Einführung
Wie im ersten Corona-Jahr konnten die teilnehmenden Imker auch in 2021 mit sehr guten Ergebnissen aktiv an dem Programm mitarbeiten. Die enorme Arbeit, die seit 2014 erbracht worden ist zeigt, dass wir mit den Annahmen – dass es in der Honigbienenpopulation ein wenig Varroa Sensitive Hygiene (VSH) gibt und dass diese durch Eindrohnbesamung selektiert werden kann (basierend auf der Arbeit des USDA, die bis 1997 zurückreicht) richtig lagen .Wir können mit unserem Projekt zeigen, dass diese auch in der Praxis funktionieren.
In dieser Einführung geben wir Ihnen zunächst eine „Auffrischung“ der von uns verwendeten Methode, gefolgt von den neuesten Ergebnissen.
Die Methode basiert auf 4 Arten der Begattung der Königinnen: Eindrohnbesamung, Mehrdrohnenbesamung, Landbelegstellen und Isolierte Belegstellen. Jede dieser Begattungsarten hat ihre eigenen Vorteile (und Nachteile), sie sind sehr wirkungsvoll, wenn sie für den richtigen Zweck eingesetzt werden. Deshalb ist das Gesamtprogramm eine Mischung aus diesen 4 Arten.
- 1. Eindrohnbesamung (Single Drone Insemination, SDI):
Dies ist der erste und wichtigste Schritt bei der Auswahl der Varroa-sensitiven Hygiene (VSH). Wir produzieren eine große Anzahl kleiner Bienenvölker mit unterschiedlichem genetischen Hintergrund. Jedes Volk hat eine Königin, die mit einem einzigen Drohn besamt wurde.
Nach dem Hinzufügen zusätzlicher Varroa-Milben untersuchen wir die Brut und bestimmen den Grad der Resistenz (Varroa-sensitive Hygiene, VSH). Auf diese Weise können wir Königinnen/Bienenvölker finden, die mit einem resistenten Drohn begattet wurden. Nur Völker die 75 % oder mehr der Milben eliminieren, werden für die Zucht weiter verwendet. Die Töchter dieser Königinnen tragen die Resistenzgene und bilden damit die Grundlage für das Zuchtprogramm.
Bitte beachten Sie, dass wir zu Beginn dieses Selektionsprozesses davon ausgingen, dass nur 10 % der Drohnen ausreichend VSH-Gene tragen würden.
Wenn in dieser Phase mehr als ein Drohn verwendet wird, wie es bei einer normalen Anpaarung mit etwa 10 Drohnen passiert, wird die Wirkung eines Drohns, welcher genügend VSH-Gene trägt, durch die anderen 9 Drohnen, die wenige oder keine VSH-Gene tragen, wirkungslos. Wenn zu wenig Bienen mit hohen VSH-Genen vorhanden sind, ist nicht genügend Resistenz vorhanden, um sie nachzuweisen/zu messen.
2. Mehrdrohnenbesamung (Multi Drone Insemination, MDI):
Die SDI-Kolonien sind sehr gut geeignet, um neues VSH-Material auszulesen, wenn diese nur begrenzt in der Population vorhanden ist. SDI-Kolonien können nur klein gehalten werden und sind relativ kurzlebig (wegen der begrenzten Menge an Sperma, die der Königin gegeben wird). Da sie klein sind, können die Bienenvölker nicht leicht auf andere wichtige Merkmale wie Honigproduktion und geringe Schwarmneigung selektiert werden. Aus diesem Grund besamen wir eine größere Anzahl von Königinnen mit dem Sperma von mindestens 10 Drohnen. Da wir uns jetzt in einem späteren Stadium des Selektionsprozesses befinden, tragen die meisten Drohnen diese resistenten Gene. Diese Völker können viel länger gehalten werden (2 bis 4 Jahre) und können auf die beschriebenen Merkmale getestet werden. Wir überwachen auch das Wachstum der Varroapopulation in diesen Völkern, indem wir Proben nehmen (300 Bienen pro Volk). Dazu wird die Anzahl der Milben auf den Bienen (statt in der Brut) bestimmt, die so genannte „phoretische“ Milbenzahl. Diese Methode kann bei einer großen Anzahl von Bienenvölkern angewandt werden, ohne dass zu viel Arbeit anfällt.
