Actuellement, l’ectoparasite Varroa destructor est considéré comme la plus grande menace pathogène pesant sur la survie de l’Abeille mellifère (Apis mellifera). En plus d’engendrer des dommages directs aux abeilles par la consommation répétitive de leur corps gras et de leur hémolymphe et par la dépression de leur système immunitaire, les varroas affectent également indirectement les abeilles par la transmission de plusieurs agents pathogènes viraux. En absence de traitements périodiques, la plupart des colonies d’abeilles mellifères s’effondrent dans une période de deux ou trois années suivant l’infestation initiale de Varroas. Face à la pression sélective engendrée par cet Acarien, certaines colonies d’abeilles mellifères ont développé des comportements de résistance. Parmi ces comportements, nous retrouvons le Varroa Sensitive Hygiene (VSH) qui permet aux ouvrières de détecter la présence du parasite dans le couvain d’abeille et de le retirer. De plus, ce comportement est également fortement associé au trait Suppressied Mite Reproduction (SMR), c’est-à-dire, à la baisse du succès reproducteur des varroas dans le couvain d’abeille. Ainsi, les abeilles dotées du comportement VSH sont capables de réduire le niveau d’infestation de leur ruche et de le maintenir à un faible niveau. C’est pourquoi la sélection d’abeilles ayant ce trait comportemental pourrait s’avérer être une solution efficace et durable pour pallier les problèmes engendrés par le Varroa. Cependant, la sélection pour un caractère comporte un certain risque puisqu’il peut advenir que la sélection d’un trait engendre également des répercussions négatives sur d’autres caractères désirables. C’est pourquoi un des objectifs de ce projet est de confirmer la relation entre le VSH et le SMR, et de déterminer les facteurs probables engendrant les problèmes de fertilité du Varroa. Le second objectif quant à lui est de déterminer si la sélection du comportement VSH permet aux colonies de combattre efficacement les varroas sans que cela porte atteinte à la sélection d’autres critères importants en apiculture. / Currently, the ectoparasite Varroa destructor is considered to be the greatest threat to the survival oft he honey bee (Apis mellifera). In addition to causing direct damage to bees through repeated consumption of their fat bodies and depression of their immune system, Varroa also indirectly affects bees through the transmission of several pathogens. In the absence of periodic treatment, most honeybee colonies collapse within two to three years of the initial Varroa infestation. Faced with the selective pressure generated by this mite, some colonies of honey bees have developed a resistance behavior.This behavior, called Varroa Sensitive Hygiene (VSH), allows workers to detect the presence of the parasite in bee brood and remove it. In addition, this behavior is also strongly associated with theSuppressed Mite Reproduction (SMR) trait, i.e., the decrease in Varroa reproduction in bee brood. Thus, bees with VSH behavior are able to reduce the level of infestation of their hive and maintain it at a low level. Therefore, the selection of bees with this behavioral trait could prove to be an effective and sustainable solution to the problems caused by varroas. However, selecting for a trait involves a certain risk since it may happen that the selection of a trait also has a negative impact on other desirable traits.Therefore, the first objective of this project is to confirm the relationship between VSH and SMR, and to determine the likely factors leading to mite fertility problems. The second objective is to determine whether the selection of VSH behavior allows colonies to effectively control Varroa without compromising the selection of other important criteria in beekeeping.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / En se nourrissant de l’hémolymphe et des corps gras de l’abeille domestique (Apis mellifera L.) et en lui transmettant de nombreux virus, l’acarien parasite Varroa destructor (Acari : varroidae) constitue la principale cause de mortalité des colonies d’abeilles. Les traitements chimiques présentement utilisés pour lutter contre le varroa comportent plusieurs désavantages, tels que le développement de résistance de l’acarien aux acaricides de synthèse et une toxicité variable pour l’abeille. Via l’utilisation d’ennemis naturels du parasite, la lutte biologique pourrait représenter une avenue durable et sécuritaire pour la santé des colonies. L’objectif principal de cette étude était de tester l’efficacité de l’acarien prédateur Stratiolaelaps scimitus (Acari : Lealapidae) comme moyen de lutte biologique contre le varroa. Une étude du comportement alimentaire du prédateur a d’abord été réalisée afin d’évaluer le risque de prédation du couvain d’abeille (oeufs, larves et pupes) par S. scimitus, ainsi que son potentiel de prédation envers les varroas phorétiques (se trouvant sur le corps des abeilles adultes). Des essais in vivo ont ensuite permis d’évaluer l’efficacité de deux doses d’introduction du prédateur (6 250 ou 12 500 acariens/colonie) à contrôler les populations de varroa dans les colonies d’abeilles en septembre (en comparaison avec l’acaricide biologique Thymovar®) et en novembre (en comparaison avec l’acide oxalique). Bien que S. scimitus soit capable de s’alimenter sur tous les stades de développement de l’abeille en laboratoire, nos résultats suggèrent que le prédateur ne représente pas une menace pour le couvain lorsqu’il est introduit dans la colonie. Par contre, nos résultats démontrent que le prédateur n’est pas en mesure de contrôler les populations de varroas dans les colonies d’abeilles sous les conditions testées, c’est-à-dire lorsqu’il est introduit à l’automne selon la dose actuellement recommandée par certains distributeurs. Cette inefficacité