Varroa resistentie

Het is duidelijk geworden dat de honingbij (door selectie) verschillende eigenschappen kan ontwikkelen om besmetting door Varroa te verminderen. Dit is aangetoond in niet-behandelde volken in het wild en in speciale teelt- en selectieprogramma’s (zoals Varroa sensitieve hygiëne (VSH) bij bijen van de USDA-Baton Rouge). De eigenschappen kunnen worden onderverdeeld in die, die verband houden met broed, en die met betrekking tot de periode waarin de Varroa op de bijen zit.

 

Broed verwante eigenschappen – VSH

Verwijdering van geïnfecteerde broed, Varroa sensitieve hygiëne (VSH), is een zeer efficiënte methode, ook gebruikt door de Aziatische honingbij.

In de afbeelding hieronder wordt de “normale” reproductie van de Varroamijt weergegeven aan de linkerkant: de bijenkoningin legt een eitje. Het eitje ontwikkelt zich tot een larve, die wordt gevoed door een werkster. Zodra de larve bijna volwassen is, kruipt een volwassen Varroamijt de cel binnen. Kort daarna, wordt de cel gesloten door een werkster. De Varroa kan nu beginnen met haar reproductie, door eerst een eitje te leggen waar een mannetje uit komt en daarna verschillende eitjes waaruit vrouwelijke Varroamijten voortkomen. De moedermijt maakt een gat in de larve voor het verzamelen van hemolymfe. Hetzelfde gat wordt ook gebruikt als voederplaats voor haar nakomelingen. De pasgeboren vrouwelijke Varroamijten paren met de mannelijke Varroamijt en verlaten de cel zodra de pop is uitgegroeid tot een honingbij.

Honingbij en Varroa

Honingbij en Varroa Illustratie – klik om te vergroten

Aan de rechterkant van de afbeelding en in de video hieronder wordt weergegeven wat er gebeurt in het geval dat de bijen de Varroa sensitieve hygiëne eigenschap hebben geërfd. Een vrouwelijke Varroamijt zal nog steeds de cel inkruipen en beginnen met voortplanting. Echter, sommige van de werksterbijen kunnen detecteren dat er een Varroa in de gesloten cel zit (misschien ruiken ze de beschadigde larve, de zich voortplantende Varroa zelf, of de nakomelingen – dit is niet duidelijk). Deze werkster opent de cel van de nog onontwikkelde pop. Als de cel geopend is, komen er andere werksters om de pop met de Varroamijt te verwijderen. De Varroamijt is er nu niet in geslaagd om zich te reproduceren. Een deel van deze Varroamijten zal opnieuw proberen een cel binnen te kruipen, maar ze hebben slechts een beperkte levensduur.

Het is aangetoond dat deze VSH-eigenschap zeer efficiënt is. Als besmet broed uit een niet-VSH-volk wordt gegeven aan een VSH-volk, worden de meeste Varroamijten (> 90%) gedetecteerd en verwijderd. Als de koningin van een niet-VSH-volk met een relatief hoog aantal mijten wordt vervangen door een VSH-koningin, gaat het aantal mijten naar beneden zodra er voldoende dochters van de nieuwe koningin aanwezig zijn in het volk. Gezien deze goede resultaten en de mogelijkheid om te selecteren op deze eigenschap (zie later), gebruiken we deze eigenschap in het ‘Teelt, Selectie en Distributie’ project (BrSD).
 


Varroa Sensitive Hygiene: Behavioral resistance to Varroa mites by bees bred in Baton Rouge, USA.

Jeffrey Harris of the USDA-Agriculture Research Service

 
Andere broed verwante eigenschappen

Geen-reproductie door de mijt in het broed: in sommige volken kruipt een relatief groot aantal mijten in de broedcellen, maar deze kunnen of willen zich niet voortplanten. De mechanismen achter deze eigenschap zijn niet duidelijk. Maar we zullen het effect van deze eigenschap waarnemen in onze projecten, aangezien we zowel de aantallen reproducerende als de aantallen niet-reproducerende mijten zullen meten (BrSD project).

