 2003; Wossler and Crewe, 1999), but the inhibition of worker ovary development seems superior when bees are exposed to unsealed brood (Kropacova and Haslbachova, 1970, 1971). Components of the brood pheromone have already been identified and consist of a blend of 10 esters (Le Conte et al., 1989, 1990). Two of these low volatility compounds have been demonstrated to partially decrease worker ovary development (Mohammedi et al., 1998; Pankiw and Garza, 2007). Thus, we asked whether brood emits volatile compounds that could also have an effect on worker ovary activation. We identified a new highly volatile molecule from the larvae E-β-ocimene, that inhibits worker ovary maturation. We used Solid Phase Microextraction (SPME) (65 μm Carbowax) to sample volatiles emitted by different larval instars. We analyzed 20 larvae at stage 1, 2–3 or 10 larvae at stage 4–5. Larvae were kept in a 15 mL closed vial for 20 min in an incubator at 34 ◦C and 50% humidity (N = 8

Review article; International audience; During their foraging activity, honey bees are often exposed to direct and residual contacts with pesticides, especially insecticides, all substances specifically designed to kill, repel, attract or perturb the vital functions of insects. Insecticides may elicit lethal and sublethal effects of different natures that may affect various biological systems of the honey bee. The first step in the induction of toxicity by a chemical is the interaction between the toxic compound and its molecular target. The action on the molecular target can lead to the induction of observable or non-visible effects. The toxic substance may impair important processes involved in cognitive functions, behaviour or integrity of physiological functions. This review is focused on the neural effects of insecticides that have repercussions on (a) cognitive functions, including learning and memory, habituation, olfaction and gustation, navigation and orientation; (b) behaviour, including foraging and (c) physiological functions, including thermoregulation and muscle activity.

Chantier qualité GA; International audience; In order to detect quantitative trait loci (QTL) on body composition and venom characteristics of honeybees, two F2 backcross progenies issued from crosses between subspecies Apis mellifera mellifera and Apis mellifera ligustica were genotyped for microsatellite markers and characterized for 31 quantitative traits. Three traits were recorded for body colour, 11 for wing morphometry, 12 for cuticular hydrocarbons and five for venom components. We detected 50 QTL responsible for quantitative variations in these traits, seven of which showed putative pleiotropy. Most of the QTL were specific to one progeny, revealing allelic variation of these QTL within the parental subspecies. The position of some of these QTL was accurately determined, with the minimum confidence interval reaching 76 kb and 1.5 cM, and containing a single gene.

International audience

Published online: 18 march 2012; International audience; Social work force distribution in honeybee colonies critically depends on subtle adjustments of an age-related polyethism. Pheromones play a crucial role in adjusting physiological and behavioral maturation of nurse bees to foragers. In addition to primer effects of brood pheromone and queen mandibular pheromone—both were shown to influence onset of foraging—direct worker–worker interactions influence adult behavioral maturation. These interactions were narrowed down to the primer pheromone ethyl oleate, which is present at high concentrations in foragers, almost absent in young bees and was shown to delay the onset of foraging. Based on chemical analyses, physiological recordings from the antenna (electroantennograms) and the antennal lobe (calcium imaging), and behavioral assays (associative conditioning of the proboscis extension response), we present evidence that ethyl oleate is most abundant on the cuticle, received by olfactory receptors on the antenna, processed in glomeruli of the antennal lobe, and learned in olfactory centers of the brain. The results are highly suggestive that the primer pheromone ethyl oleate is transmitted and perceived between individuals via olfaction at close range.

National audience

International audience; In Brazil, as well as in other countries, the use of pesticides from the recent class of neonicotinoids surpasses those from organophosphates and pyrethroids. In this class, thiamethoxam is an insecticide used in Brazil mainly to control sucking insects in several crops such as citrus, coffee, soybean, bean and cotton. However, the honey bee Apis mellifera L., 1758, which has a great value as pollinator and is required for increasing the plant production, can be exposed to residues from treatments with neonicotinoids. Thus, this work aimed to determine the acute toxicity of thiamethoxam to the honeybee expressed as LD50. This value is then used as a reference dose to assess the sublethal effects of this pesticide on type B esterases from A. mellifera. Honey bee foragers were exposed, by contact application, to different doses of thiamethoxam and mortality was measured after 24 and 48 hours. The results show that the LD50 values at 24 and 48 hours are 11.13 ng a.i./bee (CL95% = 9.71 - 12.55; D.F. = 16 and χ2 = 10.628) and 12.67 ng a.i./bee (CL95% = 9.25 - 16.08; D.F. = 18 and χ2 = 17.506), respectively. When honeybee are exposed to sublethal doses of thiamethoxam (i.e. LD50/10 or LD50/20), acetylcholinesterase and carboxylesterase significantly decreased and represented 94% and 78% of control activity at 24 hours and 48 hours, respectively. Thus, these enzymes could be used as biomarkers of exposure to pesticides to help for a better honey bee management and to follow the environmental health