est probablement liée à l’incapacité du prédateur à s’attaquer aux varroas phorétiques. / By feeding on the hemolymph and fat bodies of the honey bee (Apis mellifera L.) and transmitting many viruses, the parasitic mite Varroa destructor (Acari: varroidae) is considered as the main cause of honey bee colony losses. The use of chemicals in varroa control shows many disadvantages, such as the development of mite resistance to synthetic acaricides and a variable toxicity for bees. Through the use of natural enemies, the biological control of varroa mites could represent a sustainable and safe avenue for colony health. The main objective of this study was to test the effectiveness of the predatory mite Stratiolaelaps scimitus (Acari: Lealapidae) as a means of biological control against varroa mites. A study of the predator’s feeding behaviour was first performed to evaluate the risk of predation of bee brood (eggs, larvae and pupae) by S. scimitus, as well as its predation potential upon phoretic varroa mites (varroa parasitizing adult bees). In vivo trials were then carried out to evaluate the effectiveness of two predator introduction rates (6,250 or 12,500 mites / colony) to control varroa populations in honey bee colonies in September (compared to the organic acaricide Thymovar®) and in November (compared to oxalic acid). Although S. scimitus is able to feed on all bee developmental stages in the laboratory, our results suggest that the predator does not pose a threat to the bee brood when introduced into the colony. On the other hand, our results demonstrate that the predator is not able to control varroa populations in bee colonies under the tested conditions, that is, when it is introduced in fall according to the rate currently recommended by some biocontrol suppliers. This ineffectiveness is probably related to the inability of the predator to attack phoretic varroa mites.

Tableau d'honneur de la FÉSP / En se nourrissant de l’hémolymphe et des corps gras de l’abeille domestique (Apis mellifera L.) et en lui transmettant de nombreux virus, l’acarien parasite Varroa destructor (Acari : varroidae) constitue la principale cause de mortalité des colonies d’abeilles. Les traitements chimiques présentement utilisés pour lutter contre le varroa comportent plusieurs désavantages, tels que le développement de résistance de l’acarien aux acaricides de synthèse et une toxicité variable pour l’abeille. Via l’utilisation d’ennemis naturels du parasite, la lutte biologique pourrait représenter une avenue durable et sécuritaire pour la santé des colonies. L’objectif principal de cette étude était de tester l’efficacité de l’acarien prédateur Stratiolaelaps scimitus (Acari : Lealapidae) comme moyen de lutte biologique contre le varroa. Une étude du comportement alimentaire du prédateur a d’abord été réalisée afin d’évaluer le risque de prédation du couvain d’abeille (oeufs, larves et pupes) par S. scimitus, ainsi que son potentiel de prédation envers les varroas phorétiques (se trouvant sur le corps des abeilles adultes). Des essais in vivo ont ensuite permis d’évaluer l’efficacité de deux doses d’introduction du prédateur (6 250 ou 12 500 acariens/colonie) à contrôler les populations de varroa dans les colonies d’abeilles en septembre (en comparaison avec l’acaricide biologique Thymovar®) et en novembre (en comparaison avec l’acide oxalique). Bien que S. scimitus soit capable de s’alimenter sur tous les stades de développement de l’abeille en laboratoire, nos résultats suggèrent que le prédateur ne représente pas une menace pour le couvain lorsqu’il est introduit dans la colonie. Par contre, nos résultats démontrent que le prédateur n’est pas en mesure de contrôler les populations de varroas dans les colonies d’abeilles sous les conditions testées, c’est-à-dire lorsqu’il est introduit à l’automne selon la dose actuellement recommandée par certains distributeurs. Cette inefficacité est probablement liée à l’incapacité du prédateur à s’attaquer aux varroas phorétiques. / By feeding on the hemolymph and fat bodies of the honey bee (Apis mellifera L.) and transmitting many viruses, the parasitic mite Varroa destructor (Acari: varroidae) is considered as the main cause of honey bee colony losses. The use of chemicals in varroa control shows many disadvantages, such as the development of mite resistance to synthetic acaricides and a variable toxicity for bees. Through the use of natural enemies, the biological control of varroa mites could represent a sustainable and safe avenue for colony health. The main objective of this study was to test the effectiveness of the predatory mite Stratiolaelaps scimitus (Acari: Lealapidae) as a means of biological control against varroa mites. A study of the predator’s feeding behaviour was first performed to evaluate the risk of predation of bee brood (eggs, larvae and pupae) by S. scimitus, as well as its predation potential upon phoretic varroa mites (varroa parasitizing adult bees). In vivo trials were then carried out to evaluate the effectiveness of two predator introduction rates (6,250 or 12,500 mites / colony) to control varroa populations in honey bee colonies in September (compared to the organic acaricide Thymovar®) and in November (compared to oxalic acid). Although S. scimitus is able to feed on all bee developmental stages in the laboratory, our results suggest that the predator does not pose a threat to the bee brood when introduced into the colony. On the other hand, our results demonstrate that the predator is not able to control varroa populations in bee colonies under the tested conditions, that is, when it is introduced in fall according to the rate currently recommended by some biocontrol suppliers. This ineffectiveness is probably related to the inability of the predator to attack phoretic varroa mites.