Der Vorteil der Mehrdrohnenbesamung ist, dass wir die genetische Vielfalt so hoch wie möglich halten können. Wir können eine große Vielfalt an verschiedenen Drohnenlinien verwenden, im Vergleich zu einer Belegstelle, die normalerweise nur eine oder zwei verschiedene Linien pro Jahr hat.
3. Landbelegstelle
Der Nachteil der MDI-Königinnen ist, dass sie spezielle Besamungskenntnisse erfordern. Aufgrund des damit verbundenen Arbeitsaufwands ist sie für eine groß angelegte Produktion von begatteten Königinnen in der breiteren Imkergemeinschaft weniger geeignet. Aus diesem Grund setzen wir mehr und mehr auf Belegstellen an Land. Auf einer solchen Belegstelle, die idealerweise etwas isoliert von anderen Bienenstöcken liegt, stellen wir Bienenvölker auf, die Drohnen mit Varroaresistente Genen hervorbringen werden. Da es sich um eine Landbelegstelle handelt, gehen wir davon aus, dass ein bestimmter, hoffentlich geringer Prozentsatz der Drohnen von Völkern anderer Imker stammen. Das bedeutet, dass die begatteten Königinnen keine 100 % „reinen“ Bienenvölker hervorbringen werden. Die auf diesen Belegstellen begatteten Königinnen können jedoch in Wirtschaftsvölkern eingesetzt werden, in denen sie für unser Selektionsprogramm bewertet werden.
Aus diesen aus Landbelegstellen begatteten Königinnen/Kolonien erzeugen wir also keine weiteren Königinnennachkommen (sie könnten von den nicht reinen Drohnen weniger Resistenzgene haben), aber wir können die (reinen!) Drohnen durchaus für unser Selektionsprogramm verwenden.
Die besten Völker können dann Drohnen für die weitere Zucht liefern, da die Drohnen aus unbefruchteten Eiern stammen. Sie repräsentieren nur die Gene ihrer Mutter, sie haben keinen direkten biologischen Vater!
Wir haben in unserem Hawaii-Programm und jetzt auch in unserem EU-Programm die Erfahrung gemacht, dass dieser Schritt tatsächlich sehr wirkungsvoll ist. In Anbetracht der relativ großen Anzahl von Bienenvölkern, die produziert und überwacht werden können (es werden nur wenige Bienenwaschproben für die Bewertung des Milbenbefalls pro Jahr benötigt), kann eine starke und dennoch breite Selektion auf der Grundlage hoher Resistenz sowie guter Honigleistung, Sanftmut und geringer Schwarmneigung vorgenommen werden.
4. Isolatierte Belegstelle:
Während die bisherigen Methoden im Selektionsprozess sehr hilfreich sind, sind sie für die Verbreitung des Zuchtfortschritts an die Imker, die nicht am Selektionsprogramm teilnehmen, nicht sehr nützlich. Diese Imker sind an rein begatteten Königinnen („F0“) interessiert, um ihre eigenen F1-Königinnen für ihre Wirtschaftsvölker erzeugen zu können. Für diese Verteilung guter Eigenschaften kann eine isolierte Belegstelle (eine Insel oder ein abgelegenes Gebirgstal) ein sehr effizienter Weg sein. Wir werden versuchen, dass immer mehr isolierte Belegstellen Arista-Königinnen oder (zumindest teilweise) von Arista abgeleitete Königinnen als Basis für ihre Drohnenlinien verwenden. Dies wird die Verbreitung der resistenten Gene in den verschiedenen Honigbienenpopulationen erleichtern – und schließlich sogar Imkern zugutekommen, die gar keine Belegstelle besuchen, da ihre Königinnen häufiger mit Varroaresistente Drohnen aus der Nachbarschaft gepaart werden.