National audience

Background Malnutrition is a major factor affecting animal health, resistance to disease and survival. In honey bees (Apis mellifera), pollen, which is the main dietary source of proteins, amino acids and lipids, is essential to adult bee physiological development while reducing their susceptibility to parasites and pathogens. However, the molecular mechanisms underlying pollen's nutritive impact on honey bee health remained to be determined. For that purpose, we investigated the influence of pollen nutrients on the transcriptome of worker bees parasitized by the mite Varroa destructor, known for suppressing immunity and decreasing lifespan. The 4 experimental groups (control bees without a pollen diet, control bees fed with pollen, varroa-parasitized bees without a pollen diet and varroa-parasitized bees fed with pollen) were analyzed by performing a digital gene expression (DGE) analysis on bee abdomens. Results Around 36, 000 unique tags were generated per DGE-tag library, which matched about 8, 000 genes (60% of the genes in the honey bee genome). Comparing the transcriptome of bees fed with pollen and sugar and bees restricted to a sugar diet, we found that pollen activates nutrient-sensing and metabolic pathways. In addition, those nutrients had a positive influence on genes affecting longevity and the production of some antimicrobial peptides. However, varroa parasitism caused the development of viral populations and a decrease in metabolism, specifically by inhibiting protein metabolism essential to bee health. This harmful effect was not reversed by pollen intake. Conclusions The DGE-tag profiling methods used in this study proved to be a powerful means for analyzing transcriptome variation related to nutrient intake in honey bees. Ultimately, with such an approach, applying genomics tools to nutrition research, nutrigenomics promises to offer a better understanding of how nutrition influences body homeostasis and may help reduce the susceptibility of bees to (less virulent) pathogens.

International audience; Here, scientists from 19 European countries, most of them collaborating in Working Group 4: “Diversity and Vitality” of COST Action FA 0803 “Prevention of honey bee COlony LOSSes” (COLOSS), review the methodology applied in each country for discriminating between honey bee populations. Morphometric analyses (classical and geometric) and different molecular markers have been applied. Even if the approach has been similar, however, different methodologies regarding measurements, landmarks or molecular markers may have been used, as well as different statistical procedures. There is therefore the necessity to establish common methods in all countries in order to have results that can be directly compared. This is one of the goals of WG4 of the COLOSS project; Científicos de 19 países europeos, la mayoría de ellos colaboradores del Grupo de Trabajo 4: "Diversidad y Vitalidad" de la Acción COST FA 0803 "Prevención de la mortalidad de colmenas" (COLOSS), revisan aquí la metodología aplicada en cada país para discriminar a las poblaciones de abejas. Se han aplicado análisis morfométricos (clásico y geométrico) y distintos marcadores moleculares. Incluso si el enfoque ha sido el mismo, se han usado diferentes metodologías en relación a las medidas, puntos de referencia o marcadores moleculares, así como diferentes procedimientos estadísticos. Por lo tanto, existe la necesidad de establecer métodos comunes en todos los países para tener resultados que puedan ser directamente comparados. Este es uno de los objetivos del GT4 del proyecto COLOSS.

