L’Irlande et le Canada joignent leurs expertises pour étudier la santé des pollinisateurs à travers le microbiome des abeilles
Les abeilles mellifères jouent un rôle essentiel en agriculture, dans le maintien de la biodiversité et dans la santé globale des écosystèmes. Pourtant, elles sont soumises à de nombreuses pressions : pathogènes, pesticides, perte d’habitat et changements environnementaux. Ces facteurs peuvent affecter les abeilles individuellement, les colonies dans leur ensemble, ainsi que les communautés microbiennes qui contribuent à leur santé.
Le projet PROBEE (Protecting Irish Bees Through Field Trials and Metagenomics Informed Strategies) rassemble des chercheurs de l’University College Dublin et du Centre canadien de génomique computationnelle (C3G). L’objectif : mieux comprendre comment les stress environnementaux influencent le microbiome intestinal des abeilles.
Le projet est dirigé par Julia Jones et son équipe du Jones Bee Lab à l’University College Dublin, en collaboration avec Marcela Diaz Rivadeneira et Nicholas Brereton. Le volet bioinformatique et statistique est dirigé par Emmanuel Gonzalez, spécialiste en métagénomique au C3G.
Une étude à grande échelle des colonies d’abeilles en Irlande
Dans le cadre de PROBEE, les chercheurs ont réalisé un échantillonnage d’environ 150 ruchers à travers toute l’île d’Irlande. L’équipe a analysé la présence de principaux pathogènes ainsi que l’exposition aux pesticides dans les colonies, afin de dresser un portrait détaillé de la santé des abeilles à l’échelle du territoire, tant sur le plan biologique qu’environnemental.
Le volet sur le microbiome repose sur le séquençage d’amplicons, notamment le profilage de l’ARNr 16S, pour étudier les communautés microbiennes présentes dans l’intestin des abeilles.
Le séquençage métagénomique complet est aussi en cours d’intégration comme couche analytique supplémentaire du projet.
Le microbiome intestinal des abeilles joue un rôle essentiel dans la digestion, le système immunitaire, la résistance aux pathogènes et la santé globale des colonies. En étudiant la façon dont ces communautés microbiennes réagissent aux différents facteurs de stress, l’équipe cherche à mieux comprendre ce qui favorise la résilience des colonies.
« Les abeilles sont exposées simultanément à plusieurs sources de stress, des pathogènes aux pesticides, et ces pressions n’agissent pas de manière isolée. PROBEE nous permet d’étudier ces interactions directement dans les ruchers irlandais et d’examiner leurs effets sur le microbiome intestinal, la santé des colonies et la résilience à long terme des pollinisateurs. »
— Julia Jones, University College Dublin
Le rôle du C3G et de la génomique computationnelle
Le C3G a contribué à l’analyse computationnelle et bioinformatique des données de séquençage générées dans le cadre du projet.
Ce travail comprend notamment :
- le traitement et le contrôle de qualité de grands ensembles de données de séquençage
- le profilage du microbiome à partir de données de séquençage d’amplicons
- la caractérisation de la composition et de l’abondance des communautés microbiennes
- l’analyse statistique des liens entre pathogènes, pesticides, variables à l’échelle des colonies et structure du microbiome
- l’intégration des métadonnées biologiques et environnementales avec les résultats de séquençage
Les premières analyses du microbiome sont maintenant complétées. Les résultats sont en cours d’interprétation et de structuration en vue de leur diffusion auprès des collaborateurs et d’éventuelles publications.
« L’Irlande offre une occasion unique de mieux comprendre comment les pathogènes et les pesticides influencent la santé des abeilles à l’échelle microbienne. En combinant l’échantillonnage sur le terrain et la génomique computationnelle, on peut aller au-delà d’un simple profil descriptif et commencer à identifier des motifs biologiques susceptibles d’expliquer la résilience des colonies. »
— Emmanuel Gonzalez, C3G, Université McGill
Au-delà du microbiome
Une autre orientation qui se développe actuellement dans le projet est l’intégration des données génomiques de l’hôte, directement extraites des jeux de données de séquençage métagénomique.
Comme la stratégie de séquençage capte à la fois l’ADN microbien et celui de l’hôte, un même jeu de données peut être utilisé pour analyser le microbiome intestinal ainsi que le patrimoine génétique des abeilles. Cela ouvre la porte à l’étude des lignées d’abeilles et de la structure des populations en parallèle des analyses du microbiome. Cette approche pourrait aider à déterminer dans quelle mesure le bagage génétique de l’hôte contribue aux variations du microbiome observées d’un rucher à l’autre.
Perspectives d’avenir
Dans la continuité de la collaboration PROBEE, l’équipe explore actuellement une possible participation à BEE ONE, un projet proposé dans le cadre du programme Horizon Europe de l’Union européenne. Ce projet viserait à étendre les approches basées sur le microbiome aux systèmes apicoles dans plusieurs pays européens. Si le financement est confirmé, BEE ONE représentera une expansion importante de la collaboration entre l’Irlande et le Canada vers un consortium international élargi.
Ce que ça signifie pour la santé des abeilles
Les pollinisateurs jouent un rôle essentiel dans les écosystèmes et la production alimentaire à l’échelle mondiale. Mieux comprendre comment les pressions environnementales influencent les abeilles, tant au niveau microbien que génomique, pourrait orienter le développement de stratégies de protection des pollinisateurs et soutenir une agriculture plus durable.
Au-delà des abeilles, ce projet contribue aussi à des questions fondamentales sur les interactions entre l’hôte et son microbiome, ainsi que sur l’impact des stress environnementaux sur les écosystèmes microbiens chez les animaux.
En plus, le projet PROBEE met en lumière la valeur de la collaboration internationale. Il combine l’expertise de terrain développée en Irlande avec les capacités canadiennes en génomique computationnelle pour générer de nouvelles connaissances sur un système biologique complexe, essentiel pour la biodiversité, l’agriculture et la résilience environnementale.
État du projet
Les premières analyses du microbiome intestinal des abeilles sont maintenant complétées. L’équipe travaille actuellement à interpréter les résultats, à préciser les questions biologiques et à développer des analyses génomiques complémentaires sur l’hôte afin d’enrichir le volet microbiome.
Collaborateurs
- Julia Jones et le Jones Bee Lab, University College Dublin
- Marcela Diaz Rivadeneira, doctorante, University College Dublin
- Nicholas Brereton, University College Dublin
- Emmanuel Gonzalez et son équipe, Centre canadien de génomique computationnelle, Université McGill