Her-sluiting van de cel: het openen en sluiten van besmet broed: in dit geval wordt het broed en de Varroa niet verwijderd, maar blijkbaar wordt de reproductie verstoord. Er worden minder vruchtbare Varroadochters geproduceerd. Dit zou een variatie kunnen zijn op het VSH-gedrag en kan worden gemeten aangezien opnieuw gesloten cellen er anders uitzien (VIMM, BrSD-project).

Relatieve aantrekkelijkheid van broed versus bijen: het is aangetoond dat in bepaalde bijensoorten de Varroa zich minder aangetrokken voelt tot het broed in vergelijking met andere soorten. De Varroa blijft dan langer op de volwassen bijen, reproduceert zich niet en heeft een grotere kans om weggeveegd of beschadigd te worden. Het vergt veel metingen om deze eigenschap op te sporen, dus selectie op deze eigenschap lijkt moeilijk te zijn.

Dynamiek in een bijenvolk (langdurige broed, zwermen,..): een bijenvolk heeft vele “beslis-punten”. Het kan beslissen om zich voor te bereiden op het zwermen (dit zal leiden tot een broedloze periode in de zwerm en in het resterende volk – een periode waarin de Varroa zich niet kan voortplanten), het kan beslissen om vroeg te stoppen met het broed (dus het hebben van een lange winterperiode zonder broed – minder Varroa’s overleven hierdoor de winter), en ga zo maar door… De intense zwermtendens in tropische gebieden is een manier van omgaan met de Varroabesmetting. In de bijenhouderij kunnen we de dynamiek van het bijenvolk gebruiken om een Varroa-onvriendelijke omgeving te creëren, waarin bijvoorbeeld behandelingen effectiever zijn of waardoor de Varroagroei onderdrukt wordt in combinatie met al gedeeltelijk Varroaresistente-lijnen (‘Beheer bijenvolken & bedrijfsmethode’ (BMaT) project).

Gesloten cel duur: kortere gesloten-cel-broedperiode: de Aziatische honingbij, die kleiner is dan de Westerse honingbij, heeft een kortere gesloten-cel-broedperiode. Dit zorgt ervoor dat een kleiner aantal Varroadochters volwassen is op het moment dat de jonge honingbij de cel verlaat. Er werd gespeculeerd dat men zou kunnen selecteren voor een kortere gesloten-cel-broedperiode, maar er is niet veel vooruitgang geboekt (en biologisch gezien waarschijnlijk zeer moeilijk). Echter, er is aangetoond dat het gebruik van kleine (natuurlijke) cellen kleinere bijen creëert, maar ook een kortere gesloten-broedperiode geeft, waardoor het moeilijker wordt volwassen Varroamijten te produceren in werksterbroed. Het effect van kleine cellen met betrekking tot Varroaresistentie zal worden onderzocht in het BMaT project.

Temperatuurveranderingen in broednest. Het is aangetoond dat Varroamijten sneller reproduceren als de temperatuur relatief laag is. Dus verhoging van de temperatuur (waarschijnlijk makkelijker in tropische klimaten) zal de groei van de Varroa verminderen. Het is niet echt duidelijk hoe belangrijk dit kenmerk is voor de algehele Varroaresistentie. Echter, ook in dit geval beargumenteren de aanhangers van de ‘kleine cellen’ dat deze kleincellige volken hun raampjes dichter op elkaar hebben hangen waardoor een compacter en dus warmer broednest ontstaat met een gunstig effect op de Varroabesmetting.

 
Eigenschappen gerelateerd aan de volwassen bij
 

Als de Varroamijt niet aan het reproduceren is in het broed leven ze op de bijen, zich voedend en zich voorbereidend om weer het broed in te gaan. Dit is ook een gelegenheid voor de bijen om iets tegen de Varroa te doen.