Diplôme : other; This study forms part of a policy for the conservation of different apoidea genera by means of description of the interactions between bees and the flowery arable plants of the herb layers in a environment of intensive cereal fields. Firstly, it has been written a qualitative list of the different types of wild plants and of the apoidea groups associated to them. This list, made up from bees being captured on patches or on the edges of cultivated fields, helped to establish what vegetal types are the most appropriate for bee-conservation. On the one hand, it was established that cornflowers and some kinds of asteraceae attract a greater diversity of bees. On the other hand, some other plants, which are more specialized, attract a few genera of bees which are more rare and therefore more sensible. Afterwards, the study focuses on cornflowers. The abundance of these different groups was analysed quantitatively according to the surface of the cornflower patches and to their flower density. This established that the density in flowers has got a positive impact on all bee genera studied contrary to the surface which benefits that at only some specific genera of bees.; Cette étude s'inscrit dans une logique de préservation des différents genres apoïdes en caractérisant les interactions entre les abeilles et adventices fleuries des strates herbacées vivant en plaine céréalière intensive. En premier lieu nous avons dressé de façon qualitative une liste des genres des diverses plantes sauvages et des cortèges d'apoïdes associés. Cette liste, élaborée à partir de captures d'abeilles effectuées sur patch ou bordures de champs en plaines agricoles, a permis de constater quels genres végétaux étaient les plus adéquats dans la préservation des abeilles. Il a ainsi été constaté que le bleuet et certains genres d’Astéracées attirent une grande diversité d'abeilles. D'autres végétaux plus spécialisés permettent quant à eux d'attirer quelques genres d'abeilles plus rares et donc plus sensibles. Par la suite un focus sur le bleuet a été réalisé. L'abondance des différents cortèges d'abeilles a été analysée quantitativement selon la surface des patches de bleuets et de leur abondance en fleur. Cela a permis de révéler que la densité en fleur possède un impact favorable sur tous les genres d'abeilles étudiés contrairement à la surface qui ne bénéficie qu'à certains genres d'abeilles.

Diplôme : Master

Honeybee (Apis mellifera L.) populations have experienced serious losses in Europe and North America (Neumann & Carreck, 2010; Oldroyd, 2007). These losses highlights the potential risks for our natural and agricultural landscapes through lack of pollination, and the repercussions these would have for human activities and nutrition (Aizen & Harder, 2009; Gallai et al., 2009; Klein et al., 2007; Rader et al., 2009; Ollerton et al., 2011). There is a great deal of concerns about the decline of honeybees across the world and what has been termed colony collapse disorder in the USA. Honeybee health is influenced by biotic factors such as availability of resources, competitors, pathogens, parasites, and predators, and abiotic factors such as climate and pollutants. Colony losses are likely due to multiple factors (Oldroyd, 2007), and most research to date has focused on epidemiological studies affecting honeybee health (Cox-Foster et al., 2007; Johnson et al., 2009; Le Conte et al., 2010), and on the negative effects of agricultural pesticides (Decourtye & Devillers, 2010; Desneux et al., 2007; Johnson et al., 2010; Kevan, 1977). Although the putative causes of this decline are still being investigated, it has long been recognized that a lack of food, and particularly a dearth of pollen, within intensively farmed agricultural landscapes has contributed to the loss of colonies (Mattila & Otis, 2006; Maurizio, 1950; Naug, 2009). Beekeepers have frequently cited starvation and poor foraging conditions as the principal causes of the recent bee losses (Allier et al., 2010; vanEngelsdorp et al., 2007). Naug (2009) suggested that nutritional stress due to habitat loss has played an important role in honeybee colony collapse, and thereby stressed the usefulness of protecting and enhancing the availability of flower resources by using rules and policies for efficient management of agricultural farmlands. Decourtye et al. (2010) reviewed potential approaches to provide and maintain diverse floral resources in a landscape, giving particular consideration to herbaceous plants, to sustain bee populations, and support honeybee health and beekeeping. These approaches include the cultivation and maintenance of large strips (6-12 m in width) of native or non native melliferous plants maintained between crop fields, fallow areas, field margins, and conservation buffer strips. To set up an favourable landscape for honeybees

International audience; Global pollinators, like honeybees, are declining in abundance and diversity, which can adversely affect natural ecosystems and agriculture. Therefore, we tested the current hypotheses describing honeybee losses as a multifactorial syndrome, by investigating integrative effects of an infectious organism and an insecticide on honeybee health. We demonstrated that the interaction between the microsporidia Nosema and a neonicotinoid (imidacloprid) significantly weakened honeybees. In the short term, the combination of both agents caused the highest individual mortality rates and energetic stress. By quantifying the strength of immunity at both the individual and social levels, we showed that neither the haemocyte number nor the phenoloxidase activity of individuals was affected by the different treatments. However, the activity of glucose oxidase, enabling bees to sterilize colony and brood food, was significantly decreased only by the combination of both factors compared with control, Nosema or imidacloprid groups, suggesting a synergistic interaction and in the long term a higher susceptibility of the colony to pathogens. This provides the first evidences that interaction between an infectious organism and a chemical can also threaten pollinators, interactions that are widely used to eliminate insect pests in integrative pest management

