Message#48 » jeu. janv. 25, 2018 12:48 pm
Sur l'expérience d'utilisation du chlorure de lithium.
Pour corroborer les observations primaires de notre étude pilote, nous avons établi des expériences en cage avec différentes concentrations de LiCl pour une analyse statistique robuste. En plus de la concentration de 25 mM, qui s'est avérée efficace dans l'étude pilote, nous avons utilisé des concentrations de 2 mM, 4 mM et 10 mM afin de déterminer le seuil d'efficacité le plus bas. Les résultats appuient les résultats de l'étude précédente et démontrent des effets miticides significatifs pour des concentrations de LiCl aussi faibles que 2 mM pour lesquels une augmentation substantielle de la mortalité des acariens ( P <0,001, test du log-rank; Tableau supplémentaire S2) a été montré. Des concentrations plus élevées de 10 mM et 25 mM ont toutes deux significativement augmenté la mortalité des acariens dès le deuxième jour de traitement et ont permis d'exterminer plus de 96% des acariens traités à la fin de l'expérience (figure 1a , tableau supplémentaire S2 ). Dans les expériences témoins sans LiCl dans la solution d'alimentation, la mortalité des acariens atteignait en moyenne 9,3% et se situait donc bien dans la plage des taux de mortalité obtenus pour les acariens conservés sur des abeilles cage non traitées dans différentes conditions environnementales 33 . Sur la base de ces résultats, nous avons confirmé un effet clair de LiCl sur la viabilité des acariens dans une gamme de concentration comprise entre 2 mM et 25 mM.
Figure 1
Figure 1
Mortalité des acariens Varroa phorétiques et des abeilles après l'ingestion de chlorure de lithium (LiCl) aux abeilles en cage. ( a ) Courbe de survie de Kaplan-Meier chez des abeilles femelles Varroa nourries au LiCl à des concentrations comprises entre 2 mM et 25 mM (n = 33, 9, 9, 12 et 9 cages pour 0 mM (témoin), 2 mM , 4 mM, 10 mM et 25 mM, respectivement). À toutes les concentrations, la survie des acariens dans les groupes de traitement était significativement différente de celle du témoin ( P <0,001, test de log-rank avec correction de Bonferroni). ( b ) Courbe de survie de Kaplan-Meier des ouvrières en cage et de la femelle Varroaacariens après 24 h d'exposition au LiCl (n = 9 cages). La survie des acariens dans le groupe de traitement était significativement différente de celle du groupe témoin ( P <0,001, test du log-rank), mais il n'y avait pas de différences significatives entre les groupes en ce qui concerne la mortalité des abeilles.
Image pleine grandeur
Dans ces expériences, les abeilles en cage ont été nourries avec la concentration respective de LiCl pendant plusieurs jours jusqu'à ce que tous les acariens aient été tués par le traitement. Cependant, pour une utilisation potentielle dans la pratique de l'apiculture, une période de traitement plus courte et définie serait préférable. Nous avons donc effectué une expérience supplémentaire, dans laquelle la concentration la plus efficace de 25 mM LiCl (figure 1a ) a été administrée pendant 24 h, suivie par l'alimentation avec une solution de sucre pendant six jours supplémentaires. À la fin de la période d'observation, 92,9% des acariens (n = 225 acariens, P <0,001, test du log-rank) ont été tués sans effet significatif sur les abeilles traitées (voir paragraphe suivant). Ce résultat démontre clairement que même une alimentation à court terme de 25 mM de LiCl est suffisante pour diminuer sensiblement la population d'acariens.
Pour déterminer précisément la quantité ingérée de LiCl par les abeilles nécessaire pour tuer les acariens parasites, 12 abeilles nouvellement écloses ont reçu artificiellement 10 μl de solution de LiCl de 4 mM à 100 mM et ont été maintenues individuellement avec un acarien phorétique pendant cinq jours dans des cages. Avec les solutions 4 mM et 10 mM, correspondant respectivement à une absorption de 1,7 μg et 4,2 μg de LiCl, l'effet n'était pas significativement différent du témoin non traité (n = 12 acariens, P = 1.000, test de log-rank, Tableau supplémentaire S3 ). Cependant, une dose unique de 25 mM, correspondant à 10,6 μg de LiCl consommée par l'abeille, suffisait à tuer 100% des acariens phorétiques dans les 48 heures (figure 2 ).
Figure 2
Figure 2
Mortalité des acariens Varroa phorétiques conservés chez les abeilles qui ont reçu individuellement 10 μl d'une solution de chlorure de lithium à des concentrations allant de 4 mM à 100 mM. Les abeilles n'ont été nourries au LiCl qu'une seule fois au début de l'expérience, puis elles ont reçu du sirop de saccharose pendant cinq jours. Pour chaque concentration, 12 cages avec une abeille et un acarien Varroa ont été analysés. La survie des acariens était significativement réduite par rapport au groupe témoin lorsque des concentrations de 25 mM et plus étaient administrées aux abeilles ( P <0,001, test du log-rank).