Es ist wichtig zu wissen, dass wir noch nicht in der Lage sind, all diese Belegstellen Jahr für Jahr mit neuen, nicht verwandten und hoch resistenten Königinnen versorgen zu können. Wir sollten auch darauf achten, dass wir die mehr als 100 Jahr andauernde Selektion (entweder durch die Imker oder durch die Natur) nicht verlieren, indem wir zu schnell mit der immer noch begrenzten Anzahl von Arista-validierten Linien arbeiten. Wir befinden uns jetzt an einem Wendepunkt; wir brauchen die volle Unterstützung der Imkerschaft, aber auch der Regierungen, um das Programm auszuweiten und sicherzustellen, dass wir die genetische Basis der Honigbiene so breit wie möglich halten. Die Methode funktioniert, es ist „nur“ noch eine Frage der Umsetzung!
Fortschritte im Zuchtprogramm
Organisation
Dr. Guillaume Misslin, unser Projektleiter in den Niederlanden, und Sacha d’Hoop, unser Projektleiter in Belgien, unterstützen rund 200 Imker in 18 Gruppen: Belgien, Deutschland, Frankreich, Luxemburg, den Niederlanden, Österreich und der Schweiz. In den 18 Gruppen sind alle drei Hauptbienenrassen vertreten: Dunkle-, Carnica- und Buckfast-Bienen
In Belgien konnten wir einen neuen Projektleiter einstellen: Julien Duwez. Der frischgebackene Absolvent des Studiengangs Bioingenieurwesen in Gembloux war bereits als Teilnehmer in das Projekt involviert bevor er sein Arbeitsverhältnis bei uns antrat. Sein Eintritt in das Team wird es uns ermöglichen, die Koordination und die Betreuung der teilnehmenden wallonischen Imker zu intensivieren sowie die Ausbildung derjenigen zu verbessern, die erst kürzlich zu uns gestoßen sind.
Die an dem Programm teilnehmenden Imker werden von den Projektleitern bei der Wahl der Linien, bei der Königinnen- und Drohnenzucht sowie bei der Erkennung des Varroabefalls- und der Zählungstechnik unterstützt. Darüber hinaus organisieren die Projektleiter auch Besamungskurse mit den Gruppen, damit diese mehr Autonomie und Flexibilität erhalten.
Die Gesamtzahl der zu betreuenden und zu überwachenden Bienenvölker steigt, da wir immer mehr Bienenvölker haben, die auf die verschiedenen beschriebenen Arten begattet werden. Hierfür haben wir unser eigenes webbasierte Datenbankanwendung namens Queenbase. Sie ist mehr denn je das Werkzeug, mit dem wir den Projektleitern die Produktions- und Phoretikdaten der in jeder Saison gesammelten Bienenvölker sowie die Stammbäume und Nachkommenschaftsdaten der Königinnen in diesen Bienenvölkern melden können.
Ergebnisse der Eindrohnbesamung
Die Anzahl der Völker, die wir auf das Ausräumverhalten (Varroa Sensitive Hygiene; VSH) in SDI-Völkern testen konnten, belief sich auf 969, was einen Anstieg von 56 Völkern im Vergleich zum Vorjahr bedeutet. Wie in den Vorjahren entfernte etwa ein Drittel der Bienenvölker mehr als 75 % der reproduktiven Milben (das ist das Minimum, das erforderlich ist, um keine chemische Behandlung zu benötigen). Diese Bienenvölker mit hohem VSH-Gehalt können für das Zuchtprogramm verwendet werden.
Mehr als 100 der Bienenvölker mit hohem VSH-Gehalt entfernten alle – 100 % – Milben aus der Arbeiterinnenbrut. Wir haben dies nun Jahr für Jahr bewiesen, aber es ist immer noch ein kleines Wunder zu sehen, dass die Bienen die Varroamilben selbst so gut entfernen und dass diese Eigenschaft auf die nächste Generation übertragen wird. Zur Beurteilung der Bienenvölker öffnen Freiwillige die Brutzellen, um deren Inhalt zu untersuchen. Die Gesamtzahl der geöffneten Brutzellen nimmt im Vergleich zu den Vorjahren immer noch zu. Da wir bei höheren VSH-Werten weniger Milben finden, müssen wir mehr Zellen öffnen, um noch genügend Informationen zu erhalten. Außerdem führen wir immer mehr Nachzählungen durch, um sicher zu sein, dass die hohen Werte auch bei mehrfacher Messung Bestand haben.