Poetsen (binnen en buiten het volk): de bij verwijdert de mijt van zichzelf of van een andere bij. Dit is ook een eigenschap die is waargenomen bij de Aziatische honingbij en hoogst waarschijnlijk een interessante om op te selecteren, als er een goede selectiemethode kan worden vastgesteld. Het wegpoetsen van de mijt van de bij brengt de Varroamijt in gevaar aangezien ze moeite heeft zich vast te houden aan de raat en op deze manier het contact met de bijen en het volk kan verliezen. Poetsgedrag zal door ons worden bestudeerd in relatie tot kleine cellen in het ‘Varroa resistente eigenschappen’ (VaRT) project. Poetsgedrag is eveneens relevant in verband met de volgende eigenschap; het doden of beschadigen van de Varroamijt zelf.

Doden of beschadiging van de Varroamijt door de bij: bijvoorbeeld door een poot af te bijten of het lichaam van de mijt te beschadigen. Verschillende gradaties van schade door de bijen zijn waargenomen in verschillende lijnen van bijen. Het meten van de hoeveelheid schade aan de mijt is niet eenvoudig en vereist speciale behandeling van de kasten (om niet-bij-mijtschade uit te sluiten) en kundig microscopisch onderzoek van de dode mijten. Er is meer onderzoek nodig voordat deze eigenschap kan worden gebruikt in een teelt- en selectieprogramma.

Virus resistentie/tolerantie van de bijen: de bij heeft een relatief zwak ontwikkeld immuunsysteem, het pantser zou virussen en bacteriën buiten het lichaam moeten houden. In het geval dat bepaalde bijenlijnen beter bestand zouden zijn tegen bepaalde virussen of bacteriën, dan zou men kunnen stellen dat dit een selectiecriterium kan zijn. Het meten en bepalen van virusresistentie is zeer moeilijk zijn en helpt niet bij het onderliggende probleem – de Varroamijt – dit is de reden dat we deze eigenschap niet zullen onderzoeken.

Controleren volken op een commerciële bijenstand    (Ralph Büchler)

Controleren volken op een commerciële bijenstand (Ralph Büchler)

Methoden voor het bestuderen van en het selecteren op Varroaresistentie-eigenschappen

De beschreven kenmerken vormen de basis voor selectie in een teeltprogramma. Praktische meetmethoden zijn echter nodig om daadwerkelijk te bepalen of een dergelijke eigenschap, of op zijn minst het effect van de eigenschap, aanwezig is in het volk.

Het hebben van goede meetmethoden is eigenlijk de belangrijkste factor in een teeltprogramma. Er is veel kennis over bijenteelt in grote groepen van imkers. Echter, betrouwbare, nauwkeurige en praktische meetmethoden zijn schaars en in feite de bottleneck voor veel van de teeltprogramma’s. Het is om die reden dat de verbetering en ontwikkeling van methoden een hoge prioriteit heeft in de voorgestelde projecten. In de volgende paragrafen worden de meest gebruikte methoden beschreven.

-Hygiënisch gedrag (Varroa sensitieve hygiëne (VSH)): voor deze methode wordt broed van een volk met een zware Varroabesmetting, na het tellen van het aantal Varroamijten in 200 broedcellen, ingevoerd in het te testen volk. Na een week wordt het aantal Varroamijten in 200 andere broedcellen opnieuw geteld, waarna de mate van vermindering kan worden bepaald. Dit is een goed beschreven methode die kan worden gebruikt in een instituut of een ervaren teeltgroep. Het voordeel van deze methode is dat het zeer betrouwbare, sterke, direct gerelateerde data geeft over de VSH-eigenschap. Het nadeel is dat zeer besmet broed nodig is (dus zwaar Varroabesmette volken), bij voorkeur zo vroeg mogelijk in het jaar en in grote hoeveelheden. Dit is zeer arbeidsintensief en niet veel bijenhouders willen een dergelijke ‘Varroa-hotspot’ dicht bij hun bijenvolken hebben. Deze methode zal verder worden ontwikkeld door de Stichting Arista Bee Research in het ‘Meetmethoden van Varroabesmetting’ (VIMM) project, om gebruik op grote schaal mogelijk te maken (selectie van een groot aantal koninginnen/volken) en, in het ideale geval, zonder dat zwaar besmette volken nodig zijn.

