Detección de patógenos causantes de enfermedades de impacto en apicultura y determinación de los mitotipos de africanización en tres regiones de Colombia

Abstract

RESUMEN Las abejas Apis mellifera de linajes europeos, que se emplean en el hemisferio norte, han experimentado pérdidas de colmenas y una alta prevalencia de virus patogénicos y de Varroa destructor. En Colombia los apicultores emplean híbridos africanizados, que se cree son más resistentes a la infestación por Varroa; puesto que éste es un vector importante para virus de abejas, se hipotetizó que si éstas poblaciones son resistentes a la infestación por éste ácaro, entonces presentarían bajas prevalencias de virus patógenos. En razón a que no existe un sistema de diagnóstico oficial, que permita detectar cuáles de los patógenos apícolas se encuentran en Colombia, se realizó por primera vez éste estudio a gran escala, en tres departamentos del país: Magdalena, Sucre y Boyacá. Se determinó la prevalencia y el nivel de infestación de Varroa y así como la identificación por medio de técnicas de RT-PCR en tiempo real, de cuáles de los siete principales virus se encontraban y su prevalencia. De 5400 colmenas, 491 fueron muestreadas aleatoriamente. Se determinó que aunque el nivel de prevalencia del ácaro fue alta (92%), el índice de infestación (IVA) fue bajo: 4,6% en promedio, con el 68% de colmenas con menos del 5% de IVA. De los siete virus, cuatro de ellos fueron detectados: Virus de Alas Deformes (DWV) 19%, Virus de Parálisis Aguda (ABPV) 7,2%, Virus de la cría Ensacada (SBV) 21%, y Virus de la Celda Real Negra (BQCV) 17%. Por medio de secuenciación y análisis filogenético de fragmentos virales amplificados por PCR convencional, se observó una pequeña divergencia de variantes, agrupadas en clusters de alta similaridad. También se detectó por medio de PCR, la presencia de Melissococcus plutonius en 7 muestras de larvas y se reportó la no detección de Paenibacillus larvae. Durante el muestreo, no se detectaron sintomatologías de infecciones virales o bacterianas, por tanto las muestras positivas, fueron consideradas infectadas, mas no casos clínicos de enfermedad. Adicionalmente se reporta por primera vez en abejas africanizadas del país, la detección del ácaro A. woodi (1,2%) y de Nosema spp., en 25 de las 491 muestras (5,1%). Para identificar si la gran mayoría de la apicultura del país es en realidad de tipo africanizado y para poder establecer una posible relación entre éste genotipo y la resistencia a Varroa y por ende a los virus; se determinaron los mitotipos de africanización presentes en las mismas colmenas del estudio de patógenos, por medio de técnicas de amplificación por PCR y secuenciación de un fragmento de la región intergénica de los genes de la citocromo oxidasa I y II (COI y COII) mitocondrial. Adicionalmente, este mismo análisis genético se realizó en otros tres departamentos: Antioquia, Huila y Cundinamarca. Los resultados del análisis bioinformático y filogenético demostraron que los 6 departamentos, poseen casi en su totalidad mitotipos de africanización (98,7%), representados en 17 haplotipos: (A): A1, A1b, A1e, A4, A11. A26, A26a, A26b, A26c, A26d, A29a, A30, A36, A39, A44, A46 y A47. En cuanto a mitotipos europeos solo se encontraron dos (C): ligústica y cárnica, que representaron el 1,3%. La alta prevalencia de Varroa, pero el bajo nivel de infestación encontrado en las colmenas en este estudio, las cuales nunca han recibido ningún tipo de tratamiento acaricida, junto con una relativa baja prevalencia de virus y la ausencia de síntomas, sugieren que las abejas africanizadas de Colombia, han generado resistencia a la infestación de V. destructor y que por ésta razón presentan menos infecciones virales. Los resultados de este estudio pionero en Colombia, no solo contribuyen a conocer el estatus sanitario y genético de la apicultura nacional, sino también al entendimiento del papel de V. destructor en la transmisión y diseminación de virus, en poblaciones resistentes a la infestación de ácaros, como las abejas africanizadas.

Abstract. European lineages of Apis mellifera bees, used in the northern hemisphere, have experienced losses of beehives and a high prevalence of pathogenic viruses and Varroa destructor. In Colombia, beekeepers use Africanized hybrids, believed to be more resistant to Varroa infestation; since this is an important vector for viruses, it was hypothesized that if these populations are resistant to the mite infestation, then they present low prevalence of pathogenic viruses. Because there is no system of official diagnosis, to detect which of the seven major bee virus are in Colombia, this study was conducted for the first time on a large scale in three departments: Magdalena , Sucre and Boyaca. The prevalence and level of Varroa infestation was determined, as well as the prevalence and viral detection by real time PCR. From 5400 beehives, 491 were sampled randomly. It was determined that although the level of mite prevalence was high (92 %), the level of infestation was low (4.6 % with 68% of beehives presenting less of 5% of infestation). Of the mean seven virus, four of them were detected: Deformed Wings Virus (DWV) with 19% of prevalence, Acute Paralysis Virus (ABPV) 7.2%, Sacbrood virus (SBV) 21 % and Black Queen Cell Virus (BQCV) 17 %. By sequencing and phylogenetic analysis of viral fragments, amplified by conventional PCR, a small divergence of variants, grouped in clusters of high similarity it was observed. It was also detected by PCR, the presence of Melissococcus plutonius in 7 larvae samples and it was reported the no detection of Paenibacillus larvae. During sampling, no symptomatology of viral or bacterial infections were detected, so the positive samples were considered infected but no as clinical cases of disease. Additionally it was reported for the first time in the country, the detection of Nosema spp., (1.2% of prevalence), as well as the presence of A. woodi, in Colombian Africanized honeybees (5.1%). To identify if the majority of beekeeping in the country is of the Africanized type and to establish a possible link between this genotype and resistance to Varroa and therefore to viruses; the mitotypes of africanization were determined in the same beehives from the pathogens survey. Mitotypes were obtained by PCR and sequencing of the intergenic region of mitochondrial cytochrome oxidase genes I and II (CO- COII). Additionally, the same genetic analysis was performed with samples from other three departments: Antioquia, Huila and Cundinamarca. Bioinformatic and phylogenetic analysis showed that the six departments, have almost all africanization mitotypes (98.7%), represented in 17 African haplotypes (A): A1 , A1b , A1e , A4 , A11, A26, A26a, A26b , A26c , A26d , A29a , A30 , A36 , A39 , A44 , A46 and A47. For European mitotypes (C), only two were found: ligustica and carnica, which accounted for 1.3%. The high prevalence of Varroa, but the low level of infestation found in beehives in this study, which have never received any acaricide, along with a relatively low viral prevalence and the absence of symptoms, suggest that Africanized bees in Colombia, have generated resistance to V. destructor infestation and for this reason they have fewer viral infections. The results of this pioneer study in Colombia, not only help to meet the health and genetic status of national beekeeping, but also the understanding of the role of V. destructor in the transmission and spread of virus in mite resistant populations, as Africanized bees.