Explorer la diversité génétique des abeilles domestiques
Une nouvelle méthode prometteuse
Lorsqu’un apiculteur veut connaitre l’origine génétique de ses abeilles, il se trouve souvent démuni, faute d’une approche rigoureuse et adaptée. Au rang des productions du projet BeeStrong, mesurant à grande échelle la résistance au Varroa et identifiant les marqueurs génétiques de cette résistance, on compte désormais une puce de génotypage. Elle a été mise au point par LABOGENA, en partenariat avec l’ITSAP-Institut de l’abeille et INRAE selon un protocole original. Cette méthode donne des perspectives encourageantes pour mieux comprendre la diversité génétique des colonies d’un territoire. Explications.
Les projets s’intéressant à la diversité génétique des abeilles domestiques utilisent habituellement des ouvrières prélevées au sein d’une même colonie. L’originalité de l’approche de génotypage réside d’abord dans la méthode de prélèvements adoptée : les abeilles ont été prélevées sur les lieux de butinage selon le cadre théorique posée par la thèse de Léo Mouillard-Lample. L’objectif était de connaître la génétique des abeilles présentes sur le territoire des Cévennes et non celle d’un cheptel donné, avec un prélèvement directement au sein de la ruche comme cela se pratique d’habitude ; Une façon d’être davantage exhaustif sur la diversité d’un territoire sans risquer d’oublier, dans l’échantillonnage, des ruchers qui n’auraient pas été repérés par une enquête terrain ou des colonies sauvages, très rarement connues et cartographiées.
Un échantillonnage innovant
Près de 400 échantillons, par capture d’abeilles sur le terrain, ont pu être réalisés à température ambiante grâce au kit de prélèvement, puis envoyés au laboratoire LABOGENA pour être analysés sur une puce de génotypage. L’innovation ici se situe au niveau de l’ADN analysé, puisqu’il est issu d’un mélange de plusieurs abeilles prélevées simultanément sur un même site de butinage, et non à partir d’ouvrières ou de mâles individuels. Cette technique permet d’obtenir la fréquence allélique* du mélange testé pour 1750 marqueurs distribués le long du génome.Ces marqueurs ont été sélectionnés sur la base d’informations de séquences de génome complet, dans le but d’identifier les types génétiques composant le mélange d’individus analysés. Cette puce de génotypage limite ainsi de manière conséquente le nombre d’analyses nécessaires pour connaître la diversité génétique au sein de mélanges d’abeilles (C.f. photo de l’échantillonnage des abeilles sur fleurs).
* C’est-à-dire le nombre d’exemplaires d’un allèle dans la population – l’allèle étant la version variable d’un même gène –rapporté au nombre total d’allèles dans la population.
Cartographier la diversité génétique
A partir de ces prélèvements, il a été possible d’analyser, d’un point de vue spatial, la répartition de la diversité génétique sur le territoire d’étude choisi. La connaissance précise des points de prélèvements, via les coordonnées GPS, a permis d’extrapoler la diversité génétique attendue sur l’ensemble de la zone d’étude. Sur la Figure 2, nous pouvons observer que la composition génétique évolue sur le territoire, avec au sud de la zone, une composition plutôt de type «noire», alors qu’au centre cette composition génétique l’est moins (type ligustica ou carnica). Ces valeurs de composition génétique ont été calculées à partir des données de génotypage et correspondent à un gradient d’abeilles hybrides des différentes sous-espèces présentes en France (Wragg et al. 2022).
Figure 2 : Distribution des origines génétiques des abeilles prélevées sur des couverts floraux dans les Cévennes.
Quelques éléments d’évolution temporelle
Les analyses génétiques ont été réalisées par période afin d’observer l’évolution de la diversité génétique : avant ou pendant la miellée de châtaigner, et pendant la miellée de callune. La figure 3 représente le territoire d’étude au cours du temps (trois périodes d’échantillonnage, allant du rose au violet). Les étoiles représentent les couverts floraux sur lesquels les échantillons ont été faits, alors que les losanges représentent les ruchers recensés dans cette zone. Les ruchers répertoriés peuvent être transhumants (rose, rouge ou violet) ou sédentaires (marron). La composition génétique, représentée par le gradient de couleur allant du foncé (de type mellifera) au clair (de type ligustica ou carnica), est estimée grâce aux données de la puce de génotypage, pour chacune des trois périodes, et extrapolée à toute la zone d’intérêt. Sur cette figure 3, on peut observer une évolution notable de la génétique présente sur la zone en été, lors de la floraison de châtaigner, ce qui s’explique par l’arrivée de ruchers transhumants aux abeilles d’origines diverses. Si ce résultat était attendu au vu des pratiques connues sur la zone, il permet de confirmer l’intérêt de la méthodologie choisie pour capter des évolutions dans la diversité génétique des abeilles présentes sur un territoire.
Figure 3 : Distribution des origines génétiques des abeilles prélevées sur des couverts floraux selon la période : printemps, début d’été (miellée de châtaigner) et été (miellée de callune).
Des perspectives pour la filière
Cette méthodologie d’étude de la diversité génétique d’un territoire combine à la fois des prélèvements des abeilles lors du butinage plutôt qu’à la ruche et une analyse génétique en mélange plutôt qu’individuelle. Cela présente le double avantage d’être plus représentatif des abeilles présentes, et plus économique en réduisant le nombre d’analyses nécessaires (en moyenne, pour connaitre l’origine génétique d’une colonie, 15 abeilles minimum sont analysées individuellement). Elle mérite évidemment d’être affinée selon les objectifs poursuivis et les moyens disponibles mais cette méthode montre déjà de belles perspectives, par exemple pour identifier une zone propice à la gestion d’une population d’abeilles locales.
Auteurs : Benjamin Basso (benjamin.basso@inrae.fr), Lucie Genestout (lucie.genestout@labogena.fr), Sonia Eynard (sonia.eynard@labogena.fr), Léo Mouillard-Lample (léo.mouillard-lample@inrae.fr), Axel Decourtye (axel.decourtye@itsap.asso.fr)
Pour en savoir plus sur le projet BeeStrong : http://blog-itsap.fr/beestrong-lheure-bilan/
