Si bien en la edición impresa este trabajo se publica en dos partes por cuestiones de espacio, aca lo colocamos en su totalidad
BUENOS
AIRES - CFI
IMPULSO
GANADERO: CARACTERIZACIÓN MOLECULAR DE LA ABEJA MELÍFERA UTILIZADA EN LAS
DIFERENTES REGIONES PRODUCTORAS DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES.
EXP.
Nº 63830701
INFORME
FINAL - ABRIL DE 2006 –
Abrahamovich
Alberto H. 1, Atela Osvaldo E.2, Galián Jose3
y De la Rua Pilar3
1-
CONICET/Universidad
Nacional de La Plata, Argentina
2-
Ministerio
de Asuntos Agrarios - Provincia de Buenos Aires, Cabaña Apiario "Pedro
J. Bover", Argentina
3-
Departamento de Zoología y Antropología Física - Universidad de Murcia -
España
INTRODUCCIÓN
FUNDAMENTOS
La
actividad apícola en Argentina se viene desarrollando desde principios del
siglo pasado y se ha ido incrementando hasta situar a nuestro país como uno
de los principales productores y exportadores de miel del mundo, siendo en la
actualidad el 95% de su producción total vendida en el exterior.
La provincia
de Buenos Aires, según los últimos registros de Productores Apícolas y
desde siempre, representa aproximadamente un 65% de la apicultura argentina en
número de colmenas y producción de miel.
Las
poblaciones existentes de abejas destinadas a la producción provienen
principalmente de subespecies de origen europeo, además de otra raza
originaria de África, en curso de expansión desde Brasil, primeramente a la
región norte del país pero actualmente dispersa en otras zonas productivas.
Actualmente
entre las necesidades del productor resulta de especial interés, contar con
planes adecuados de selección y mejoramiento de líneas mejor adaptadas a las
condiciones de la flora y la resistencia a enfermedades, sustentados en el
estudio de las poblaciones locales de abejas mediante la caracterización
molecular, con el fin de identificar y preservar las razas o líneas más
aptas para cada región.
ANTECEDENTES
La situación general
nos indica que los apicultores argentinos tradicionalmente se basan en el
aspecto externo de las abejas para delimitar las más aptas en la producción.
Los estudios científicos que se han ocupado de la identificación de las
subespecies de Apis mellifera y los procesos de hibridación, mediante
taxonomía convencional son muy escasos, parciales y se remontan a varios años
(por. ej.: De Santis et al., 1983). Sin embargo, el estudio de la
morfología externa no es suficiente para caracterizar a las poblaciones, y es
necesario recurrir a los caracteres moleculares como el ADN mitocondrial, que
ya han demostrado su eficacia para tal finalidad (De La Rúa et al.
1998, 1999, 2000, 2001, 2002). Para nuestro país los autores de este estudio
ya se han referido a la importancia en un estudio preliminar (Galián et.
al., 2001).
El ADN mitocondrial es
una pequeña molécula que se hereda por vía materna y es útil en el estudio
de los linajes de Apis mellifera, ya que el análisis de una abeja
obrera nos permite caracterizar a la reina. Esta molécula se ha utilizado
extensivamente en el estudio de Apis mellifera en los últimos 10 años
y ha permitido conocer el origen y parentesco entre las subespecies y razas,
así como el análisis de la variabilidad poblacional. La disponibilidad de la
secuencia completa del ADN mitocondrial de la abeja, permite determinar las
fuentes de variabilidad que existen en el pequeño cromosoma circular
mitocondrial. En particular la variabilidad de la secuencia del espaciador
intergénico situado entre los genes del tARNleu y la citocromo oxidasa II
(COII) se ha mostrado de gran utilidad a la hora de definir los linajes de Apis
mellifera y determinar los distintos haplotipos (o combinación de genes)
de cada uno de ellos.
Todos estos enfoques permiten detectar una cantidad elevada de variabilidad genética, habiéndose convertido en técnicas rutinarias para el estudio de las poblaciones. La variabilidad detectada es analizada mediante programas estadísticos, resultando muy ventajoso a la hora de evaluar el efecto que han tenido procesos como el aislamiento y la importación de poblaciones sobre la diversidad genética de las poblaciones de abeja doméstica.
OBJETIVO DEL ESTUDIO
Hacer una caracterización molecular fina de las poblaciones de abejas de la Provincia de Buenos Aires, facilitando el reconocimiento de los híbridos, utilizados en la producción apícola y del material vivo que se exporta.
