Identification d’une nouvelle phéromone larvaire le E-ß-ocimène

Résumé : En l’absence de toute contrainte de l’environnement phéromonal, les ouvrières deviennent des individus reproducteurs et pondent des œufs non fécondés (mâle, haploïde) ce qui modifie la colonie et le soin au couvain. Le couvain émet la BEP qui inhibe partiellement l’activation du développement des ovaires des ouvrières. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à isoler et identifier des molécules volatiles émises par le couvain et à décrire leurs éventuelles actions phéromonales sur l’inhibition des ovaires des ouvrières. La technique de la Micro Extraction sur phace Solide (SPME) a été utilisée pour piéger les molécules émises par les stades larvaires du couvain. Après analyse en chromatographie en phase gazeuse des différents échantillons, les chromatogrammes ont révélé différents pics. Mais un seul composé majeur a été trouvé dans tous les échantillons : le E-β-ocimène (3(E)-3,7-dimethyl-1,3,6- octatriene) identifié par GC-MS (Chromatographie en phase gazeuse-Spectrométrie de masse) avec un standard de référence. Nous avons ensuite testé l’effet du E-β-ocimène sur le développement des ovaires de 100 ouvrières en cagette. Après analyse des ovaires des ouvrières, nous avons montré que le E-β-ocimène inhibe partiellement l’activation des ovaires des ouvrières. En émettant le E-β-ocimène, les larves dirigent l’allocation d’énergie des ouvrières (plus précisément des nourrices) pour l’exécution des tâches de la colonie plutôt que dans la production d’œufs. Le E-β-ocimène est également produit par la reine. À ce jour, les études montrent que la régulation des ovaires des ouvrières est contrôlée par trois phéromones différentes, l’une très volatile : le E-β-ocimène et deux faiblement volatiles la BEP et la QMP, émises par deux acteurs de la colonie : les larves et la reine.

development. In honey bees (Apis mellifera L.), larval development requires that larvae engage workers in nursing tasks rather than allocating energy in other activities (Le Conte, Hefetz, 2008). Indeed, in the absence of any constraint, workers tend to become active reproductive individual. The queen inhibits worker ovary development via pheromones (Hoover et al., 2003; Wossler, Crewe, 1999a), but the inhibition of worker ovary development seems superior when bees are exposed to unsealed brood (Kropacova, Haslbachova, 1970; Kropacova, Haslbachova, 1971). Components of the brood pheromone have already been identified and consist of a blend of 10 esters (Le Conte et al., 1990; Le Conte et al., 1989). Two of these low volatility compounds have been demonstrated to partially decrease worker ovary development (Mohammedi et al., 1998; Pankiw, Garza, 2007). Thus, we asked whether brood emits volatile compounds that could also have an effect on worker ovary activation. We identified a new highly volatile molecule from the larvae E-β-ocimene, that inhibits worker ovary maturation.

emitted by different larval instars. We analyzed 20 larvae at stage 1, 2-3 or 10 larvae at stage 4-5. Larvae were kept in a 15 ml closed vial for 20 min in an incubator at 34°C and 50% humidity (N = 8, 10 and 7 biological replicates, respectively) during the sampling. Afterward, the fiber was desorbed into a gas chromatograph (Varian-Chrompack CP-Sil 8 CB-MS 30 m x 0.25 mm column with the following parameters : column temperature 40°C for 2 min, then 40°C to 200°C at 30°Cmin-1, and 200°C to 320°C at 10°C.min-1). Chromatograms showed different peaks but the only major compound found in all samples was E-β-ocimene (3(E)- 3,7-dimethyl-1,3,6-octatriene identified by GC-MS and confirmed by a chemical standard). We determined that one larva produces in 20 minutes 2.84, 12.4 and 0.40 ng of E-β-ocimene at stage 1, 2-3 and 4-5, respectively (Fig. 1A) This compound is thus emitted in a significantly higher quantity by 2-3 larval instars compared to first and final instars (Kruskal-Wallis  ANOVA test, N = 25, χ2 = 18.99, df = 2, P < 0.001; stage 1 vs. 2-3: Mann-Whitney U post- hoc test, Z = -3.4208, P < 0.001 and stage 2-3 vs. 4-5: Z = 3.4157, P < 0.001). Older larvae have a lower level of E-β-ocimene production than first instars larvae (Z = 3.2404, P = 0.0012) despite being from 225 to 400 times bigger (Jay, 1963). A test in natural condition was done and E-β-ocimene was also found on larvae kept on their cells.