Pheromones in social insects play a key role in the regulation of group homoeostasis. It is well-established that parasites can modify hormone signaling of their host, but less is known about the effect of parasites on pheromone signaling in insect societies. We, thus, tested in honey bees (Apis mellifera) the effect of the widespread parasite Nosema spp. on the production of ethyl oleate (EO), the only identified primer pheromone in honey bee workers. Since environmental stressors like pesticides also can weaken honey bees, we also analyzed the effect of imidacloprid, a neonicotinoid widely used in agriculture, on EO production. We show that, contrary to imidacloprid, Nosema spp. significantly altered EO production. In addition, the level of Nosema infection was correlated positively with the level of EO production. Since EO is involved in the regulation of division of labor among workers, our result suggests that the changes in EO signaling induced by parasitism have the potential to disturb the colony homoeostasis

Diplôme : Master; Like all bees (Apiformes), honey bees (Apis mellifera) feed on pollen which they must harvest to bring to their nest. To do so, pollen is acquired in flowers, brushed, gathered and compacted with nectar or honey into the corbiculae of the hind legs. The behaviours used during pollen manipulation and compaction have already been described repeatedly, but mainly based on visual observations. My goal was to record, describe and analyse these behaviours based on the recordings with a high speed camera. With these recordings, an ethogram of 12 behaviors was compiled, each behaviour with an average duration of only 17 to 73/100 of a second. The presence of some behaviours already described was confirmed, others were not, and some new behaviours were recorded such as the brushing of the mid legs by the front legs and, in strict nectar foragers, the brushing of the external surface of the hind legs by the mid legs. The analysis of the frequency distribution of these 12 behaviours highlighted a significant difference between foragers with pollen loads in their corbiculae and strict nectar foragers. This study is one of the first ones done on bees with this approach and it showed its possibilities as well as its limits when working under natural conditions; Comme toutes les abeilles (Apiformes), les abeilles domestiques (Apis mellifera) se nourrissent de pollen qu’elles doivent donc récolter pour le rapporter à leur nid. Pour se faire, le pollen est obtenu dans les fleurs, brossé, rassemblé et compacté avec du nectar ou du miel dans les corbicules des pattes postérieures. Les comportements impliqués dans la manipulation et l’agrégation du pollen ont déjà été souvent décrits, mais principalement à partir d’observations réalisées à l’oeil nu. Mon objectif était d’observer, de décrire et d’analyser ces comportements en utilisant une caméra à haute vitesse. A partir de ces enregistrements, un éthogramme de 12 comportements a été établi, chacun d’eux avec une durée moyenne de seulement 17 à 73 centièmes de seconde. La présence de certains comportements déjà décrits dans la littérature a été confirmée, d’autres ont été infirmé, et de nouveaux comportements ont été observés comme le brossage des pattes médianes par les pattes antérieures et, chez les butineuses de nectar strictes, le brossage de l’extérieur des pattes postérieures par les pattes médianes. L’analyse de la distribution des fréquences de ces 12 comportements a mis en évidence une différence significative entre les mouvements des pattes des butineuses qui possèdent des pelotes et ceux des butineuses strictes de nectar. Cette étude est l’une des premières effectuées sur abeilles avec cette approche et elle en montre les possibilités, mais aussi les limites en conditions naturelles.

Diplôme : Licence Professionnelle; Le travail présenté dans ce document est le fruit d'un stage de 5 mois au sein de l'I.N.R.A d'Avignon, dans le laboratoire Pollinisation et Ecologie des Abeilles. Ce stage a été réalisé dans le cadre de la licence professionnelle Aménagement du Territoire et Urbanisme, spécialité Géomatique, de l'I.U.T. de Provence de Digne-les-Bains. La problématique de ce stage est d'élaborer une procédure de calcul d'indices paysagers à partir d'outils SIG, pour des études d'impact du contexte paysager sur les communautés d'abeilles. L'élaboration de cette procédure a donc été le fil rouge du stage. Pour réaliser cette mission, les moyens utilisés sont le logiciel ArcGis pour le traitement des données d'occupations du sol vecteurs et rasters, le logiciel R pour le traitement des données ASCII provenant des rasters traités précédemment, et le logiciel Fragstats qui a permis de calculer les indices paysagers à partir des fichiers ASCII. La méthode élaborée, elle a ensuite été réutilisée pour deux projets scientifiques du laboratoire: le projet Bio2M et le projet Tournesol

