Honigbienen-Zuchtbewertung anhand genetischer Analysen von Varroamilben-Resistenzmerkmalen

Der größte Feind unserer westlichen Honigbiene (Abb. 1) ist derzeit die Varroamilbe (Varroa destructor). Der Parasit befällt die Brut und saugt sich an den heranwachsenden Bienen fest. Dabei entzieht die Milbe den Bienenpuppen lebenswichtigen Körpersaft und überträgt gefährliche Viren. Ist der Varroa-Befall besonders schwer, kann dies zum Kollaps eines gesamten Bienenvolkes führen. Befallene Bienenstöcke mit Ameisensäure oder Puderzucker zu behandeln gehört zu den gängigen Methoden, die Imker anwenden, um ihre Völker von der Milbe zu befreien. Leider sind diese Methoden nicht zu hundert Prozent effektiv und schaden teilweise den Bienen. Zudem können sie zu Resistenzen auf Seiten der Milbe führen. Auch der Einsatz von Medikamenten ist weniger vorteilhaft, da Rückstände im Honig verbleiben können. Würden die Honigbienen die Milbe selbstständig bekämpfen, könnten Imker auf intensive Behandlungsmethoden verzichten. Es gibt Verhaltenseigenschaften innerhalb der Honigbienenvölker, wie die Varroa-sensitive Hygiene (VSH), bei denen die Arbeiterin den Deckel der Brutzellen öffnet (Abb. 2), parasitierte Brut aus der Zelle entfernt und somit die Reproduktion der Milbe stört. Schließt sie den Deckel wieder, kann der Imker sicher sein, dass die Bienen hier gegen die Milbe vorgegangen sind.

Die Imker des Landesverband Sachsen Varroaresitenzzucht e.V. (LSV) haben es sich zum Ziel gesetzt, durch gezielte Bienenzüchtung der Varroamilbe den Garaus zu machen. Durch künstliche Befruchtung ausgewählter Bienenköniginnen versuchen die Imker diese Resistenz- bzw. Toleranzeigenschaften zu festigen und mit den anschließenden Auszählaktionen für die weitere Zucht zu selektieren. Dabei werden die vermehrungsfähigen Varroamilben in den Brutzellen der Bienenpuppen dokumentiert. Unter dem Mikroskop werden die Brutzellen mit einer Pinzette geöffnet, die Puppe herausgezogen und die Milben (Mutter, Männchen und Tochter) können gezählt werden (Abb. 3). Dies ist ein besonders aufwendiger Prozess. Seit 2018 betreibt der LSV dies mittels künstlicher Befruchtung. Somit konnten bereits Völker mit über achtzig Prozent VSH etabliert werden.

Forscher arbeiten bereits daran, die genetischen Grundlagen dieser Verhaltenseigenschaften zu entschlüsseln. Grundlage hierfür ist unter anderem die DNA-Sequenzierung (Abb. 4)) für die Analyse der genetischen Information. Zwar sind eine ganze Reihe Kandidatengene bekannt, der komplexe Mechanismus hinter der natürlichen Varroamilbenbekämpfung durch die Honigbiene ist aber noch nicht verstanden. In Kooperation mit der Forschungsgruppe um Professor Röbbe Wünschiers von der Hochschule Mittweida, will der LSV die Erfolge ihrer Varroaresistenzzucht genetisch evaluieren. Unter anderem mittels Nanoporensequenzierung soll schnell erkannt werden, ob sich mit dem Resistenzverhalten assoziierte Gene bzw. Genregionen im Erbgut der für die künstliche Besamung in Frage kommenden Bienenköniginnen befindet. Dazu ist auch die Zählung des Befalls eines Volkes notwendig. Diese erfolgt aktuell manuell (Abb. 5), soll aber mit einer von Professor Hans-Peter Wiesmann von der TU Dresden entwickelten spektroskopischen Methode automatisiert werden.

Genmaterial von bisher eingesetzten Königinnen, Drohnen sowie deren Nachkommen und den gesammelten Zuchtdaten und Auszählungsprotokollen von Imkern des LSV werden genutzt, um ein genetisches Testsystem zu entwickeln. Parallel zur künstlichen Besamung der Königinnen oder Auszählungsterminen sammeln Professor Wünschiers´ Mitarbeiter Probenmaterial der Bienen, um es im Labor zu untersuchen. Ziel ist es ein Protokoll zu entwickeln, anhand dessen festgestellt werden kann, inwiefern sich eine Bienenkönigin genetisch für die Varroaresistenzzucht eignet (Abb. 6). Dafür ist es notwendig Material zu verwenden, dessen Probennahme die Königin nicht zu sehr beeinträchtigt, damit sie anschließend noch besamt werden kann. Im Mittweidaer Team forschen neben Röbbe Wünschiers aktuell die wissenschaftliche Mitarbeiterin Lisa Prudnikow und die Masterstudentin Cindy Moeller.