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Apidologie

, Volume 40, Issue 4, pp 464–471 | Cite as

Comparisons of the queen volatile compounds of instrumentally inseminated versus naturally mated honey bee (Apis mellifera) queens

  • Ming Hua HuangEmail author
  • Gloria DeGrandi-Hoffman
  • Blaise LeBlanc
Original Article

Abstract

Instrumental insemination is an attractive alternative to natural mating because specific genetic crosses can be made, thus producing colonies with desired traits. However, there are conflicting reports on the quality and acceptance of instrumentally inseminated (II) queens compared to naturally mated (NM) queens. One factor that affects acceptance and retention of queens is the volatile compounds they produce. Our study compared volatile chemicals from virgin and mated honey bee queens that were either NM or II. The volatile compounds from virgin queens differed from those of mated egg-laying queens. Virgin queens produced greater relative amounts of the volatile compounds we detected (including 2-phenylethanol, n-octanal, and n-decanal) with the exception of E-β-ocimene, which was higher in mated laying queens. II and NM queens did not differ in type or relative amounts of volatile compounds. The similarities between II and NM queens indicate that the physiological changes that happen after mating and egg laying occur regardless of the mating method.

E-β-ocimene queen acceptance n-decanal n-octanal 2-phenylethanol 

Comparaison des composants volatils de la reine d’abeilles (Apis mellifera) entre reines inséminées artificiellement et reines accouplées naturellement

acceptation reine n-decanal n-octanal 2-phényléthanol E-β-Ocimene 

Ein Vergleich von Königinnenduftstoffen zwischen instrumentell besamten und natürlich gepaarten Honigbienenköniginnen (Apis mellifera)

Zusammenfassung

Die instrumentelle Besamung von Honigbienenköniginnen ist eine attraktive Alternative zu natürlich gepaarten Königinnen, da auf spezielle Eigenschaften wie erhöhte Varroaresistenz, Pollensammelverhalten und Hygieneverhalten selektiert werden kann. Trotz dieser möglichen Vorteile wird nach wie vor diskutiert, ob das chemische Profil von instrumentell besamten Königinnen (II) sich von dem natürlich gepaarter Königinnen (NM) unterscheidet und dadurch deren Akzeptanz innerhalb des Bienenvolkes beeinflusst. Als erstes Ziel dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob sich das chemische Profil (vor allem volatile Bestandteile) von unbegatteten Königinnen ändert, wenn sie sich zu begatteten Königinnen in Eilage entwickelt haben. Darüber hinaus analysierten wir, wie sich die Muster der abgegebenen Duftstoffe zwischen II- und NM-Königinnen unterscheiden. Wir besamten zufällig ausgewählte europäische Königinnen mit 5 μL Samen von ca. 7 Drohnen aus unterschiedlichen Völkern. Danach hielten wir die II-Königinnen in einem weisellosen Bienenvolk mit Bienen, Brutwaben sowie Pollen- und Honigwaben. Das Flugloch der Völker mit II-Königinnen war mit einem Königinnenabsperrgitter verschlossen, so dass kein Hochzeitsflug möglich war. Die NM-Königinnen wurden ebenfalls zufällig ausgewählt und unter ähnlichen Bedingungen gehalten wie die II-Königinnen mit dem Unterschied, dass das Flugloch für Hochzeitsflüge offen war. Die flüchtigen Komponenten von II- und NM-Königinnen wurden über eine SPME-Festphasenextraktion gesammelt und anschließend mit GC-MS-Methoden analysiert. 12 Substanzen konnten in mehr als 50 % der II- und NM-Königinnen in zumindest einem Entwicklungsstadium nachgewiesen werden (Abb. 1). Von diesen 12 Substanzen waren 7 (darunter 2-Phenylethanol, n-Octanal, und n-Decanal) in höheren Konzentrationen bei unbegatteten als bei begatteten Königinnen vorhanden (Tab. I, Abb. 3). Die höhere Abgabe von jungfräulichen Königinnenduftstoffen könnte bei der Initiierung des Königinnenaustausches im Bienenvolk eine Rolle spielen. Im Gegensatz dazu wiesen eierlegende Königinnen höhere Konzentrationen von E-β-Ocimene als jungfräuliche Königinnen auf, was für die weitere Akzeptanz älterer Königinnen wichtig sein könnte. II- und NM-Königinnen zeigten während ihrer Entwicklung von jungfräulichen zu begatteten eierlegenden Königinnen ein ähnliches chemisches Profil (Beispiele für individuelle Profile siehe Abb. 2). II- und NM-Königinnen unterscheiden sich auch nicht hinsichtlich ihrer Annahmerate im Bienenvolk. Diese Ähnlichkeiten lassen vermuten, dass die Veränderungen im Duftstoffbouquet nach der Paarung und Eilage der Königinnen unabhängig von der Art der Besamung sind.

E-β-Ocimene Honigbiene Akzeptanz der Königin n-Decanal N-octanal 2-Phenylethanol 

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Copyright information

© Springer S+B Media B.V. 2009

Authors and Affiliations

  • Ming Hua Huang
    • 1
    Email author
  • Gloria DeGrandi-Hoffman
    • 2
  • Blaise LeBlanc
    • 2
  1. 1.Department of EntomologyUniversity of ArizonaTucsonUSA
  2. 2.Carl Hayden Bee Research CenterUSDA-ARSTucsonUSA

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