BackgroundIn honey bee colony, the brood is able to manipulate and chemically control the workers in order to sustain their own development. A brood ester pheromone produced primarily by old larvae (4 and 5 days old larvae) was first identified as acting as a contact pheromone with specific effects on nurses in the colony. More recently a new volatile brood pheromone has been identified: E-β-ocimene, which partially inhibits ovary development in workers.Methodology and principal findingOur analysis of E-β-ocimene production revealed that young brood (newly hatched to 3 days old) produce the highest quantity of E-β-ocimene relative to their body weight. By testing the potential action of this molecule as a non-specific larval signal, due to its high volatility in the colony, we demonstrated that in the presence of E-β-ocimene nest workers start to forage earlier in life, as seen in the presence of real brood.Conclusions/significanceIn this way, young larvae are able to assign precedence to the task of foraging by workers in order to increase food stores for their own development. Thus, in the complexity of honey bee chemical communication, E-β-ocimene, a pheromone of young larvae, provides the brood with the means to express their nutritional needs to the workers.

Understanding the fundaments of colony losses and improving the status of colony health will require cross-cutting research initiatives including honeybee pathology, chemistry, genetics and apicultural extension. The 7th framework of the European Union requested research to empirically and experimentally fill knowledge gaps on honeybee pests and diseases, including ’Colony Collapse Disorder’ and the impact of parasites, pathogens and pesticides on honeybee mortality. The interactions among these drivers of colony loss will be studied in different European regions, using experimental model systems including selected parasites (e.g. Nosema and Varroa mites), viruses (Deformed Wing Virus, Black Queen Cell Virus, Israeli Acute Paralysis Virus) and model pesticides (thiacloprid, τ-fluvalinate). Transcriptome analyses will be used to explore host-pathogen-pesticide interactions and identify novel genes for disease resistance. Special attention will be given to sublethal and chronic exposure to pesticides and will screen how apicultural practices affect colony health. Novel diagnostic screening methods and sustainable concepts for disease prevention will be developed resulting in new treatments and selection tools for resistant stock. Research initiatives will be linked to various national and international ongoing European, North- and South-American colony health monitoring and research programs, to ensure a global transfer of results to apicultural practice in the world community of beekeepers, Die letzten Jahrzehnte waren durch einen konstanten Rückgang von Bienenvölkern in den Mitgliedstaaten der EU gekennzeichnet (cf. Abb. 1). Insbesondere dramatische und unkontrollierbare Völkerverluste entwickelten sich zu einer akuten Insolvenz - Bedrohung für Imkereibetriebe. Nach wie vor sind die Ursachen dieser großen, flächendeckenden Völkerverluste auf nationaler Ebeneunklar und daher sind zielgerichtete kausale Therapien nicht möglich. Oft wurden daher unnötige, prophylaktisch medikamentöse Behandlungen durchgeführt, um regionale Völkerbestände zu sichern. Dies hat bislang jedoch noch nicht zu einer nachhaltigen Bekämpfung von Bienenkrankheiten geführt, allerdings regelmäßig zur Kontamination des Honigs. Die Forschungspolitik der EU zielt daher darauf ab, die Honigbelastung zu reduzieren, die Rassevielfalt europäischer Honigbienen zu erhalten, Völkerverluste zu vermeiden und die Bedeutung der Interaktionen zwischen Parasiten, Pathogenen und Pestiziden für die Koloniegesundheit zu verstehen. Gerade die Kombination verschiedener Faktoren wird als ein besonderes Problem gesehen. Eine einzelnes Pathogen mag für die Kolonie harmlos sein, aber in Kombination mit anderen zum Zusammenbruch des Volkes führen. Das Forschungsnetzwerk BEE DOC (Bees in EuropE and the Decline Of Honeybee Colonies) wird sich deshalb mit den Interaktionen zwischen Parasiten, Pathogenen und Pestiziden beschäftigen. In Anbetracht der großen Zahl von Pathogenen und Pestiziden ist es allerdings nicht realisierbar, alle möglichen Interaktionen experimentell zu testen. Es ist daher notwendig, sich in Experimenten auf wenige ausgewählte Modellsysteme von besonderer Bedeutung zu beschränken. Im BEE DOC Netzwerk sind dies V. destructor, Nosema spp., häufige assoziierte Viren, und die häufig genutzten Pestizide Thiacloprid und τ-Fluvalinat. Die Forschungsaktivitäten müssen auch die Untersuchung der genetischen und genomischen Kontrolle von Krankheitsresistenz beinhalten. Oligonukleotid DNA-Chips die das gesamte Genom der Honigbiene abdecken sind dabei von besonderem Nutzen. Zusätzlich sollen neue Resistenzgene mit Hilfe von haploiden Drohnen gefunden werden. Antibiotische Substanzen, die entweder von den Bienen selbst erzeugt oder von Pflanzen gesammelt werden sollen auf ihre Wirksamkeit bei der Bekämpfung von Bienenkrankheiten untersucht werden. Gerade sekundäre Metabolite von Pflanzensubstanzen, die von der Honigbeine enzymatisch verändert wurden um eine höhere Wirksamkeit zu erhalten, sind von besonderem Interesse. Neue diagnostische Verfahren, die in der Forschung, im Routine - screening und auf dem Bienenstand eingesetzt werden können müssen entwickelt werden, um rechtzeitig Erkrankungen bei den Bienenvölkern diagnostizieren zu können bevor diese zusammenbrechen. Der Erfolg dieser Forschungsarbeiten wird stark von Koordinierung des Monitoring und der Forschung sowie von der Implementierung der Ergebnisse in die imkerliche Praxis abhängig sein. Das COLOSS Netzwerk (Cost Action) ist hierfür in den nächsten Jahren ein hervorragendes Werkzeug. In ihm sind über 150 Mitglieder aus 39 Ländern vertreten, die die nationalen Forschungsprojekte zur Bienengesundheit koordinieren und aufeinander abstimmen. Nur wenn es gelingt, die Forschungsergebnisse in der Imkerei umzusetzen, werden wir Fortschritte bei der nachhaltigen Prävention von Völkerverlusten auf einer europa- und weltweiten Ebene erzielen können

