Caracterización de un aceite esencial obtenido desde una especie vegetal nativa con efecto antifúngico frente a patógenos emergentes en el sector apícola, Nosema apis y Nosema ceranae

Abstract

Las enfermedades fungales que afectan a la abeja Apis mellifera son causadas por hongos parásitos ambientales, de los cuales destacan I) Nosema apis (agente etiológico de la nosemosis tipo A), II) Nosema ceranae (agente etiológico de nosemosis tipo C e identificado además como uno de los posibles agentes etiológicos del Síndrome de Despoblamiento de las Colmenas), III) Ascosphaera apis (agente etiológico de la cría de tiza) y IV) Aspergillus flavus (agente etiológico de la cría pétrea). Estos agentes etiológicos, producen casi el 50% de las patologías que se presentan en las colmenas de nuestro país, especialmente en la zona centro-sur y sur, mermando la producción de miel, propóleo y jalea real, reduciendo el tamaño poblacional de las colmenas e incluso llegando a la muerte de toda la colmena. Respecto de la nosemosis, un 20% de los apicultores declaran haber presentado esta enfermedad en sus apiarios. Sin embargo, debido a la dificultad del diagnóstico de su agente causal (N. apis o N. ceranae), no hay certidumbre acerca del real nivel de infestación de las colmenas. En Chile, no existen productos farmacéuticos de uso veterinario registrados por el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) para el control de estos patógenos ya que está prohibido el uso de la fumagilina, antibiótico de elección frente a la nosemosis, cuya aplicación está restringida en aquellas épocas en las que no hay flujo de néctar, pues puede depositarse en la miel y generar cuadros de alergias y resistencia al antibiótico en los consumidores. De esta manera, la única medida que actualmente se puede llevar a cabo para mantener sanas y pobladas las colmenas, es la prevención que consiste en realizar recambio de reinas constantemente y evitando que se generen las condiciones propicias para el desarrollo de hongos. Si la prevención no es suficiente, es necesario contar con un tratamiento alternativo que sea seguro para las abejas y que no deje residuos en los productos de la colmena. Nuestra hipótesis es que existen especies vegetales autóctonas del bosque nativo esclerófilo como boldo, peumo, maitén y litre que poseen aceites esenciales, con propiedades antifúngicas contra Nosema apis y Nosema ceranae, siendo éstos inocuos para la abeja Apis mellifera. El objetivo principal de esta tesis fue evaluar y estandarizar en su o (sus) componente(s) activo(s) un aceite esencial obtenido desde una especie vegetal nativa como boldo, peumo, maitén y litre con efecto antifúngico frente a patógenos emergentes en el sector apícola, Nosema apis y Nosema ceranae e inocuidad en Apis mellifera. Dentro de los resultados obtenidos del ensayo de toxicidad se identificó a la esencia de boldo como la más toxica frente a A. mellifera, resultando inocuos frente a las abejas melíferas los aceites de litre, maitén y peumo. Respecto a los ensayos de efectividad 1) se logró purificar esporas, identificando por primera vez la presencia de N. ceranae en muestras provenientes de la región de Valparaíso; 2) se infectó abejas nacidas en laboratorio con estas esporas y se evaluó la actividad antifúngica de las esencias en estudio, seleccionando a la esencia de peumo por presentar una mayor efectividad en el control de la nosemosis; 3) el aceite de peumo fue caracterizado por GC-MS encontrando tres compuestos mayoritarios α-terpineol, eucaliptol y β-felandreno los que fueron evaluados frente a N. ceranae en A. mellifera presentando una efectividad de un 65%, 54% y 52% respectivamente, cabe destacar que el AE peumo fue el que presentó una mayor actividad antifúngica con efectividad cercana a un 80%. Los resultados de esta investigación sentarán las bases para el desarrollo de productos veterinarios que podrán ser utilizados por los apicultores por su eficacia frente a la nosemosis, seguridad para las abejas y que no generará residuos en los productos de las colmenas debido a la volatilidad de las esencias. De esta manera se logrará combatir esta patología parasitaria que en la actualidad no tiene tratamiento y que ocasiona graves daños en los apiarios

Fungal diseases affecting the bee Apis mellifera are caused by enviromental parasitic fungi, the most important are I) Nosema apis (etiologic agent of nosemosis type A), II) Nosema ceranae (etiologic agent of nosemosis type C and also identified as one of the possible etiologic agents of the Depopulation Colony Syndrome), III) Ascosphaera apis (etiologic agent of chalkbrood) and IV) Aspergillus flavus (etiologic agent of stonebreeding). These etiologic agents are the cause of almost 50 % of the diseases that occur in the hives in our country, especially in the south-central and south areas. These diseases diminish the production of honey, propolis and royal jelly, reduce the population of hives and even provoke the death of the hive. Regarding nosemosis, 20% of beekeepers have reported this disease in their apiaries. However, due to the difficulty of diagnosing its causal agent (N. apis or N. ceranae), there is no certainty on the actual level of infestation. In Chile, there are no pharmaceutical products of veterinary use, registered by the Agricultural and Livestock Service (SAG), to control these pathogens, since the use of fumagilina is highly limited. Although it is the antibiotic chosen to fight against nosemosis, its application and use is restricted to when there is no nectar flow, since it can be deposited in the honey and generate allergies and antibiotic resistance in consumers. Therefore, the only action that can be currently taken to maintain healthy and populated hives, is the prevention method which involves changing the queen bees constantly and avoiding conditions that may generate fungal growth. In some cases it is necessary to apply an alternative treatment safe for bees and that does not leave residues in hive products. Our hypothesis is that there are native plant species from the native sclerophyll forest such as boldo, peumo, maitén and litre which posses essential oils with antifungal properties against Nosema apis and Nosema ceranae. The main objective of this thesis was to evaluate and standardize its (or their) active component (s), i.e. an essential oil obtained from a native species such as boldo, peumo, maitén and litre with antifungal effect against emerging pathogens in the beekeeping area, Nosema apis and Nosema ceranae, and harmless to Apis mellifera. In the results of the toxicity test the essence of boldo was identified as more toxic to A. mellifera, while litre, peumo and maitén oils showed to be harmless to honeybees. In regard to the effectiveness trials: 1) spores were successfully purified, identifying for the first time the presence of N. ceranae in samples from the region of Valparaíso; 2) bees which were born in laboratory were infected with these spores and the antifungal activity of the essences under study were evaluated; the essence of peumo was selected as a more effective control of nosemosis; 3) peumo oil was characterized by GC-MS and three major compounds were found: α-terpineol, eucalyptol and β-phellandrene, which were evaluated against N. ceranae in A. mellifera having an effectiveness of 64%, 54% and 52%, respectively. It is important to mention that the essential oil peumo showed a higher antifungal activity, with an effectiveness near to 80%. The results of this research will lay the groundwork for the development of veterinary products that may be used by beekeepers since it is effective against nosemosis, it is safe for bees and does not generate residues in the hive products, due to the volatility of the essences. Considering that currently there is no treatment, this study will help in the fight against this parasitic disease, which now daily causes serious damage to apiaries