Aethina tumida Murray (Coleoptera: Nitidulidae) ou petit coléoptère de la ruche (CR) est un ravageur des colonies d’abeilles domestiques, Apis mellifera L., récemment introduit au Canada. Sa phénologie est méconnue dans les climats tempérés et les moyens de lutte développés pour le capturer et le détruire n’ont pas été testés au Canada. Ce projet de recherche comporte deux volets : 1) déterminer l’effet de facteurs édaphiques sur le développement de la pupe du CR; et 2) déterminer l’efficacité relative de pièges intra-colonie et leur impact sur la productivité de la colonie. Les résultats démontrent qu’un sol presque à saturation diminue significativement le taux de survie de la pupe et influence le sexe ratio des adultes émergents tandis qu’un sol sec augmente la durée de pupaison de plusieurs jours. De plus, les pièges testés réduisent significativement les populations de CR dans la colonie sans nuire à sa productivité. L’efficacité relative des pièges est cependant variable en fonction de plusieurs facteurs. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de la phénologie du CR en climat tempéré et permet une utilisation rationnelle des moyens de lutte disponibles. / The small hive beetle (SHB), Aethina tumida Murray, is an invasive pest of honey bees, Apis mellifera L., recently introduced in Canada. The economic loss that would result from SHB spreading across the country is significant. SHB phenology has been poorly studied under temperate climates. Moreover, traps for monitoring and capturing this pest have never been tested in Canada. This project had two main objectives: 1) to determine the effects of temperature and water content of soil on the survivorship and development time of SHB pupa; and 2) to determine the effectiveness of three models of in-hive traps as well as their impact on colony productivity. Results shown that wet soils decreased survival rate by half and influenced sex ratio of emerging adults, while dryer soils increased duration of pupation by several days. The in-hive traps tested effectively reduced SHB population without affecting colony productivity. This study contributes to a better understanding of the phenology of the SHB in temperate climates and provides new knowledge to inform appropriate use of available control methods.

La littérature s’accorde généralement pour désigner l’ectoparasite Varroa destructor comme la plus importante menace pour l’Abeille mellifère (Apis mellifera). Actuellement, la varroase est contrôlée principalement par l’utilisation de traitements acaricides qui présentent un risque de contamination des produits de la ruche et de l’environnement. Dans certaines colonies d’A. mellifera, on observe un comportement hygiénique qui réduit l’infestation des varroas, le VSH Varroa Sensitive Hygiene, et qui est associé à une baisse de la reproduction des varroas dans le couvain d’abeilles, le Supressed Mite Reproduction (SMR). L’identification de l’architecture génomique qui régule cette résistance aux varroas permettrait d’assister à l’accélération de son évolution dans l’ensemble des populations d’abeilles domestiques et à réduire les dommages causés par le parasite. Ce projet de maîtrise visait à mettre en lumière la relation entre le génome et ce phénotype quantitatif de résistance par une étude d’association pangénomique sur un échantillon de colonies d’A. mellifera du Québec provenant de cinq sites différents. Une technologie de génotypage par séquençage (GBS) a été utilisée pour identifier à l’échelle du génome entier des milliers de marqueurs à partir de polymorphismes nucléotidiques singletons (SNPs). Puis, l’association des marqueurs avec le phénotype SMR a été testée avec des modèles statistiques : le modèle linéaire mixte (MLM) et le modèle linéaire mixte multi-locus (MLMM) par des outils bio-informatiques. Ce projet se joint à d’autres tentatives de produire des outils de sélection plus efficaces pour les apiculteurs afin de lutter contre la varroase. / The literature generally agrees that ectoparasite Varroa destructor is the most important threat to the honey bee (Apis mellifera). Currently, varroa is controlled primarily by acaricide treatments that present a risk of contamination of hive products and the environment. In some colonies of A. mellifera is a hygienic behavior that reduces varroa mite infestation, VSH "Varroa Sensitive Hygiene", and is associated with a decrease in the reproduction of varroa mites in bee brood, "Supressed Mite Reproduction" (SMR). Identifying the genomic architecture that regulates this resistance to varroa mites would help to accelerate its evolution in all honeybee populations and reduce the damage caused by the parasite. This master’s project aimed to shed light on the relationship between the genome and this quantitative resistance phenotype by a genome-wide association study on a sample of A. mellifera colonies taken from five different sites across Quebec. Genotyping sequencing (GBS) technology has been used to identify thousands of markers on the whole genome scale from single nucleotide polymorphisms (SNPs). Then the association of the markers with the SMR phenotype was tested with statistical models: the mixed linear model (MLM) and the mixed linear multi-locus model (MLMM) with bioinformatic tools. This project joins other attempts to produce more effective breeding tools for beekeepers to control varroosis.