Diplôme : Master

BUTS DE L'ETUDE : Etudier les effets du nombre d’abeilles, de la présence de QMP (phéromone mandibulaire de la reine) et de la résistance naturelle au Varroa sur la résistance de l’abeille Apis mellifera au parasite Nosema ceranae. --METHODES & TECHNIQUES : Expériences en laboratoire dans des cagettes avec les différents facteurs. Analyse statistique avec le logiciel XLStat. --RESULTATS : Le Nosema augmente la mortalité dans les groupes de 30 et 100 abeilles avec ou sans QMP. La QMP diminue la mortalité des cagettes de 5 abeilles et améliore leur résistance au parasite. Les cagettes de 5 abeilles ont une mortalité plus élevée. Pas d’effets des facteurs sociaux sur la consommation de nourriture, ni sur le nombre de spores. Pas de différence de mortalité et de nombre de spores de Nosema entre les ruches naturellement résistantes au Varroa et les non résistantes. --CONCLUSIONS : Utiliser des cagettes de 30 abeilles car les cagettes de 100 donnent les mêmes résultats et les cagettes de 5 sont plus sensibles à la mortalité. Les abeilles par petits groupes sont sans doute plus stressées que les groupes plus gros et ont par conséquent besoin de QMP pour survivre, AIMS OF THE STUDY : To study the effects of the number of bees, the presence of QMP (queen mandibular pheromone) and natural resistance towards Varroa on resistance to the parasite Nosema ceranae in the honey bee (Apis mellifera) --MATERIALS & METHODS : Cage experiments in laboratory using the different factors. Statistical analyses using XlStat software. --RESULTS : Nosema increases mortality in cages of 30 and 100 bees, with or without QMP. QMP decreases the mortality of bees in cage of 5 and increases their resistance to the parasite. No effects of social factors on the rate of sugar consumption, nor on the number of spores in the bees. No difference in the mortality or number of spores between the naturally Varroa-resistant hives and the non resistant ones. --CONCLUSIONS : Using 30 bees per cage gives the same result as using cages of 100 bees and is less sensitive to mortality than using cages of 5 bees. It is possible that bees in small groups are more stressed than larger groups and therefore need QMP in order to survive.

