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Sustainable Management of Resilient Bee Populations

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Università degli Studi di Napoli “Federico II” (University of Naples), Italy

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Uni-Napoli
The Università degli Studi di Napoli is one of the most ancient (founded in 1224) and largest Italian universities, as documented by the number of students (ca 95,000), professors (2,600) and technicians/administrative staff (3,300), spread over 26 departments. The Department of Agriculture (129 professors and 100 technicians) and the Department of Chemical Sciences (94 professors and 75 technicians) are involved in SMARTBEES. The group responsible for the development of the planned activities may rely on laboratories fully-equipped to support research work on insect physiology and pathology, molecular genetics and functional proteomics. These facilities are complemented and reinforced by direct access to cutting-edge “omic” platforms, which are available at UNINA.

Our group is specialized in insect immunity and immune suppression by parasites and pathogens. We have recently studied the molecular mechanisms underpinning the honeybee immunosuppressive syndrome, induced by the parasitic mite Varroa destructor and the associated viral pathogen Deformed wing virus (DWV) (Nazzi et al., 2012). Moreover, we have analyzed how this syndrome can be aggravated by different stress factors, including neonicotinoid insecticides (Di Prisco et al., 2013; Nazzi and Pennacchio, 2014).

In SMARTBEES we are involved in research activities focusing on gene discovery of resistance/tolerance traits to DWV, and on molecular interactions among honeybees and pathogens/parasites.

More specifically, we will contribute to the identification of honeybees with enhanced virus (DWV) tolerance/resistance, by screening populations of different origin, to be used as source of valuable genetic traits for selection plans.

Regarding the study of the molecular basis underpinning the interaction between honeybees and Varroa-DWV association we will contribute to:
  • the analysis of immune genes and pathways involved in DWV-resistance
  • the study of the role played by salivary factors of Varroa in the modulation of honeybee immunocompetence
  • the assessment of the bee immunocompetence/tolerance as affected by additional stress factors like nutrition, insecticides and climatic condition
  • the study of DWV changes as it moves from Insecta to Acari environments in vivo.

References:
Di Prisco G., Cavaliere V., Annoscia D., Varricchio P., Caprio E., Nazzi F., Gargiulo G., Pennacchio F. (2013). Neonicotinoid clothianidin adversely affects insect immunity and promotes replication of a viral pathogen in honey bees. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 110: 18466-18471, doi: 10.1073/pnas.1314923110.

Nazzi F., Brown S. P., Annoscia D., Del Piccolo F., Di Prisco G., Varricchio P., Della Vedova G., Cattonaro F., Caprio E., Pennacchio F. (2012). Synergistic parasite-pathogen interactions mediated by host immunity can drive the collapse of honeybee colonies. PLOS PATHOGENS, 8: 1-16, doi: 10.1371/journal.ppat.1002735.

Nazzi F., Pennacchio F. -2014- Disentangling multiple interactions in the hive ecosystem. TRENDS in PARASITOLOGY, 30 (12): 556-561.

Tab 2
Uni Napoli
L’Università degli Studi di Napoli Federico II, fondata nel 1224, è una delle più grandi e antiche Università italiane, come documentato dal numero di studenti (circa 95.000), professori (2.600) e tecnici/amministrativi (3.300), distribuiti in 26 Dipartimenti. Il Dipartimento di Agraria (129 professori e 100 tecnici) e il Dipartimento di Scienze Chimiche (94 professori e 75 tecnici) sono coinvolti in SMARTBEES. Il gruppo di lavoro responsabile dello sviluppo delle attività di ricerca programmate può avvalersi di laboratori completamente attrezzati per la fisiologia e patologia degli insetti, la genetica molecolare e la proteomica funzionale. Queste strutture sono completate e rafforzate dall'accesso diretto alle moderne piattaforme "omiche" disponibili presso l’Università di Napoli.

Il nostro gruppo è specializzato nello studio dell’immunità degli insetti e dell’immunosoppressione mediata da parassiti e patogeni. Recentemente, abbiamo studiato i meccanismi molecolari che stanno alla base della sindrome immunosoppressiva delle api esposte all’azione combinata di Varroa destructor e del Virus delle ali deformi (DWV) (Nazzi et al., 2012). Inoltre, abbiamo analizzato come questa sindrome può essere aggravata da differenti fattori di stress ambientale, tra cui gli insetticidi neonicotinoidi (Di Prisco et al., 2013; Nazzi e Pennacchio, 2014).

In SMARTBEES il gruppo di lavoro dell’Università di Napoli è coinvolto in attività di ricerca finalizzate all’individuazione e caratterizzazione di geni di resistenza delle api a DWV, e allo studio delle interazioni molecolari delle api con patogeni e parassiti.
In particolare, contribuiremo all’isolamento di api che mostrano resistenza/tolleranza al virus DWV, attraverso l’analisi di popolazioni di diverse origini, da usare come fonte di tratti genetici utili per piani di selezione.

Riguardo lo studio delle basi molecolari dell’interazione tra api, Varroa e DWV, contribuiremo a:
  • l’analisi dei geni coinvolti nella risposta immunitaria delle api e dei meccanismi di resistenza a DWV;
  • lo studio del ruolo della saliva della Varroa nella modulazione delle difese immunitarie delle api;
  • la valutazione dell’effetto di fattori di stress, quali la nutrizione, gli insetticidi e le condizioni climatiche, sull’immunocompetenza/tolleranza delle api;
  • lo studio della variazione di DWV in seguito a passaggio fra Varroa e ape.

Bibiografia
Di Prisco G., Cavaliere V., Annoscia D., Varricchio P., Caprio E., Nazzi F., Gargiulo G., Pennacchio F. (2013). Neonicotinoid clothianidin adversely affects insect immunity and promotes replication of a viral pathogen in honey bees. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 110: 18466-18471, doi: 10.1073/pnas.1314923110.