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Redazione ASPA

Api mellifere: come viene influenzato il microbiota intestinale dai tratti genetici?


Le api mellifere svolgono un ruolo cruciale nell'ecosistema grazie al loro lavoro di impollinatori primari. Infatti, secondo i dati più recenti sono responsabili dell'impollinazione di circa l'80% delle colture. In sintesi, sono una specie essenziale per mantenere la biodiversità, garantire la riproduzione alimentare e sostenere l'equilibrio ecologico. Un recente studio si è focalizzato nel valutare come il loro benessere e la salute sia influenzato da microbiota intestinale, e se sia presente una correlazione con i fattori genetici di questa specie. Di seguito l'approfondimento.


Le api mellifere ospitano un microbiota intestinale specializzato, localizzato principalmente nella parte distale del tratto gastrointestinale (ileo e retto), con un minor numero di batteri presenti nella zona prossimale (gozzo e intestino medio), che sono principalmente specie ambientali. Esistono differenze tra regine e operaie e tra api adulte e larve, dovute a fattori specifici della casta e a diete distinte.


Tuttavia, tutte le operaie adulte ospitano un microbiota di base, composto da 5 generi batterici ubiquitari che rimangono costantemente presenti nonostante le variazioni ambientali: Bifidobacterium, Lactobacillus, Bombilactobacillus (ex Lactobacillus Firm-4), Gilliamella e Snodgrassella. Inoltre, batteri come Bartonella apis, Apibacter adventoris, Frischella perrara e Acetobacteraceae si trovano spesso nell'intestino di molte api operaie.



Diversi studi condotti in tutto il mondo in diverse aree climatiche concordano su un significativo cambiamento stagionale nella composizione del microbiota intestinale delle api, con una diminuzione del livello di α-diversità in inverno rispetto all'estate. Inoltre, come nei mammiferi, il microbiota intestinale delle api è trasmesso socialmente e svolge funzioni simbiotiche vitali, tra cui integrare la nutrizione dell'ospite, facilitare la ripartizione della dieta e sostenere la salute della colonia e la resilienza contro gli agenti patogeni.


Dato il ruolo centrale del microbiota nel mantenimento del benessere delle api, è sempre più importante studiare l'intricata relazione tra api e microbiota per mitigare l'attuale declino globale delle popolazioni di api. Questo declino è allarmante a causa dell'indispensabile contributo delle api alla conservazione degli ecosistemi e della biodiversità, in quanto impollinatori primari: l'80% delle principali colture alimentari dipende dal loro lavoro di impollinazione. Di conseguenza, la loro sopravvivenza dipende sempre più dalle pratiche apistiche e l'adozione di schemi di allevamento selettivo sta diventando essenziale.



È stato riscontrato che la genetica dell'ospite influenza la composizione del microbiota intestinale nell'uomo, spiegando l'1,9-8,1% della variazione. Analogamente, studi sulle api hanno osservato l'influenza della genetica, ad esempio confrontando Apis mellifera con Apis cerana o confrontando diverse sottospecie di Apis mellifera. Alcuni studi hanno anche dimostrato che gli individui provenienti da colonie geneticamente più diverse hanno un microbiota intestinale più variegato. Invece, le api operaie appartenenti alla stessa colonia presentano una maggiore somiglianza nel loro microbiota, con l'appartenenza alla colonia che spiega il 41% della variazione osservata nella comunità batterica tra i campioni.


Lo scopo di questo studio è stato quindi quello di indagare se e come i fattori genetici possano influenzare la variazione della composizione del microbiota di linee genetiche di api selezionate in un periodo di 5 mesi.


Conclusioni e possibili sviluppi dello studio


La nostra indagine si concentra sul ruolo centrale della genetica dell'ospite nel modellare la composizione del microbiota intestinale delle api. Modelli coerenti tra le linee genetiche e i periodi di tempo hanno mostrato che i generi principali come Lactobacillus e Bifidobacterium dominano la comunità microbica.


È stata osservata un'associazione significativa tra linee genetiche e indici di diversità α, con la linea genetica H che ha mostrato un indice di Simpson significativamente più basso, indicativo di un microbiota intestinale meno diversificato. Inoltre, l'associazione significativa tra le linee genetiche e la produzione di miele sottolinea l'influenza multiforme della genetica dell'ospite su entrambi gli indici intestinali e le rese di miele più basse.


Al contrario, l'analisi della β-diversità non ha rivelato differenze significative tra le linee genetiche, suggerendo che i fattori genetici influenzano principalmente la diversità microbica all'interno degli individui, piuttosto che le strutture distinte della comunità. Invece, le dinamiche temporali sono state un fattore significativo della variazione del microbiota, rappresentando una parte considerevole della variabilità totale.

Questi risultati evidenziano il potenziale dell'integrazione dell'analisi del microbiota nei programmi di allevamento delle api, dove la selezione di linee genetiche con comunità microbiche più favorevoli potrebbe migliorare la produzione di miele e la salute generale delle colonie. Sono necessarie ricerche future per convalidare questi risultati ed esplorare ulteriormente queste interazioni.

Nonostante le dimensioni limitate del campione, questo studio riguarda una popolazione unica in cui sono controllati gli accoppiamenti materni e paterni e sono disponibili dati dettagliati sul pedigree e sul valore riproduttivo. La fenotipizzazione di tali popolazioni richiede tempo e sforzi significativi, il che sottolinea la rarità e il valore delle intuizioni ottenute da questo set di dati.


Gli studi futuri dovrebbero continuare a costruire su queste basi per ottimizzare le strategie di allevamento per migliorare la produttività e la resilienza delle popolazioni di api.


 

Fonti: Il presente articolo è un estratto della pubblicazione intitolata "Effect of host genetics on gut microbiota composition in an italian honeybee breeding population" presente sull'Italian Journal of Animal Sciences e consultabile in versione integrale al seguente link:

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