METAS PROPUESTAS
- Determinar la
estructura genética (haplotipos) de las poblaciones de abejas meliferas
utilizadas en las distintas regiones apícolas de la provincia de Buenos
Aires, mediante métodos biotecnológicos.
- Realizar un estudio
de la variabilidad genética de estas poblaciones utilizando marcadores
moleculares mitocondriales mediante el test de la Dra I, en 300 colmenas de
150 establecimientos productores, ubicadas en 71 partidos de la provincia de
Buenos Aires.
- Evaluar la existencia
del proceso conocido como africanización de las poblaciones locales.
- Determinar los
linajes de abejas que han contribuido a la creación de la raza híbrida
argentina debido a las importaciones recientes y en tiempos históricos de
abejas de distintas procedencias.
- Analizar los
principales apiarios productores de reinas, obteniéndose un mapa detallado de
los mismos.
METODOLOGÍA EMPLEADA
1-
TAREAS DE CAMPO
1.1 Área muestreada
Para la realización
del presente estudio se recorrieron 150 Establecimientos Apícolas,
localizados en 71 partidos de la provincia de Buenos Aires. La provincia se
dividió en cinco zonas de acuerdo al tipo de producción y a las características
migratorias, genéticas y fisiográficas de cada una de ellas.
1.2 Tareas previas de
revisión y selección de establecimientos apícolas.
- Se procedió a una
revisión minuciosa de los diferentes establecimientos productores registrados
para la provincia de Buenos Aires, utilizando para ello la base de datos
proveniente de la Asociación Cooperadora Cabaña Apiario “Pedro J. Bover”
y que consta de un total de 1300 registros, el 65% de los cuales pertenece a
la provincia de Buenos
Aires. Para esta labor se contó con el apoyo de personal técnico
de dicha institución afectada al proyecto.
- Esta tarea se
complementó con reuniones, entrevistas o comunicaciones personales con la
finalidad de detectar, para cada región, aquellos establecimientos cuyas
capacidades técnicas fueran las más adecuadas para la realización de los
estudios genéticos. Entre estas características se resaltó la migración de
colmenas, incorporación de material vivo, ubicación y cantidad de colmenas,
y sistema de producción.
- Como resultado del trabajo realizado se pudo elaborar un listado de productores para cada una de las zonas apícolas, que por sus características, fueron elegidas para la realización de los muestreos. Este listado previo incluyó a 233 productores que dieron su conformidad para colaborar con el proyecto. Durante las tareas a campo se realizó una segunda selección, descartando aquellos establecimientos que no reunían las características apuntadas o la incorporación de aquellos que se consideraron “in situ” de sumo interés. El listado definitivo incluyó 150 establecimientos apícolas, 30 por cada una de las cinco zonas apícolas.
1.3 Muestreos
Se recogieron un total de 300 muestras, seleccionadas de dos colmenas de los 150 Apiarios visitados, que representan un total de 154.371 colmenas. El muestreo de cada colmena se realizó aleatoriamente, recogiendo de entre 20 a 30 abejas obreras del interior de las mismas, fueron fijadas en etanol puro utilizando envases especiales de plástico alto impacto, debidamente rotulados. Se confeccionó en cada caso, una ficha especialmente diseñada con el fin de registrar los datos de interés para el estudio, surgidos de la entrevista y la evaluación visual de cada establecimiento.
La tarea se completó
en el laboratorio donde se procedió a una selección macro y microscópica de
los muestreos, obteniéndose el lote definitivo de ejemplares que fueron
seleccionados para el estudio molecular, y un lote testigo que se reservó
para comparación, o ulteriores estudios. En el laboratorio se conservaron a
-20 ºC hasta su procesamiento.
2-
ANÁLISIS MOLECULAR
El análisis molecular de las muestras fue realizada por contratación de servicios en el Área de Biología Animal, Departamento de Zoología y Antropología Física de la Universidad de Murcia, España por los siguientes profesionales: Dr. José Galián, Dra. Pilar De la Rúa y Dª. Obdulia Sánchez.