 Tellen van Varroa in broed in VSH and controle volken

Tellen van Varroa in broed in VSH and controle volken (ABR)

Bepalen van het % (on-)vruchtbare vrouwelijke Varroamijten in het broed: in het geval dat het geteste volk zelf een redelijk aantal Varroamijten heeft (bijvoorbeeld aan het einde van het seizoen), kan broed van het volk zelf worden gebruikt om de relatie te bepalen tussen vruchtbare en onvruchtbare Varroamijten. Vruchtbare Varroamijten zullen nakomelingen (een zoon en dochters) hebben in de cel, terwijl onvruchtbare Varroamijten geen nakomelingen hebben. Aangezien hygiënische bijen alleen het broed verwijderen van vruchtbare Varroamijten, zal een hygiënisch volk een relatief hoog percentage onvruchtbare mijten hebben. Deze methode kan worden gebruikt om bestaande Varroaresistente-lijnen te testen. Voor selectie van grote hoeveelheden is het wellicht minder geschikt aangezien men de selectie vroeger in het seizoen zou willen doen (wanneer er minder Varroamijten aanwezig zijn in het werkstersbroed) en er sowieso veel Varroamijten nodig zijn om een betrouwbare meting te hebben.

-Pin-test: Een klein gedeelte van het broed wordt opzettelijk beschadigd met een kleine naald (of bevroren met vloeibare stikstof). De tijd en de intensiteit waarmee de bijen de beschadigde cellen schoonmaken is een indicatie voor het niveau van broed-hygiëne. Bijen met VSH-gedrag scoren ook hoog in de pin-test. Aan de andere kant is een goede pin-testscore niet direct voorspellend voor een goede VSH-score. Dit kan worden verklaard door het feit dat VSH-gedrag zowel afhankelijk is van het opsporen van de Varroamijt in de cel, alsmede van het vervolg gedrag ten aanzien van het schoonmaken van de cel. De pin-test kan dus een ondersteunende meting in een Varroaresistentie-programma zijn.

Verwijderen van bevroren broed  (Renaud Lavend'Homme)

Verwijderen van bevroren broed (Renaud Lavend’Homme)

Groei mijt populatie (MPG): het schatten van de groei tijdens het seizoen. Een verminderde groei van de Varroapopulatie is het belangrijkste doel van Varroaresistente bijen. Het is moeilijk direct het niveau van de Varroabesmetting te meten, aangezien de mijten zowel op de bijen zitten als in het broed. Maar men kan een goede indicatie krijgen als meerdere metingen worden verricht ofwel op een monster van de bijen verzameld uit de kast (bijvoorbeeld door het mengen en schudden van 100-300 bijen met poedersuiker, alcohol of met detergentia en het tellen van de Varroamijten die van de bijen afvallen) of door het tellen van de hoeveelheid dode Varroamijten op de bodemplaat (ervan uitgaande dat er een vaste verhouding is tot de hoeveelheid levende Varroamijten in de kast). Elk van de beschreven methode heeft zijn praktische problemen, die verder zullen worden onderzocht en gestroomlijnd in het VIMM project.

Onderzoek naar schade van dode mijten: onderzoek naar de schade toegebracht door de bijen aan de dode mijten die gevonden worden op de bodemplaat van de kast. Deze methode vereist uitgebreide expertise van de onderzoeker om betrouwbare en consistente beoordelingen mogelijk te maken, maar het geeft een extra mogelijkheid voor toekomstige selectie, aangezien de onderliggende eigenschap – de actieve verwijdering en het doden van de Varroamijt door de honingbij – een toegevoegd en complementair gedrag zou kunnen zijn naast het VSH-broedverwijderingsgedrag.

