Apis mellifera unicolor (Latreille 1804, Hymenoptera Apidae) et Varrroa destructor (Anderson and Trueman, 2000, Acari : Varroidae) à Madagascar : diversité génétique, impact et comportement hygiénique

Madagascar is among the top five priorities "hotspots" for global biodiversity conservation. Apis mellifera unicolor was an endemic honey bee. In 2010, Varroa destructor has been reported parasitizing A. m. unicolor. Objectives of this thesis were i) to study the genetic diversity and structure of both A. m. unicolor and V. destructor, ii) to estimate the impact of V. destructor on colonies, and iii) to investigate the hygienic behaviour of colonies. Our results confirm that all honey bees collected belonged to the African lineage and more than 99% were identified as A. m. unicolor. Despite its low nuclear genetic diversity, two genetic clusters have been detected, corresponding to geographic regions. Only one haplotype of V. destructor was detected, the Korean haplotype (K1-1). Genetic studies showed a higher proportion of homozygous genotype (69.5%) and a high number of MLG (Multi- Locus Genotypes) in the High Lands compared to the East coast. The presence of particular MLG on the High Land reinforces the assumption of its introduction into the capital. The spread of V. destructor in Madagascar is relatively slow, its presence remains confined to the High Land and the East coast. The impact of the parasite on A. m. unicolor was severe; with about 60% of colony losses in a year reported. Based on the percentage of cleaned cells observed 6 hour after pin killing broods, the efficiency colonies to detect and uncap cells was comparable to those of Africanised hygienic honey bees and was much higher than those of European honey bees. The detection of highly hygienic colonies is a great opportunity to develop a programme of selection of tolerant honey bee strains.Madagascar figure parmi les cinq premiers pays « hot spots » prioritaires pour la conservation de la biodiversité mondiale, Apis mellifera unicolor est son abeille endémique. Depuis 2010, V. destructor a été introduit à Madagascar. Les objectifs de cette thèse étaient : d'étudier la diversité et la structure génétique de l'abeille A. m. unicolor et de l'acarien V. destructor, d'évaluer l'impact de V. destructor sur les colonies, d'étudier le comportement hygiénique des colonies. Nos résultats confirment que l'ensemble des échantillons collectés font partie de la lignée africaine, plus de 99% ont été identifiés comme A. m. unicolor. Malgré sa faible diversité nucléaire, les populations présentent une structuration génétique organisée en deux sous clusters correspondant à des régions géographiques. Un seul haplotype de V. destructor a été détecté, l'haplotype coréen (K1-1). Les études génétiques ont montré une proportion élevée de génotype homozygote (69.5%) et un nombre élevé de MLG sur les Hauts Plateaux par rapport à la côte Est. La présence de MLG particulier sur les Hauts Plateaux conforte l'hypothèse de son introduction dans la capitale. La propagation de V. destructor à Madagascar est relativement lente, sa dispersion reste encore confinée à certaines régions des Hauts Plateaux et de la côte Est. L'impact de parasite est sévère, en un an, la perte des colonies infestées est estimée à 60 %. En se basant sur le pourcentage des cellules nettoyées après 6 h de test à l'aiguille, l'efficacité des colonies à détecter et à désoperculer les cellules est comparable à celles des abeilles hygiéniques africanisées et semble beaucoup plus élevée que celle des abeilles européennes. La présence de colonies hautement hygiéniques au sein des populations offre une opportunité pour un futur programme de sélection de souches tolérantes