Los métodos de este estudio se basan principalmente en el uso de un marcador molecular el ADN mitocondrial (ADNmt) de las abejas. Esta molécula de ADN está en cada célula de las abejas dentro de pequeños orgánulos que participan en el metabolismo celular: las mitocondrias. Al contrario que el ADN nuclear (encontrado en el núcleo de cada célula) la transmisión del ADNmt es exclusivamente maternal. Este hecho hace que el tipo mitocondrial sea transmitido de reina a reina durante las sucesivas generaciones y que el conjunto de obreras y zánganos nacidos de estas reinas tengan la misma molécula. Este tipo de transmisión hace a esta molécula un marcador de la colonia.
Para estos análisis se
siguieron los protocolos habituales en este tipo de estudios (Walsh et al. 1991,
Garnery et al. 1993). Posterior a la purificación del ADN se hicieron
copias del fragmento del ADN mitocondrial que permite caracterizar los linajes
de Apis mellifera. La amplificación de este fragmento se realizó
mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (abreviada
como PCR, de sus siglas en inglés).
Tras realizar la copia
de los fragmentos se realizó una electroforesis para separarlos por tamaño.
Una vez comprobado éste, se realizó una digestión de los fragmentos
mediante una enzima de
restricción (tijera molecular) Dra I que permite cortar el fragmento por
lugares específicos. Tras la digestión se realizó otra electroforesis de
manera que se obtiene un patrón de bandas mediante el cual se caracterizan
los marcadores moleculares, llamados haplotipos (tipos de ADN mitocondrial), y
en consecuencia el linaje al que pertenecen.
RESULTADOS
1- Líneas evolutivas o Linajes detectados.
En el presente estudio
se ha encontrado ADN mitocondrial perteneciente a tres linajes o líneas
evolutivas distintas, producidas por las mutaciones más significativas (más
antiguas) y que nos permite caracterizar el origen maternal de las colonias
estudiadas:
1. linaje C:
(grupo europeo del Este): comprende las subespecies A. m. ligustica, A.
m. carnica, y A. m. caucasica.
2. linaje M:
(grupo europeo del Oeste): este linaje comprende a las subespecies A. m.
mellifera y A. m. iberiensis similar a mellifera (N. de España).
3. linaje A:
(grupo africano): comprende entre otras subespecies, a A. m. scutellata,
A. m. capensis, A. m. intermissa y A. m. iberiensis similar
a intermissa (S. de España).
Patrones
de restricción intergénica de ADN mitocondrial de las muestras de abejas
El linaje más
abundante es el tipo C al que pertenecen 276 de las 300 muestras
analizadas, con 130 establecimientos con este linaje en las dos muestras
analizadas. Al linaje A pertenecen 15 muestras, las ocho
muestras restantes son del linaje M. En tres establecimientos ubicados en Baradero,
Campana y Carlos Tejedor las dos muestras analizadas mostraron el linaje
africanizado y en un apiario de Colón las dos muestras pertenecían al linaje
M. En un sólo caso, muestra 114 perteneciente a la zona A, ha
sido imposible conseguir la amplificación del fragmento de ADN, a pesar de
repetidos intentos de extracción con distintos protocolos.
2- Haplotipos. Tipos de
poblaciones de abejas detectadas en la Provincia de Buenos Aires.
De cada línea
evolutiva se distinguen tipos mitocondriales que reciben el nombre de
haplotipos y que determinan el nivel de la variación de la población,
producida por cambios más recientes y de menor importancia. Así se pudieron
caracterizar ocho haplotipos que se corresponden con tres tipos básicos de
poblaciones de abejas.
Uno de estos marcadores
llamado C1, caracteriza a las abejas europeas orientales, entre
ellas la Apis mellifera ligustica o “abeja italiana”, esto quiere
decir que las colmenas en donde encontramos este marcador estaban (o todavía
están) gobernadas por reinas de procedencia italiana.
Los otros haplotipos
identifican a abejas de la línea A: en concreto hallamos
cuatro, llamados A1, A4, A8 y A11,
que son marcadores que caracterizan a las abejas de la línea africana. Por último,
se observaron los haplotipos M2, M3 y M6 que
caracterizan a la línea M de abejas europeas del Oeste que
representa a la subespecie Apis mellifera mellifera o “abeja negra”
Concretamente el C1
es el marcador más común de las poblaciones de abejas estudiadas, al
que pertenecen 276 de las 300 muestras (92%). También aparecen con frecuencia
muy bajas las líneas A (5%) y la M (3%). Al
linaje A pertenecen 15 muestras, de las que ocho son del
haplotipo A1, dos del A4, una del A8 y
cuatro del A11. Las ocho muestras restantes son del linaje M,
de las que tres pertenecen al haplotipo M2, tres al M3 y
dos al M6.