De ‘Bond – let live and let die’ methode: stop met alle behandelingen of verminder de behandelingen, en die volken die overleven of de laagste Varroabesmetting hebben, worden behouden. Deze methode kan worden gebruikt als reeds enige voorselectie heeft plaatsgevonden en men ervan overtuigd is dat er al enige Varroaresistentie aanwezig is. Het is de ultieme test aangezien het laat zien wat er gebeurt als er geen of weinig behandelingen worden gedaan – het is in principe de ultieme test of het doel bereikt is. Het voordeel van de test is dat de volken waarschijnlijk een relatief groot aantal Varroamijten hebben (in ieder geval aan het begin). Dus de volken worden getest onder zware selectiedruk en kunnen laten zien wat ze waard zijn. Dit kan ook het nadeel van de methode zijn aangezien volken met een middelmatig niveau van Varroaresistentie (dus met interessant genetisch materiaal) en andere goede eigenschappen (zachtheid, honing opbrengst,…), het misschien niet redden en verloren gaan voor verdere teelt en selectie.

 

Beschikbare aanknopingspunten voor Varroaresistente bijen

In verschillende delen van de wereld, zijn bijen met bepaalde niveaus van Varroaresistentie opgedoken. In geïsoleerde (vaak tropisch) gebieden zonder bijenhouders (en bijgevolg geen behandelingen) heeft de zware selectiedruk volken opgeleverd die zich min of meer hebben aangepast en een bepaald niveau van natuurlijke Varroaresistentie hebben ontwikkeld. Deze volken in het wild kunnen relevant bestendig materiaal bevatten en kunnen ons aanwijzingen geven voor selectie.

Voorbeelden zijn:

-Primorsky bijen uit Oost-Rusland. Het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA) heeft hier verder op geselecteerd en een lijn van deze bijen ontwikkeld.

-Bijen op tropische eilanden zoals Antigua en Barbados (onderzoek is nog niet gestart, maar het zou een mooi studentenproject kunnen worden om na te gaan wat er gebeurd op deze eilanden als de natuurlijke bijenpopulatie zich heeft hersteld na gedecimeerd te zijn door de Varroa).

Bijen op Barbados  (ABR)

Bijen op Barbados (Ireen Roskam)

-Geafrikaniseerde bijen (mix-ras, vrijgekomen door een ongeval in Brazilië en nu aanwezig in Zuid-Amerika en delen van het zuiden van de Verenigde Staten).

Ook een sterke selectie door menselijk ingrijpen is effectief gebleken, met de ‘Varroa Sensitieve Hygiëne’ (VSH) lijn van de USDA als mooi voorbeeld. Terwijl deze lijn goede Varroaresistente eigenschappen heeft, wordt het gezien als minder productief in vergelijking met de andere commercieel beschikbare lijnen. Om deze reden wordt deze lijn gebruikt om hybride kruisingen (F1) met andere lijnen te creëren die een betere productiviteit hebben. Ook zijn eerste pogingen gedaan om de VSH-eigenschap te kruisen in de meer populaire soorten bijen (zoals Buckfast).

Buckfast VSH kruizingen  (ABR)

Buckfast VSH kruizingen (ABR)

In Europa zijn verschillende andere initiatieven gestart om te zoeken naar een meer Varroaresistente bij; Carnica AGT programma, Buckfast-Primorky, Buckfast-Brandenburg, Elgon bijen, Lunden bijenstanden, Zwarte Bij Texel, Zwarte Bij Frankrijk, Gotland, Tiengemeten, John Kefuss selectie, waterwerken Duin project, Las Palmas project, Stichting de Duurzame Bij en meer. Veel van de projecten zijn afhankelijk van zeer gemotiveerde vrijwilligers en zouden waarschijnlijk baat hebben bij samenwerking, wetenschappelijke inbreng en (financiële) ondersteuning.

De Stichting Arista Bee Research is bezig met het leggen van contacten en bewerkstelligen van samenwerking met deze initiatieven om zo optimaal gebruik te maken van de kennis en middelen en waar mogelijk materialen en methoden uit te wisselen en te integreren.