Diplôme : IUT

Dans une colonie d’abeilles sans reine ni couvain, les ouvrières tendent à devenir fertiles et investir leur énergie dans la ponte d’oeuf non-fécondés. Afin de maintenir une certaine stabilité dans l’organisation de la colonie et prévenir ce détournement de l’investissement énergétique des ouvrières, la reine garantie son statut de seule reproductrice et le couvain accapare le soin des ouvrières. Pour cela, ils émettent des phéromones peu volatiles. La phéromone mandibulaire (principalement le 9-ODA) émis par la reine ainsi qu’un mélange de 10 esters émis par le couvain. Ces composés permettent une castration chimique partielle des ouvrières. Cependant, parmi les deux facteurs de régulation de la maturation ovarienne des ouvrières, il semble que la présence de couvain soit le plus actif. Nous nous sommes donc demandé si les larves ne pourraient pas émettre des molécules très volatiles ayant un rôle sur le développement ovarien des ouvrières. Les composés volatiles larvaires ont donc été prélevés par Microextraction sur phase solide (SPME), puis analysés et identifiés par GC-MS. Le pic majeur retrouvé dans tous les échantillons est une molécule hautement volatile, l’E-β- ocimene. Nous avons testé l’effet de cette molécule sur la croissance des ovaires d’ouvrières élevées en cagette. Les résultats indiquent un effet inhibiteur significatif de l’E-β-ocimene sur le développement ovarien des ouvrières. Cette nouvelle phéromone, dont les effets sont identiques à ceux produits par la phéromone mandibulaire de la reine, montre que différents acteurs, utilisant différentes phéromones, peuvent induire un même effet sur le même organisme cible. De nouveaux tests sont nécessaires pour comprendre si les trois phéromones décris ici, régulant la fertilité de la colonie d’abeilles, peuvent agir ensemble pour une castration chimique totale des ouvrières

Dans une colonie d’abeilles sans reine ni couvain, les ouvrières tendent à devenir fertiles et investir leur énergie dans la ponte d’oeuf non-fécondés. Afin de maintenir une certaine stabilité dans l’organisation de la colonie et prévenir ce détournement de l’investissement énergétique des ouvrières, la reine garantie son statut de seule reproductrice et le couvain accapare le soin des ouvrières. Pour cela, ils émettent des phéromones peu volatiles. La phéromone mandibulaire (principalement le 9-ODA) émis par la reine ainsi qu’un mélange de 10 esters émis par le couvain. Ces composés permettent une castration chimique partielle des ouvrières. Cependant, parmi les deux facteurs de régulation de la maturation ovarienne des ouvrières, il semble que la présence de couvain soit le plus actif. Nous nous sommes donc demandé si les larves ne pourraient pas émettre des molécules très volatiles ayant un rôle sur le développement ovarien des ouvrières. Les composés volatiles larvaires ont donc été prélevés par Microextraction sur phase solide (SPME), puis analysés et identifiés par GC-MS. Le pic majeur retrouvé dans tous les échantillons est une molécule hautement volatile, l’E-β- ocimene. Nous avons testé l’effet de cette molécule sur la croissance des ovaires d’ouvrières élevées en cagette. Les résultats indiquent un effet inhibiteur significatif de l’E-β-ocimene sur le développement ovarien des ouvrières. Cette nouvelle phéromone, dont les effets sont identiques à ceux produits par la phéromone mandibulaire de la reine, montre que différents acteurs, utilisant différentes phéromones, peuvent induire un même effet sur le même organisme cible. De nouveaux tests sont nécessaires pour comprendre si les trois phéromones décris ici, régulant la fertilité de la colonie d’abeilles, peuvent agir ensemble pour une castration chimique totale des ouvrières