No English title available

Madagascar figure parmi les cinq premiers pays « hot spots » prioritaires pour la conservation de la biodiversité mondiale, Apis mellifera unicolor est son abeille endémique. Depuis 2010, V. destructor a été introduit à Madagascar. Les objectifs de cette thèse étaient : d'étudier la diversité et la structure génétique de l'abeille A. m. unicolor et de l'acarien V. destructor, d'évaluer l'impact de V. destructor sur les colonies, d'étudier le comportement hygiénique des colonies. Nos résultats confirment que l'ensemble des échantillons collectés font partie de la lignée africaine, plus de 99% ont été identifiés comme A. m. unicolor. Malgré sa faible diversité nucléaire, les populations présentent une structuration génétique organisée en deux sous clusters correspondant à des régions géographiques. Un seul haplotype de V. destructor a été détecté, l'haplotype coréen (K1-1). Les études génétiques ont montré une proportion élevée de génotype homozygote (69.5%) et un nombre élevé de MLG sur les Hauts Plateaux par rapport à la côte Est. La présence de MLG particulier sur les Hauts Plateaux conforte l'hypothèse de son introduction dans la capitale. La propagation de V. destructor à Madagascar est relativement lente, sa dispersion reste encore confinée à certaines régions des Hauts Plateaux et de la côte Est. L'impact de parasite est sévère, en un an, la perte des colonies infestées est estimée à 60 %. En se basant sur le pourcentage des cellules nettoyées après 6 h de test à l'aiguille, l'efficacité des colonies à détecter et à désoperculer les cellules est comparable à celles des abeilles hygiéniques africanisées et semble beaucoup plus élevée que celle des abeilles européennes. La présence de colonies hautement hygiéniques au sein des populations offre une opportunité pour un futur programme de sélection de souches tolérantes.Madagascar is among the top five priorities "hotspots" for global biodiversity conservation. Apis mellifera unicolor was an endemic honey bee. In 2010, Varroa destructor has been reported parasitizing A. m. unicolor. Objectives of this thesis were i) to study the genetic diversity and structure of both A. m. unicolor and V. destructor, ii) to estimate the impact of V. destructor on colonies, and iii) to investigate the hygienic behaviour of colonies. Our results confirm that all honey bees collected belonged to the African lineage and more than 99% were identified as A. m. unicolor. Despite its low nuclear genetic diversity, two genetic clusters have been detected, corresponding to geographic regions. Only one haplotype of V. destructor was detected, the Korean haplotype (K1-1). Genetic studies showed a higher proportion of homozygous genotype (69.5%) and a high number of MLG (Multi- Locus Genotypes) in the High Lands compared to the East coast. The presence of particular MLG on the High Land reinforces the assumption of its introduction into the capital. The spread of V. destructor in Madagascar is relatively slow, its presence remains confined to the High Land and the East coast. The impact of the parasite on A. m. unicolor was severe; with about 60% of colony losses in a year reported. Based on the percentage of cleaned cells observed 6 hour after pin killing broods, the efficiency colonies to detect and uncap cells was comparable to those of Africanised hygienic honey bees and was much higher than those of European honey bees. The detection of highly hygienic colonies is a great opportunity to develop a programme of selection of tolerant honey bee strains

Gestion des semences par des exploitations de paysans multiplicateurs et des exploitations agricoles ordinaires à Madagascar dans les régions d’Analamanga, Itasy et Vakinankaratra. FoodSec Semences Madagascar - Activité 1 - Rapport N° 01

