Molekulare Prozesse steuern Resistenz gegen Varroa
Morphologische Anpassungen der Antennen spielen keine Rolle bei der Erkennung von Varroa-Milben. Foto: gbohne/Flickr, CC BY-SA 2.0
Die Varroa-Milbe gilt als ein Grund für massive Verluste von Honigbienen. Afrikanischen Honigbienen wird nachgesagt, dass sie widerstandsfähiger sind als ihre europäischen Verwandten. Über die zugrundeliegenden Mechanismen ist allerdings nur wenig bekannt. In einer Studie wurden molekulare Marker untersucht, die mit dieser Widerstandsfähigkeit verbunden sein könnten.
Eine ausgeprägtere Resistenz gegen die Varroa-Milbe könnte mit einer besseren Geruchswahrnehmung zusammenhängen, wenn Ammenbienen etwa fortpflanzende Milben besser erkennen und Brutzellen mit Varroa-Milben dadurch besser reinigen könnten.
In der aktuellen Studienarbeit untersuchte ein Team von Wissenschaftlern die Expressionsprofile einiger wichtiger molekularer Marker, die an der Geruchswahrnehmung und der RNA-Interferenz beteiligt sind. Diese Prozesse können zur Widerstandsfähigkeit der Honigbienen gegenüber Varroa-Milben oder Virusinfektionen beitragen.
Die Äthiopischen Honigbienen Apis mellifera simensis stammten aus 20 Bienenvölkern, verteilt auf zehn Bienenstände. Zum Vergleich wurden acht Bienenvölkern aus dem Bienenhaus der Universität Gent 44 Kontrollbienen Kärtner Bienen A. m. carnica entnommen.
Das Team der Wissenschaftler konnte in den äthiopischen gegenüber den belgischen Honigbienen eine signifikant höhere Genexpression des Geruchsstoffbindungsproteins OBP14 in den Antennen finden.
Auch in Analysen der Antennen neuseeländischer Honigbienen, die auf Bruthygiene und Varroaresistenz (VSH) gezüchtet wurden, haben Martin et al. 2002 festgestellt, dass OBP14 hochreguliert ist. OBP14 war in varroatoleranten Bienenvölkern des kanadischen Saskatraz-Projekt ebenfalls hochreguliert, wie Jiang et al. 2016 beschrieben haben.
Die Tatsache, dass die Hochregulierung von OBP14 unabhängig voneinander in drei Studien auf jeweils einem anderen Kontinent festgestellt wurde, unterstreicht das Potenzial von OBP14 als molekularen Marker für die Widerstandsfähigkeit gegenüber Milbenbefall.
Darüber hinaus wurden in der aktuellen Studie die beiden Unterarten mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie untersucht.
Die Antennen von Arbeiterbienen sind mit vielen Sensillen ausgestattet, die eine entscheidende Rolle bei der Auslösung eines varroaempfindlichen Hygieneverhaltens spielen.
Antennenaufbau bei Honigbienen
Die Antenne der Honigbiene unterteilt sich morphologisch in Scapus, funktional einem Wendeglied Pedicellus und einer Geißel (Flagellum), wobei diese aus zehn Geißelgliedern (Flagellomeren) besteht.
Die ersten beiden Geißelglieder besitzen keine Riechsensillen und sind hauptsächlich mit Sensilla chaetica bedeckt. Ab dem dritten Geißelglied finden sich die Riechsensillen: S. trichodea Typ a und b, S. placodea und S. basiconica. S. placodea kommen vor allem auf der Vorderseite vor, während S. coelonica und S. campaniformia – beides keine olfaktorischen Sensillen - eher auf der Rückseite zu finden waren. Das Gesamtvorkommen und die Verteilung der Sinnesorgane waren bei äthiopischen und belgischen Honigbienen ähnlich; signifikante Unterschiede der Antennensensillen haben sich nicht gezeigt, was darauf hindeutet, dass die Resilienz eher auf molekularen Prozessen als auf morphologischen Anpassungen beruht.
Bei den äthiopischen Honigbienen waren sieben RNAi-Gene hochreguliert und drei davon – Dicer-Drosha, Argonaute 2 und TRBP2 – korrelierten positiv mit der Viruslast.
Die antivirale Immunantwort wird daher mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgelöst, wenn die Honigbienen einer schweren Virusinfektion unterliegen, was dann zur beobachteten höheren Widerstandsfähigkeit führt.
Die Widerstandsfähigkeit äthiopischer Honigbienen gegen die Varroa-Milbe und das Flügeldeformationsvirus basiert mit hoher Wahrscheinlichkeit auf molekularen Prozessen, bei denen Dicer, Argonaute 2 und OBP14 eine wesentliche Rolle spielen.
Gebremedhn, H.; Claeys Bouuaert, D.; Asperges, M.; Amssalu, B.; De Smet, L.; de Graaf, D.C. Expression of Molecular Markers of Resilience against Varroa destructor and Bee Viruses in Ethiopian Honey Bees (Apis mellifera simensis) Focussing on Olfactory Sensing and the RNA Interference Machinery. Insects 2023, 14, 436.