project - EIP-AGRI Operational Group

BEENOMIX 2.0 - Genomics and Sustainability in Beekeeping
BEENOMIX 2.0 - Genomica e Sostenibilità in Apicoltura

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Objectives

The BEENOMIX2.0 project aims to improve the prospects of genetic selection and conservation in beekeeping by giving a proactive and sustainable answer to the problems that are increasingly emerging from the sector. There is in fact a twofold need to which the GO wants to respond:

  • on the one hand the project wants to implement and propose a modern and complete selective model that guarantees satisfactory responses in terms of genetic improvement;
  • on the other hand, ensure the dissemination of genetic improvement to a wider audience of beekeepers by creating a model for the conservation of genetic types (subspecies ) present today.

Objectives

Il progetto BEENOMIX2.0 vuole migliorare le prospettive della selezione e della conservazione genetica in apicoltura dando risposte propositive e sostenibili alle problematiche che sempre più chiaramente emergono dal comparto. Vi è infatti una duplice esigenza cui il GO vuole dare risposta:

  •  da una parte implementare in proprio e proporre al comparto un modello selettivo moderno e completo che garantisca risposte soddisfacenti in termini di miglioramento genetico;
  • dall’altra garantire una diffusione del miglioramento genetico ad una più ampia platea di apicoltori creando un modello per la conservazione in purezza dei tipi genetici (sottospecie o razze) oggi presenti sul territorio.

Activities

The BEENOMIX2.0 project will implement a selection scheme based on both maternal and paternal contribution. The traits selected are extremely innovative aiming to mitigate the undesirable effects of climate change. The most qualifying activity of the project is the proposed prototype of a mating station (ADA, Mating Area) open to every beekeeper who will be able to bring his own virgin queens. A diagnostic tool based on SNP markers will also be developed for the subspecies recognition of Apis mellifera varieties and a test for the SDL locus. A dedicated website (www.beenomix.it) will monitor all project activities.

Activities

Il progetto BEENOMIX2.0 implementerà una attività selettiva sia per via materna che paterna. I caratteri oggetto di selezione sono estremamente innovativi puntando a mitigare gli effetti indesiderabili dei cambiamenti climatici. La caduta più qualificante del progetto è il prototipo di una stazione di fecondazione (ADA, Area di Accoppiamento) aperta ad ogni apicoltore che vi potrà portare alla fecondazione le proprie regine. Sarà inoltre sviluppato uno strumento diagnostico, basato su marcatori SNP, per il riconoscimento razziale delle varietà di Apis mellifera ed un test per il locus SDL. Un sito web dedicato (www.beenomix.it) monitorerà tutte le attività del progetto. 

Context

Among pets, honey bee (Apis mellifera) has an extremely important economic significance both for the production of honey, wax, pollen, propolis and royal jelly, but above all for the important role in the pollination of tree and herbaceous species fundamental to human nutrition. However, the genetic management of this species is selective and biodiversity problematic. The reproductive moment escapes human control as the virgin queen is fertilized in free flight by a variable number of fucs present in the environment. Failure to control the coupling hinders effective selective action. In addition, free mating paves the way for the genetic erosion of local varieties by different genetic types. In fact, Apis mellifera has more than 30 different geographical varieties for its production and behavioral characteristics. These breeds have spread and consolidated in Europe enjoying a stable and temperate climate that has led to an optimal adaptation. However, today local varieties are suffering the growing impact of selected and commercially more viable genetic types, spread by globalization and climate change that can compromise their fitness, parasites and pathogens that globalisation has brought out of their original niches and spread them globally. In this scenario, it quickly becomes urgent to protect local varieties from genetic erosion and selective enhancement that makes them competitive with genetic types of attractive behavioural and productive characteristics.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP007 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Lombardia
Location
Main geographical location
Milano
Other geographical location
Lecco

€ 656759.84

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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4 Practice Abstracts

Creation of a genomic tool for the attribution of an individual to a genetic type based on an ad hoc SNP panel. This is a fundamental tool and very requested innovation in the beekeeping field that could integrate or better replace the morphometric evaluation which shows several limits in its discriminating capacity. Free mating paves the way for the genetic erosion of local varieties by different genetic types. In fact, the Apis mellifera has over 30 different geographic varieties for their productive and behavioural characteristics. These varieties have spread and consolidated in Europe thanks to a stable and temperate climate which has determined an optimal adaptation. However, today the local varieties are suffering the increasing impact of selected and commercially more valid genetic types, spread by globalization and climate change that can compromise their fitness. This panel will make it possible to clearly define the belonging of an individual to the genetic types of Ligustica, Carnica, Buckfast, Sicula and Mellifera as well as new genetic types of synthetic origin.