Die Tatsache, dass 2/3 der Bienenstöcke keine hohen VSH-Werte haben, liegt daran, dass wir die Imker bitten, immer wieder neues Blut einzubringen (gute, neue Linien, aber nicht VSH). Daher ist das Programm eine Mischung aus neuen Linien, die sich in den ersten Jahren der Selektion befinden (anfänglich niedriger VSH) und bereits bewährten Linien (hoher VSH).
Landbelegstellen und Ergebnisse der Mehrdrohnenbesamung
Italien
Wie wir im Abschnitt „Landbelegstelle“ beschrieben haben und wie wir in unserem Hawaii-Programm gelernt haben, kann man einen sehr guten Beitrag zur Selektion leisten, indem man Wirtschaftsvölker einsetzt.
Wie bereits in früheren Updates beschrieben, ist es uns gelungen, mit einer Gruppe hochqualifizierter Berufsimker in Italien eine „gut geölte Maschine“ aufzubauen. Jedes Frühjahr, also auch im Jahr 2021, haben wir eine Reihe von SDI-Völker an diese Gruppe geliefert. Daraus werden mehr als 300 Königinnen nach gezogen und mit Drohnen aus Bienenvölkern gepaart, die ebenfalls aus unserem Programm stammen (Auswahl aus dem Vorjahr). Diese mehr als 300 Königinnen stehen an der Spitze von Wirtschafsvölkern, die sich in der Produktion bewähren müssen und mehrere Jahre lang hinsichtlich des Milbenbefalls (einfache Probe der „gewaschenen“ Bienen), der Sanftmut, des Honigertrags und der geringen Neigung zum Schwärmen beobachtet und bewertet werden. Von den besten Bienenvölkern (nach 1, 2 oder 3 Jahren) werden bei einem zweiten Besuch im Frühjahr von fähigen Besamern/Imkern große Mengen an Samen entnommen. Dieser Samen wird unter geeigneten Bedingungen transportiert und für die Mehrdrohnenbesamung von Zuchtköniginnen bei den Imkern aus den verschiedenen teilnehmenden Ländern verwendet. .
2021 ist ein besonderes Jahr für diese Auswahl. Nach all den Jahren der Vorbereitung und Vorauswahl war dies das Jahr, in dem sich die im Jahr 2020 besamten Königinnen (mehr als) ein ganzes Jahr lang bewähren mussten. Zu diesem Zweck wurden, im Jahr 2021, 16 Königinnen in den Niederlanden durch Probenentnahme beobachtet. Über das ganze Jahr hinweg hielten diese Völker, natürlich ohne jegliche Behandlung, den Milbenbefall bei etwa einem halben Prozent! Bei den Kontrollvölkern (ohne VSH) wäre der Milbenbefall im gleichen Zeitraum auf etwa 10 % angestiegen. Wir sind sehr glücklich und stolz auf diese ausgezeichneten Ergebnisse, die durch 8 Jahre lange Arbeit mit einer gut kooperierenden Gruppe von mittlerweile 200 Imkern ermöglicht wurde.
Auffallend ist außerdem, dass die Bienenvölker bereits im Frühjahr viel größer und gesünder erscheinen als „früher“ (in den frühen 1980er Jahren, als die Varroamilbe in unsere Länder eingeschleppt wurde). Und auch im Herbst sind die Bienenvölker groß und sehen gesünder aus, als wir es gewohnt waren.