The specific aim of the FoodSec-Semence project (2021-2025) in the Indian Ocean is to improve farmers' access to quality seeds and seedlings. In Madagascar, the project focuses on four crops: maize, cassava, potatoes and beans. The project is national in scope, but focuses on three regions (Analamanga, Itasy and Vakinankaratra). It is structured into five activities; this report presents some of the results obtained under Activity 01, which aims to acquire in-depth knowledge of seed chains, the agro-economic context and farmers' needs and expectations in terms of seeds. Activity 1 was carried out in Madagascar under two components, the first dealing with seed management by multiplier farmers and ordinary farms. The results of this first component are presented here. They were obtained from a survey of a sample of seed multiplying farmers and ordinary farmers in the three regions of the intervention zone at the end of 2021. The results enable us to assess the place of the 4 crops on farms in this zone. Three agro-ecological zones can be distinguished: potatoes are grown more by farms in the Very High Altitude zone, maize is grown everywhere with a high percentage of farms, but the cultivated areas are very small in the High Altitude zone, and it is the crop most often grown in association; cassava is mainly grown in the Middle West, and beans are the least important crop in terms of area. Even if the average surface area per EA is low, given the large number of EA (1.1 million), the surface areas concerned by the 4 plants, in the three regions, are very significant: for maize around 180,000 ha, for cassava 141,000 ha, for potatoes 98,000 ha and for beans 56,000 ha. In terms of seed distribution for the 4 crops, between 85% and 90% of EA, depending on the area, could be interested in at least 2 crops. The frequency with which seeds are renewed varies from plant to plant, partly in relation to the physiological characteristics that determine degeneration or conservation. Cassava seeds are the least frequently renewed, with 80% of farms declaring that they rarely or never renew, and when they do, it's mainly by exchange (67%) or by purchase from a neighbor (24%). There is little or no market for cassava seeds/cuttings. Potatoes and beans are crops whose seeds are renewed frequently, every year for a significant proportion of farms, with 35% of farms for potatoes and 23% for beans. And seeds are mainly bought on the market or in a store. Maize seed is renewed with varying frequency, but with a significant proportion of AEs declaring that they do not, or rarely, renew (45%). Renewal is mainly carried out by buying on the market. Even if a few varieties dominate, the inventory, based on the names given by the farmers surveyed in the three regions, reveals great diversity, with a large number of names, particularly for cassava and bean varieties, although we cannot be certain that all of the little-quoted varieties are different from one another. If these varieties are indeed different, then there is a great deal of cultivated diversity that Research should be concerned with. Other findings from the analysis of survey data are numerous. These include: structural differences between seed multipliers and simple farms, membership of farmers' organizations and level of structuring, crop rotation and importance of intercropping, use of harvests and proportion of seed saved, producers' expectations of improved seed. A large section describes in detail farming practices, yields, production costs and margins for the various crops, according to three categories for each plant: seed, pure crop and associated crop. Fertilization practices differ from crop to crop, with the vast majority of growers applying fertilizers and organic manure in large doses to potatoes (240 kg and 10 to 12 tonnes respectively). Corn inputs, including on seed plots, are low, with less than 30 kg of fertilizer per ha and less than 2.5 t/ha of organic manure. Surprisingly, bean plots overall receive slightly higher doses of fertilizer than maize plots, but the plots are much smaller. Finally, cassava receives no fertilization at all. Disease and pest control practices were also analyzed. Performance was measured in terms of yield, margin and production cost. Generally speaking, associated crops generate a better gross margin than pure crops. For potatoes, beans and manioc, seed plots are more profitable than regular crop plots, but for maize the results are close. Finally, a last section is devoted to the analysis of the main constraints to production according to the declarations of the producers investigated.Le projet FoodSec-Semence (2021-2025) a pour objectif spécifique, dans l'Océan indien, d'améliorer, l'accès des paysans à des semences et des plants de qualité. A Madagascar le projet porte sur quatre cultures : le maïs, le manioc, la pomme de terre et le haricot. Le projet prend en compte le niveau national mais se focalise sur trois régions (Analamanga, Itasy et Vakinankaratra). Il est structuré en cinq activités. Ce rapport présente une partie des résultats obtenus, dans le cadre de l'activité 01 qui vise