Creazione di uno strumento genomico per l’attribuzione di un individuo ad un tipo genetico basato su un pannello di SNP costruito ad hoc. Si tratta di una innovazione fondamentale e molto richiesta in campo apistico che potrebbe integrare o meglio ancora sostituire la valutazione morfometrica che mostra parecchi limiti nella sua capacità discriminante. Il libero accoppiamento apre la strada all’erosione genetica delle varietà locali da parte di tipi genetici diversi. L’Apis mellifera infatti presenta oltre 30 varietà geografiche diverse per le caratteristiche produttive e comportamentali. Queste varietà si sono diffuse e consolidate in Europa godendo di un clima stabile e temperato che ne ha determinato un ottimale adattamento. Tuttavia oggi le varietà locali stanno subendo l’impatto crescente di tipi genetici selezionati e commercialmente più validi, diffusi dalla globalizzazione e dei cambiamenti climatici che possono compromettere la loro fitness. Questo pannello permetterà di definire in modo netto l’appartenenza di un individuo ai tipi genetici di Ligustica, Carnica, Buckfast, Sicula e Mellifera oltre a tipi genetici nuovi e di origine sintetica.

Creation of an extremely advanced selective scheme in beekeeping both for the innovative selected traits that mitigate the harmful effects of climate change, and for taking into account the sexual alleles at the SDL locus in the drone producing queens. The traits selected are extremely innovative for the production needs of professional beekeeping (honey production, docility and swarming) without forgetting the hygienic behaviour. But in this context, new selective ideas are grafted to mitigate the undesirable effects of climate change. Families able to maximize honey production according to the size of the brood will be selectively rewarded. Families with longer-lived bees and those in which the queen stops laying for a longer time during the winter break will also be awarded. This reduces the consumption of stocks and interferes with the reproductive cycle of Varroa destructor, reducing the need for expensive and potentially contaminating treatments. The growth rate of the Varroa population per colony will also be recorded by relating it to the VSH (Varroa-sensitive Hygiene) trait.

Creazione di uno schema selettivo estremamente avanzato sia per i caratteri selezionati del tutto innovativi in apicoltura che mitigano gli effetti nocivi dei cambiamenti climatici, sia per la scelta che tiene conto degli alleli sessuali al locus SDL nelle DPQ. I caratteri oggetto di selezione sono estremamente innovativi per le esigenze produttive della apicoltura professionale (produzione di miele, docilità e sciamatura) senza dimenticare il comportamento igienico. Ma in questo contesto si innestano idee selettive nuove che puntano a mitigare gli effetti indesiderabili dei cambiamenti climatici in atto. Verranno premiate selettivamente le famiglie in grado di massimizzare la produzione di miele in funzione della dimensione della covata. Verranno anche premiate famiglie con api più longeve e quelle nelle quali la regina interrompa la deposizione per un tempo più prolungato durante la pausa invernale. In tal modo viene ridotto il consumo di scorte e si interferisce con il ciclo riproduttivo di Varroa destructor diminuendo la necessità di trattamenti costosi e potenzialmente contaminanti. Anche il tasso di crescita della popolazione di Varroa per colonia verrà registrato mettendolo in relazione al carattere VSH (Varroa-sensitive Hygiene).

Development of a procedure for calculating BLUP values in bees, necessary for the identification of reproducers. These BLUP genetic values will also include relationships between families. The selective scheme created in the project pursues a selection both on the female and male lines thanks to the management of reserved fertilization sites (SFC) and makes use of high precision genetic evaluations that make use of the mixed model methodology (BLUP) appropriately calibrated on the complex relationships existing in a colony of Apis mellifera.

Messa a punto di un sistema di calcolo di indici BLUP nelle api, per l’identificazione dei riproduttori. Tali indici  genetici BLUP includeranno anche le relazioni di parentela tra le famiglie. Lo schema selettivo creato nel progetto persegue una selezione sia sulla linea femminile che maschile grazie alla gestione di siti di fecondazione riservati (SFC) e si avvale di valutazioni genetiche di grande precisione che fanno uso della metodologia del modello misto (BLUP) opportunamente calibrata sui complessi rapporti di parentela vigenti in una colonia di Apis mellifera.

Creation of a free mating site service open to the public in a defined Mating Area (called ADA). This area, will be populated only by selected drones that derive from the by the selection scheme of the project. This mating site will allow the genetic merit otained in the project to be diseminated to the Lombard beekeeping sector for the protection, enhancement and public use of results of a genetic improvement plan in beekeeping and will provide an operational tool of immediate use for beekepers.

Realizzazione di un servizio di fecondazione gratuito e aperto al pubblico in un’apposita Area di Accoppiamento (ADA). Quest’area, popolata da fuchi selezionati e caratteristici del tipo genetico selezionato dallo schema selettivo del progetto, permetterà di mettere a disposizione del comparto apistico lombardo un modello completo (a titolo gratuito) e avanzato per la tutela, la valorizzazione e la fruizione pubblica dei risultati di un piano di miglioramento genetico in apicoltura, fornendo altresì uno strumento operativo di immediata utilità per le aziende lombarde.

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Contacts

Project coordinator

  • Giulietta Minozzi

    Project coordinator

Project partners

  • Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR-IBBA

    Project partner

  • La Traccia di Pietro Fumagalli

    Project partner

  • Le api di Spino di Umberto Mandelli

    Project partner

  • Melyos s.s.a. di Elio Bonfanti

    Project partner