3- Distribución de los
haplotipos en cada región.
La distribución de los
diferentes haplotipos hallados, se muestran en el cuadro anterior. Como se
puede observar y ya se indicó anteriormente, el marcador C1 característico
de las abejas italianas aparece en todas las zonas. El marcador A que
identifica a la línea africana tiene una frecuencia baja, su presencia es
especialmente importante en la zona A y E. En estas dos zonas es evidente la
influencia de la trashumancia, la incorporación genética y el movimiento de
colmenas a otras regiones del país, siendo común la producción de núcleos
tempranos, principalmente en la región del Delta. El marcador M aparece
con una frecuencia también baja, se ha encontrado en colmenas ubicadas
principalmente en todas las zonas excepto en la zona C. La mayor variabilidad
de marcadores se halla en la zona A y E, en donde están presentes abejas con
siete de los ocho marcadores encontrados.
El marcador C1 característico
de las abejas italianas aparece en todas los partidos menos en el partido de
Colón, dónde las dos muestras estudiadas indica la presencia del linaje M.
Africanización:
Está dado por la presencia de haplotipos del linaje A. En
establecimientos ubicados en Baradero, Campana y Carlos Tejedor las dos
muestras analizadas mostraron el linaje africanizado. Los otros puntos
importantes dónde se detectó la presencia de colmenas africanizadas son:
Capitán Sarmiento, Zárate, Pehuajó, Bahía Blanca, Coronel Pringles,
Balcarce, General Lavalle, General Madariaga y San Cayetano. Los haplotipos A
(tabla resumen en Franck et al., 2001), podrian proceder de
importaciones de España (A. m. iberiensis) o el Norte de África (A.
m. intermissa) o bien de abejas descendientesde las africanas que se
extendieron por América procedentes de África del Sur (A. m. scutellata).
El haplotipo A11 se ha detectado solamente en A. m. iberiensis por lo
que estas colmenas pueden proceder de la Península ibérica. El haplotipo A8
se observa en A. m. iberiensis y en intermissa, por lo que el origen de
las muestras analizadas con este haplotipo debe estar o bien en la Península
ibérica o en el norte de África. Los haplotipos A1 y A4 son muy frecuentes
en A. m. scutellata, pero también se observan en A. m. intermissa,
por lo que no se puede determinar el origen de éstas colmenas. En cuanto a
las M, podrían proceder de introducciones de Europa, o bien de
los Estados Unidos, donde existen colmenas de este linaje.
La ubicación de los
haplotipos mencionados se detalla en el siguiente mapa y a continuación se
agrupan en los distintos partidos muestreados.
4- Establecimientos
dedicados a la producción de reinas y de material vivo.
Un detalle de los
productores que se dedican a la producción de reinas y material vivo (núcleos,
celdas reales), puede apreciarse en la tabla siguiente, y la ubicación de los
establecimientos en el mapa que se presenta a continuación. La estructura genética
de las colmenas de estos productores, muestra claramente que en dos
establecimientos se detectaron haplotipos africanizados, en el resto predomina
el haplotipo correspondiente a abejas italianas.
5- Análisis de la
Trashumancia detectada en la Provincia de Buenos Aires.
Los datos recopilados
sobre la trashumancia que realizan los productores apícolas fuera y dentro de
la provincia de Buenos Aires, nos está indicando que un porcentaje alto de
ellos (41%) mueven parcial o totalmente sus colmenas a otros destinos, con
riesgo evidente de influir en la variabilidad genética de sus colonias,
principalmente aquellos que se llevan a cabo a regiones dónde la africanización
de las colmenas aumenta (norte y litoral de nuestro país).
Los datos revelan que
62 productores incorporan dentro de sus hábitos de producción el movimiento
de colmenas a otras provincias, nueve en total, y a muchos otros destinos
dentro de la provincia de Buenos Aires.
CONSIDERACIONES
FINALES/CONCLUSIONES
Con el presente
iniciamos el estudio de caracterización de los híbridos de Apis mellifera
y sus rangos de variabilidad en las diferentes regiones apícolas de la
provincia de Buenos Aires, mediante el empleo de técnicas moleculares (ADN),
con transferencia directa a los trabajos de selección genética, cría de
reinas, producción, sanidad apícola y exportación.