Vielleicht sollte dies keine Überraschung sein? Die Bienen tun etwas, was Imker nicht tun können, nämlich die Varroa-Milben 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche zu entfernen. Dadurch haben die pathogenen Virusinfektionen (die von den Milben verbreitet werden) keine Chance. Dies ist der Hauptunterschied zur derzeitigen Praxis der chemischen Behandlung. Man kann als Imker so gut wie möglich behandeln (z.B. 3 mal pro Jahr), aber die Virusinfektionen gehen nach einer Varroabehandlung nur langsam zurück (es dauert Wochen/Monate). Tatsächlich behandelt man nicht direkt gegen die Viren, die das Hauptproblem für die Bienenvölker darstellen. Und nach einer chemischen Behandlung gegen die Varroa beginnt diese einfach wieder zu wachsen, bis zur nächsten Behandlung. Durch den Wegfall der chemischen Behandlung sind auch deren negativen Auswirkungen auf die Bienen nicht mehr zu beobachten. Jetzt, wo wir wieder mit wirklich gesunden Bienenvölkern imkern können, wird uns mehr und mehr bewusst, woran wir uns in den letzten 40 Jahren „gewöhnt“ haben… Es ist wirklich eine Erleichterung, wieder mit „normalen“, gesunden Bienenvölkern imkern zu können!
Belgien-Sélange
Die Methode, die wir gemeinsam mit unseren italienischen Kollegen anwenden, wird auch in Belgien und den Niederlanden umgesetzt.
In Belgien haben wir die erste länderübergreifende resistente Belegstelle in Sélange (Typ „Landbelegstelle“) eingerichtet. Sie ist das Ergebnis einer Partnerschaft mit l’Abeille Arlonaise, einer Imkervereinigung im Süden Belgiens. Ziel ist es nicht nur, hochresistente Begattungen zu ermöglichen, sondern auch langfristig ein Gebiet ohne Varroabehandlung zu schaffen. Im Jahr 2021 wurde die Belegstelle für Mitglieder geöffnet, die rund 360 Königinnen aus viele verschiedenen resistenten Linien nachziehen, die zur Erzeugung von Drohnen für künftig zu besamnde Königinnen verwendet werden können. Es wird darum gebeten, keine der aus diesen Königinnen hervorgegangenen Völker zu behandeln, es sei denn, eine Phoretik-Zählung ergibt, dass dies notwendig ist (was diese Königinnen natürlich aus dem Programm ausschließt).
Niederlande – Bronlaak
Auch in den Niederlanden haben wir eine eigene Belegstelle in der Nähe unserer Büros eröffnet. Diese Station wird von örtlichen Imkern betrieben und von Arista koordiniert. Vorläufig haben wir 14 Imker aufgenommen. Diese Imker erhalten von uns das Ausgangsmaterial (Larven) für die Königinnenzucht und lassen diese unbegatteten Königinnen dann in kleinen Begattungskästen begatten. Wie auch in Italien können die begatteten Königinnen dann in Wirtschaftsvölkern zur weiteren Selektion verwendet werden. Sehr gute Völker liefern dann das Drohnenmaterial in den kommenden Jahren.
Insel-Belegstelle
Die VSH-Linien haben auch das Interesse mehrerer Insel-Belegstellen geweckt. Sie reservieren einen Teil ihrer Kapazität für unsere Linien auf ihrer Belegstelle, die einen bestimmten VSH-Gehalt aufweisen.
Ameland (Niederlande) hat im Jahr 2021 mehrere verschiedene VSH-Linien auf einem separaten Teil der Insel aufgestellt. Dies ermöglichte es den Imkern von Arista, ihre Begattungsvölker zu schicken und verschiedene Linien zu wählen.
Auch in Deutschland gibt es immer mehr Belegstellen, die nun die Varroaresistenz als Selektionskriterium einbeziehen können, indem sie Königinnen verwenden, die aus dem Arista-Zuchtprogramm stammen.
Im Jahr 2021 wurde ein erstes Kooperationsprogramm mit der Gruppe/Station Flevoland gestartet. Diese Gruppe wird sich von nun an ausschließlich mit der Selektion und dem Vertrieb von Varroa-resistenten Königinnen beschäftigen. Bereits 2023 wird die Belegstelle mit Königinnen aus dem Arista-Zuchtprogramm „besetzt“ sein.
Wie bereits erwähnt, sind wir noch zu früh im Programm, um alle Belegstellen vollständig auf Varroaresistente Königinnen umzustellen. Dafür brauchen wir eine vielfältigere und breitere Auswahl an resistenten Linien – unter Berücksichtigung der großen Menge an Arbeit und Qualität, die in den noch nicht Varroaresistente Linien steckt.