annexes : 30 p. Diplôme : DUT; mellifera); a problem which our different experiments tried to answer. In this project, we tested the effects of multiple stresses with varying parameter, specifically their effects on honey bee hypopharyngeal glands, which are important for larvae nourishment. In our first experiment, we tested honey bee mortality with the systemic insecticide Imidacloprid and the microssporidian Nosema. Within this experiment, we noticed these two stresses elevated the level of mortality. Addiotionally, we wanted to examine what occurred the glandular level; that is to say, to determine whether augmentation in hypopharyngeal gland size and protein quantity as a result of the two stresses could be quantified. Our study shows that hypopharyngeal glands are more atrophied in honey bees after they have been exposed to Nosema and Imidacloprid treatments. We would like to show that honey bbes exposed to these treatments, and thus those that possess atrophied glands, produce less protein. To do this, it will be necessary to perform additional experimentation where the new project design is adapted to better fit the needs of the specific experiment; Depuis quelques années nous avons pu voir une hécatombe des abeilles et nos différentes expériences ont tenté de répondre au problème de la mortalité des abeilles (Apis mellifera). A partir de ce constat, nous avons voulu tester les effets de quelques stress sur différents paramètres notamment sur les glandes hypopharyngiennes qui sont importantes pour nourrir les larves. Lors de notre première expérience, nous avons testé la mortalité des abeilles face à différents paramètres tels qu’un pesticide, l’imidaclopride et une microspore nommée Nosema. Grâce à cette expérience nous avons observé que ces deux paramètres avaient une influence sur la mortalité observée. Par la suite, nous avons voulu examiner ce qui se passé au niveau des glandes hypopharyngiennes, si nous pouvions remarquer une réaction face à nos deux paramètres à deux niveaux qui sont : la taille des glandes, la quantité de protéine présente dans ces glandes. Cette expérience nous as permis de remarquer que lors de la dissection, les glandes hypopharyngiennes sont beaucoup plus atrophiées lorsque les abeilles sont exposées au traitement du Nosema et de l’imidaclopride associé. Nous aurions souhaité démontrer que lorsque les abeilles sont exposées à ce traitement, les glandes hypopharyngiennes par leur atrophie produisent moins de protéines. Or la manipulation n’a pas marché au niveau des dosages des protéines. Il faudrait reprendre cette expérience en changeant le protocole expérimental pour le dosage des protéines

8 annexes, 24 p. Diplôme : IUT

Diplôme : DUT

Diplôme : Master; Face aux importantes pertes des colonies d’abeilles domestiques qui n’ont pas d’explication concluante, l’hypothèse de l’interaction entre différents facteurs comme les pesticides et les parasites semble être la plus vraisemblable prenant en compte l’exposition des abeilles dans leur milieu naturel non seulement à un facteur mais au plusieurs contraintes à la fois. Dans ce contexte, l’objectif a été l’étude des effets de l’interaction entre l’insecticide imidaclopride et les microsporidies Nosema spp. chez l’abeille, notamment les conséquences sur la mortalité, la consommation journalière de sirop et la charge de spores. La première partie de cette recherche a permis la sélection d’une dose de spores de Nosema spp. de 2x105 spores/abeille qui assure la survie pendant les premières étapes de vie mais avec un développement précoce de spores. Dans un second temps deux expériences ont été conduites, la première a permis d’évaluer la mortalité et la consommation de sirop de trois doses d’imidaclopride (0,7, 7 et 70 μg/kg) seules et en combinaison avec Nosema spp. La seconde expérience a permis la mesure de la charge de spores notamment de la dose 7 μg/kg en combinaison avec Nosema spp. Toutes les expérimentations ont été conduites sur des abeilles naissantes dans des conditions de laboratoire. On a constaté des effets de l’interaction entre l’imidaclopride et Nosema spp. chez l’abeille, en relation avec l’augmentation de la mortalité et de la consommation de nourriture. D’autre part, on a pu envisager que l’imidaclopride a un impact négatif sur la germination des spores ce qui peut avoir une influence sur la charge de spores, un sujet qui doit être étudié plus approfondi. Les mécanismes qui sont à la base des effets observés sont encore inconnus, c’est pourquoi, ces facteurs sont en cours d’analyse afin de mieux comprendre l’origine des effets de l’interaction entre l’imidaclopride et Nosema spp. chez l’abeille.

Diplôme : Master; The dramatic depopulation of honey bee colonies has not yet been associated to a single culprit, although many potential contributing factors have been identified. In an attempt to address the impact of an association of two factors on the honey bee, Apis mellifera, we studied the effects of a joint exposure to the microsporidian Nosema and the systemic insecticide imidacloprid, in the context of parasitisation by the mite Varroa destructor. Young adult bees were exposed to doses found in the field, in a lab rearing experiment. Survival, feeding behaviour, and specific activity of two immunity-related enzymes were investigated. Parasitisation by Nosema combined with sublethal intoxication to imidacloprid triggered energetic stress and mortality. The association of these two factors did not affect phenoloxidase specific activity, but decreased the activity of glucose oxidase. These results reveal a weakening of the jointly treated bees, suggesting that the depopulation phenomenon is likely to be triggered by multifactorial causes and that the two factors studied were amongst.