à acquérir une connaissance approfondie des filières semencières, du contexte agroéconomique et des besoins et attentes des paysans en matière de semences. Cette activité 1 a été menée à Madagascar selon deux composantes, la première porte sur la gestion des semences par les paysans multiplicateurs et par les exploitations agricoles ordinaires. Ce sont les résultats de cette première composante qui sont présentés ici. Ils ont été obtenus à partir d'une enquête auprès d'un échantillon de paysans multiplicateurs de semences et de paysans simples producteurs dans les trois régions de la zone d'intervention en fin 2021. Les résultats permettent d'apprécier la place des 4 cultures dans les exploitations agricoles des trois régions où l'on distingue trois zones agroécologiques : les pommes de terre sont plus cultivées par les EA de la zone de Très Haute Altitude, le maïs est cultivé partout avec un fort pourcentage d'EA mais les surfaces cultivées sont très petites dans la zone de Haute Altitude et c'est la plante la plus souvent cultivée en association ; le manioc est essentiellement cultivé dans le Moyen Ouest, le haricot est la plante la moins importante en terme de superficie. Même si les surfaces moyennes par EA sont faibles, étant donné le nombre important d'EA (1,1 million), les superficies concernées par les 4 plantes, dans les trois régions, sont très importantes : environ 180 000 ha pour le maïs, 41 000 ha pour le manioc, 98 000 ha pour la pomme de terre et 56 000 ha pour le haricot. En termes de diffusion des semences, entre 85% et 90% des EA, selon les zones, pourraient être intéressées par au moins deux plantes prises en compte par le projet. La fréquence du renouvellement des semences est différente selon les plantes en partie en lien avec les caractéristiques physiologiques qui déterminent la dégénérescence ou la conservation. Les semences les moins fréquemment renouvelées sont celles du manioc avec 80% des EA qui déclarent renouveler rarement ou jamais, et quand elles le font c'est en très grande partie par échange (67%) ou par achat à un voisin (24%). Il n'y pas ou très peu de marché pour les semences/boutures de manioc. La pomme de terre et le haricot sont des cultures dont les semences sont renouvelées fréquemment, tous les ans pour une part importante des EA avec 35% des EA pour la pomme de terre et 23% pour le haricot. Et les semences sont principalement achetées sur le marché ou dans une boutique. Les semences de maïs sont renouvelées à des fréquences variables, mais avec une part conséquente des EA qui déclarent ne pas, ou rarement, renouveler (45%). Le renouvellement est effectué principalement en achetant sur le marché. Même si quelques variétés dominent, l'inventaire, réalisé à partir des appellations données par les exploitants agricoles enquêtés dans les trois régions, révèle une grande diversité avec de très nombreux noms, notamment pour les variétés de manioc et de haricot, sans que l'on puisse être certain que parmi les variétés peu citées toutes soient différentes entre elles. Si ces variétés sont effectivement différentes, alors il existe une diversité cultivée très importante dont la Recherche devrait se préoccuper. Les autres résultats issus de l'analyse des données d'enquêtes sont nombreux. Ils portent notamment sur : les différences structurelles entre multiplicateurs de semences et simples exploitations agricoles, l'appartenance à des organisations paysannes et le niveau de structuration, les assolements et l'importance des cultures associées, l'utilisation des récoltes et la part des semences conservées, les attentes des producteurs vis-à-vis des semences améliorées. Une grande section décrit en détail les pratiques agricoles, les rendements, les couts de production et les marges dégagées par les différentes cultures pour chaque plante selon trois catégories : semence, culture pure et culture associées. Les pratiques de fertilisation sont différentes selon les cultures avec des producteurs qui épandent, en très forte majorité, des engrais et de la fumure organique à des doses importantes sur les pommes de terre respectivement 240 kg et 10 à 12 tonnes. Les apports sur le maïs, y compris sur les parcelles de semences, sont faibles avec moins de 30 kg d'engrais par ha et moins de 2,5 t/ha de fumure organique. De manière assez surprenante, les parcelles de haricot, reçoivent globalement des doses un peu plus importantes de fertilisants que les parcelles de maïs, mais les parcelles sont beaucoup plus petites. Enfin, le manioc ne reçoit aucune fertilisation. Les pratiques de lutte contre les maladies et ravageurs sont analysées. Les performances sont déclinées en rendement, marge et coût de production. D'une manière générale, les cultures associées dégagent une meilleure marge brute que les cultures pures. Les parcelles de semences sont plus profitables que les parcelle de culture ordinaire pour les pommes de terre, pour le haricot et pour le manioc, mais pour le maïs les résultats sont proches. Enfin, une dernière section est consacrée à l'analyse des principales contraintes à la production selon les déclarations des producteurs enquêtés