Forschung
Genetischer Marker für VSH
Im Rahmen des Projekts Genetischer Marker versuchen wir, die Gene – oder einen genetischen Marker für diese Gene – zu finden, die mit dem VSH-Verhalten in Verbindung stehen (Zusammenarbeit Arista, Van Hall Larenstein, Inholland, Bejo Zaden). Wir stehen kurz vor einer ersten, sehr wichtigen Analyse, da das gesamte Genome von die Testkolonien sequenziert wurden. Wenn alles gut geht, wird die erste Analyse des gesamten Datensatzes diesen Sommer (2022) zur Verfügung stehen. Hoffentlich erhalten wir dann einen ersten Hinweis darauf, ob wir tatsächlich über ein leistungsfähiges Instrument zur Beschleunigung der Selektion verfügen….. Fortsetzung folgt!
VSH-Schnelltest
Es ist wichtig, dass wir Wege finden, um die sehr arbeitsintensive Selektion effizienter und/oder effektiver zu gestalten, was ein Grund für die beschriebene genetische Markerforschung ist. Der Selektionsprozess könnte effizienter sein, wenn wir eine Möglichkeit hätten, auf das VSH-Merkmal zu selektieren, ohne die Varroa-Milben selbst züchten, befallen und zählen zu müssen…
Wir freuen uns daher, dass die Goeie Grutten Stiftung uns einen Zuschuss (ab 2022) für die Entwicklung eines VSH-Schnelltests gewährt hat. Ein solcher Test würde keine Varroa-Milben benötigen und müsste relativ schnell Aufschluss über den Grad der Varroa-Resistenz/VSH geben. Zu diesem Zweck werden wir uns mit spezifischen Duftstoffen befassen, die anstelle der Milbe verwendet werden könnten. Für diesen Teil der Forschung arbeiten wir mit der Universität Greensboro (USA), der Gruppe Buckfast Flanders und der Universität Leuven zusammen.
Wir werden auch andere Möglichkeiten untersuchen, die Wirkung der Varroa zu imitieren, ohne die Varroa-Milben selbst zu verwenden.
Arista Bienenstöcke
Ende 2021 verfügten wir über insgesamt 21 installierte Arista-Sponsor Beuten in den Niederlanden. In diesen Bienenstöcken befinden sich Königinnen aus unserem Selektionsprogramm, die zur weiteren Bewertung und Nutzung der besten Linien verwendet werden. Sowohl 2021 als auch 2022 haben wir bereits Drohnenbrut und Larven aus den besten dieser Bienenvölker an Belegstellen und teilnehmenden Arista-Imkern verteilt.
Ein schöner „Nebeneffekt“ ist, dass die (regionalen) Imker, die sich um die Bienenvölker kümmern, oft neu in unserem Programm sind. Ihre Erfahrungen aus erster Hand und ihr eigenes Netzwerk machen unser Programm bei einer größeren Gruppe von Imkern bekannt.
Darüber hinaus haben wir viel Zeit damit verbracht, auch mit hochqualifizierten Freiwilligen, das korrekte Funktionieren des Überwachungssystems (Gewicht/Temperatur/Bienenzählung ein-aus) zu verbessern. Die aktuelle Version ist sehr stabil, funktioniert an allen Orten, an denen wir Bienenstöcke haben, und ist vollständig kompatible mit der Software unseres Zuchtprogramms (Queenbase).
Der finanzielle Beitrag dieser Bienenstöcke ist entscheidend für das Überleben unseres Zuchtbetriebs. Wir hoffen, dass wir dieses Programm weiter ausbauen können, indem wir weitere Spender/Sponsoren für Arista-Bienenstöcke gewinnen können!
Dankeschön
Wir danken unseren Spendern und Sponsoren für ihre finanziellen Beiträge, die uns die Organisation dieses komplexen paneuropäischen Programms ermöglichen.
Wir danken allen teilnehmenden Imkern und Freiwilligen für die unglaubliche Menge an Zeit, Leidenschaft und Fachwissen, die sie täglich in das Varroa-Resistenz-Zuchtprogramm investieren.