La situación general
en la provincia de Buenos Aires tras los resultados presentados en este
estudio demuestran que las abejas empleadas actualmente en la producción
tienen un origen maternal perteneciente a la raza o subespecie Apis
mellifera ligustica o abeja italiana (Línea C) siguen
siendo muy frecuentes en la provincia y representan el 92% de las abejas
muestreadas hasta la fecha. Esto se debe principalmente a las importaciones de
reinas de esta subespecie, que se realiza desde los comienzos de la actividad
apícola en nuestro país. La abeja negra, Apis mellifera mellifera (Línea
M) originaria de Europa occidental está poco representada y el
avance de los híbridos africanizados desde el Norte del país (Línea A)
puede interpretarse como el resultado del ADN mitocondrial procedente
principalmente de A. m. scuttelata.
Nuestro estudio ha
permitido identificar y definir por primera vez en nuestra provincia un total
de ocho subtipos de ADN mitocondrial o haplotipos distintos, que caracterizan
a las líneas A, M y C de Apis
mellifera. La frecuencia de estos haplotipos es muy variable, su
distribución no representa ningún gradiente regional ni caracteriza ninguna
zona en particular.
El elevado índice de
trashumancia detectado entre los establecimientos así como la gran diversidad
de destinos informados, nos estaría indicando un riesgo muy elevado de
variabilidad genética en las poblaciones de abejas empleadas en la producción.
Sin embargo, la variación genética de las poblaciones estudiadas de la
provincia de Buenos Aires nos demuestra, a través del análisis molecular,
una predominancia alta (92%) de haplotipos C1 que corresponde a la
“abeja italiana” (Apis mellifera ligustica) la subespecie que más
se ha utilizado históricamente en nuestra provincia. Además, los cambios en
la producción en tiempos recientes, principalmente por nuevas incorporaciones
genéticas provenientes de distintos orígenes, no ha repercutido mayormente
en la estructura génica actual de estas poblaciones que están siendo
utilizadas en la producción.
La africanización de
un número bajo pero importante de colmenas productivas, fue demostrada por la
aparición de los haplotipos A (A1, A4,
A8 y A11) en una variedad de localidades de la
provincia de Buenos Aires, incluidas en las cinco zonas apícolas. Además
este marcador genético se detectó en dos colmenas pertenecientes a
productores de reinas y material vivo.
PERSPECTIVAS FUTURAS
Se destaca la
importancia que reviste la continuidad del presente estudio con avances mucho
más profundos en la estructura genética de las abejas de la provincia de
Buenos Aires, por medio del análisis del ADN nuclear y en concreto de los
microsatélites, principalmente en aquellas economías regionales que se verían
significativamente beneficiadas con un modelo de selección controlado por la
caracterización precisa de las abejas en producción.
Esto no dudamos es de
vital importancia para el desarrollo no solo en la provincia de Buenos Aires
sino que sería deseable un trabajo coordinado en todo el país, con
expectativas de logros cortas de tiempo y promesas de inserción en el mercado
interno y externo cada vez más exigente y competitivo.
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-
ANEXO II -
ZONAS APICOLAS DE LA PROVINCIA DE
BUENOS AIRES
Zona A: Existe
una importante migración de colmenas en busca principalmente de la floración
temprana de cítricos y a fin de temporada la floración de eucaliptus. Esta
migración se establece en su mayoría al Este de la provincia de Entre Ríos.
Zona B: Se
caracteriza porque los productores de esta zona realizan migraciones dentro y
fuera de la provincia de Buenos Aires. Desde esta hay incorporación de
colmenas a todo el Delta en busca de un desarrollo poblacional temprano por su
influencia.
Zona C: Las
colmenas desde esta zona migran hacia las provincias de Córdoba, San Luis y
Tucumán, entre otras. La finalidad de estos apicultores es un desarrollo muy
temprano de las colonias con el fin de producir nuevas unidades de producción.
Estas provincias son parte de una importante incorporación de material vivo
al inicio de la temporada en la provincia de Buenos Aires.
Zona D: Esta
es otra importante zona de migración de productores apícolas a la polinización
de frutales al Valle de Río Negro con el objetivo principal de producir un rápido
desarrollo y multiplicación de sus colonias. Incorporándose estas nuevas
colonias a esta zona a principio de temporada (Diciembre).
Zona E: La
región Sudeste es una zona que tiene menor influencia de incorporación de
material genético de otras provincias. Existen migraciones menores
principalmente, hacia la zona A.