Image pleine grandeur
Effet sur les abeilles ouvrières
Pour l'analyse de la tolérabilité du LiCl aux ouvrières, les cages d'essai utilisées pour l'analyse de la mortalité des acariens (figure 1a ) ont également été enregistrées pour la mortalité des ouvrières. Après exposition à 2 mM, 10 mM et 25 mM de LiCl dont il a été démontré qu'ils exercent une activité miticide, la mortalité des abeilles ouvrières traitées variait en moyenne de 3 à 7% dans les différents groupes d'alimentation. À l'exception du groupe LiCl 10 mM (n = 12 cages, P = 0,015, test du log-rank, tableau supplémentaire S4 ), les valeurs n'étaient pas significativement différentes de la mortalité de 4% dans le groupe témoin non traité. De plus, les taux de mortalité de nos témoins se situaient bien dans la fourchette de la mortalité des abeilles en cage non traitées requises comme témoin dans les tests de toxicologie34 , confirmant ainsi la validité de notre système de test. De plus, le traitement de 24 h avec LiCl n'a pas affecté la mortalité des ouvrières (figure 1b , n = 9 cages, p = 0,308, test du log-rank). Une bonne tolérance de LiCl pourabeilles a également été confirmée par l'alimentation d'une dose unique (. Mortalité des acariens voirfigure 2 ) qui n'a pas provoqué une augmentation significativela mortalité des abeilles des travailleurs ( P = 1.000, log-rank test; Tableau complémentaire S5 ).
Ensuite, différentes concentrations de LiCl ont été alimentées en continu jusqu'à la mort de la dernière abeille en cage pour étudier la réponse à une exposition à long terme. Ici, le traitement a réduit significativement la durée de vie moyenne des ouvrières fraîchement écloses de 26 jours dans les cages témoins non traitées à 23 et 22 jours respectivement pour LiCl 2 mM et 10 mM (n = 60 abeilles, P = 0.024, test de log-rank Tableau supplémentaire S6 ). Chez les abeilles ayant reçu la plus forte concentration de LiCl 25 mM, la durée de vie a été significativement réduite à 19 jours en moyenne (figure 3a ).
figure 3
figure 3
Mortalité des abeilles après l'ingestion de chlorure de lithium aux abeilles en cage. ( a ) Courbe de survie de Kaplan-Meier des ouvrières en cage pendant l'exposition chronique au LiCl. Des régimes de LiCl à des concentrations de 2 mM, 10 mM et 25 mM ont été alimentés ad libitum jusqu'à la mort de la dernière abeille (n = 6 cages avec 10 abeilles chacune). La survie de tous les groupes traités était significativement différente de celle du sirop de sucre ( P < 0,01, test de log-rank avec correction de Bonferroni). ( b) Courbe de survie de Kaplan-Meier des ouvrières en cage après une exposition de 24 h au LiCl. Les régimes LiCl à des concentrations de 2 mM, 10 mM et 25 mM ont été alimentés ad libitum pendant les 24 premières heures après l'éclosion, puis remplacés par du sirop de saccharose (n = 12 cages avec 10 abeilles chacune). La survie de tous les groupes traités n'était pas significativement différente de celle du sirop de sucre ( P > 0,1, test de log-rank avec correction de Bonferroni).
Image pleine grandeur
Cependant, LiCl semble empêcher la viabilité de l'abeille seulement si elle est administrée pendant une période prolongée comme indiqué par une expérience supplémentaire dans laquelle LiCl a été nourri pendant les 24 premières heures après l'éclosion et a été remplacé par du sirop de saccharose. . 3b ). Ici, la durée de vie moyenne des abeilles ouvrières fraîchement éclos variait de 22 jours (10 mM) à 24 jours (témoin) sans différences significatives entre les traitements (n = 120 abeilles par traitement, P ≥ 0,126, log-rank test; supplémentaires Tableau S7 ). Sur la base de ces données provenant d'abeilles en cage, nous concluons que même un traitement à court terme par LiCl est suffisant pour éradiquer complètement le Varroa.infestation d'acariens avec peu ou pas d'impact sur la viabilité des abeilles ouvrières. Ces résultats obtenus en cage dans des conditions contrôlées représentent une première étape réussie et prometteuse vers une nouvelle approche du traitement par Varroa . Cependant, l'efficacité et les effets secondaires doivent être confirmés dans des conditions de terrain.
Essais sur le terrain avec du chlorure de lithium dans des essaims artificiels
Pour approcher les conditions de terrain, nous avons testé 25 mM et 50 mM de LiCl dans neuf essaims artificiels sans couvée composés d'une reine et d'environ 20 000 abeilles chacun. Ces concentrations ont été choisies sur la base d'expériences précédentes avec des abeilles en cage utilisant la dose la plus élevée qui était encore tolérée par les abeilles dans des temps d'application courts (25 mM). Parce qu'une distribution régulière de sirop de saccharose dans l'ensemble de l'essaim artificiel d'environ 20 000 abeilles aurait pu être difficile à réaliser, nous avons également testé une concentration de 50 mM de LiCl pour s'assurer que chaque abeille était exposée à des quantités suffisantes de lithium. En conséquence, les essaims ont été nourris ad libitumavec du sirop de saccharose contenant LiCl 25 mM (n = 6) ou 50 mM (n = 3) pendant une période de trois jours, suivie d'une application topique de Perizin®. Perizin® contenant l'organophosphate coumaphos comme ingrédient actif, est un varroacide très efficace qui est couramment utilisé comme traitement de contrôle 35 . La mortalité des acariens a été surveillée sur une période de cinq jours. Avant le traitement de contrôle, 25 mM de LiCl ont tué approximativement 90% des acariens présents dans les essaims artificiels (tableau 1 ). La solution plus concentrée (50 mM) n'a cependant pas augmenté cet effet (test χ2, P = 0,953). Au total, l'efficacité était un peu plus faible par rapport aux tests en cage. Une explication pourrait être que la distribution de LiCl dans un groupe de milliers d'abeilles nécessite plus de temps jusqu'à ce que la dernière abeille individuelle consomme un dosage suffisant pour tuer l'acarien parasitant respectif. Le temps d'alimentation nécessaire de ces grandes entités de 20 000 abeilles et plus doit être analysé dans d'autres expériences.