Filières semencières et gestion des semences par les producteurs dans les régions d’Analamanga, Itasy et Vakinankaratra à Madagascar

In Madagascar, the FoodSec-Semence project is working on four crops: maize, potato, cassava and bean, in three regions: Analamanga, Itasy and Vakinankaratra. Activity 1 was carried out under two components, each of which resulted in the production of a report: the first concerned seed management by seed multiplication farmers and by ordinary farms; the second concerned the players and the organization of seed production and marketing. Report No. 3 summarizes the main results obtained under project activity 1, which are presented in detail in the following reports: Report No. 1: “Seed management by multiplier farmers and ordinary farms in the Analamanga, Itasy and Vakinankaratra regions of Madagascar” Report No. 2: “Situation of the maize, cassava, bean and potato seed sectors in Madagascar according to the main seed actors”.A Madagascar le projet FoodSec-Semence travaille sur quatre plantes : le maïs, la pomme de terre, le manioc et le haricot et dans trois régions : Analamanga, Itasy et Vakinankaratra. L'activité 1 a été menée selon deux composantes qui ont donné lieu, chacune, à la production d'un rapport : la première porte sur la gestion des semences par les paysans multiplicateurs et par les exploitations agricoles ordinaires ; la deuxième porte sur les acteurs et l'organisation de la production à la commercialisation des semences. Ce rapport n° 3 présente une synthèse des principaux résultats obtenus dans le cadre de l'activité 1 du projet et qui sont présentés de manière détaillée dans les rapports suivants : Rapport n° 1 : " Gestion des semences par des exploitations de paysans multiplicateurs et des exploitations agricoles ordinaires à Madagascar dans les régions d'Analamanga, Itasy et Vakinankaratra " Rapport n° 2 : " Situation des filières semencières maïs, manioc, haricot et pomme de terre à Madagascar selon les principaux acteurs semenciers "

Assessing hygienic behavior of Apis mellifera unicolor (Hymenoptera: Apidae), the endemic honey bee from Madagascar

International audienceHygienic behavior (HB) is one of the natural mechanisms of honey bee for limiting the spread of brood diseases and Varroa destructor parasitic mite. Objective of our study was to measure HB of Apis mellifera unicolor colonies (N = 403) from three geographic regions (one infested and two free of V. destructor ) in Madagascar. The pin-killing method was used for evaluation of the HB. Responses were measured from 3 h 30 min to 7 h after perforation of the cells. Colonies were very effective in detecting perforated cells. In the first 4 h, on average, they detected at least 50% of the pin-killed brood. Six hours after cell perforation, colonies tested (N = 91) showed a wide range of uncapped (0 to 100%) and cleaned cells (0 to 82%). Global distribution of the rate of cleaned cells at 6 h was multimodal and hygienic responses could be split in three classes. Colonies from the three regions showed a significant difference in HB responses. Three hypotheses (geographic, genetic traits, presence of V. destructor ) are further discussed to explain variability of HB responses among the regions. Levels of HB efficiency of A. mellifera unicolor colonies are among the greatest levels reported for A. mellifera subspecies. Presence of highly hygienic colonies is a great opportunity for future breeding program in selection for HB. (Résumé d'auteur

Spread and strain determination of Varroa destructor (Acari: Varroidae) in Madagascar since its first report in 2010

International audienceVarroa destructor is a major pest in world beekeeping. It was first detected in Madagascar in 2010 on the endemic honeybee Apis mellifera unicolor. To evaluate V. destructor spread dynamics in Madagascar a global survey was conducted in 2011–2012. A total of 695 colonies from 30 districts were inspected for the presence of mites. 2 years after its introduction, nine districts were found infested. Varroa destructor spread was relatively slow compared to other countries with a maximum progression of 40 km per year, the five newly infested districts being located next to the first infested ones. The incidence of mite infestation was also investigated by monitoring 73 colonies from five apiaries during 1 year (2011–2012). Sixty percent of local colony mortality was recorded after 1 year of survey. Varroa destructor strain determination was done by partial sequencing of the cytochrome oxidase I gene of 13 phoretic mites sampled in five districts. A single V. destructor mitochondrial haplotype was detected, the Korean type, also present in the closest African countries. A global pathogen survey was also conducted on the colonies inspected for mite presence. The greater wax moth, Galleria mellonella has been found in all colonies all over the country. Two other pathogens and morphological abnormalities in workers, such as deformed wings, were found associated with only V. destructor presence. A prevention management plan must be implemented to delimit mite spread across the island

Honeybee virus detection and prevalence in Madagascar after Varroa destructor invasion

International audienceno abstrac

Typage génétique et distribution de l'ectoparasite #Varroa destructor# (#Acari : Varroidea#) à Madagascar depuis sa première description en 2010

National audienceno abstrac

Typage génétique et distribution de l'ectoparasite #Varroa destructor# (#Acari : Varroidea#) à Madagascar depuis sa première description en 2010

National audienceno abstrac