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Des étudiants se penchent sur la sélection des reines et les effets de la gelée royale dans leur TIPE

Au concours AGRO-VETO 2017, 2 jeunes étudiants Léa Florsheimer et Guilhem Huau, ont choisi la Gelée Royale comme trame pour leur TIPE. Le thème proposé était « Optimalité : choix, contraintes, hasard »

Optimisation quantitative et qualitative de la production de gelée royale sur une sélection de souches d’abeilles (Apis mellifera)

La gelée royale est un produit de la ruche dont la commercialisation est en plein essor. Bien qu’usitée depuis l’Antiquité, son utilisation s’est fortement développée avec l’essor des produits biologiques et d’origine naturelle. Ainsi, l’augmentation de la production de gelée royale apparaît comme une nécessité ; l’une des méthodes étant l’amélioration des lignées génétiques d’abeilles utilisées, au travers de croisements choisis par l’apiculteur. De plus, l’augmentation de la demande ainsi que la concurrence étrangère, notamment chinoise, entraîne un besoin de valoriser la qualité de la gelée royale chez les apiculteurs français afin de conserver le marché.

Dans l’idée de s’inscrire dans le thème des TIPE de cette année : « Optimalité : choix, contraintes, hasard », nous avons choisi un sujet dans lequel nous retrouvons des contraintes à la fois financières (réduire le coût de sélection des colonies d’abeilles, réagir face à la concurrence étrangère en conservant une qualité élevée), temporelle (réduire le temps de sélections de ces colonies d’abeilles, ..) dans une perspective d’optimisation qualitative et quantitative de la production de gelée royale basée sur le choix de plusieurs lignées d’abeilles. Nous tenons à rappeler que la production de gelée royale est soumise au hasard des conditions météorologiques, et que la sélection des lignées reste néanmoins assez hasardeuse (complexité liée au vivant) suivant les critères choisis.

On évalue la qualité d’une gelée royale à sa composition et à ses propriétés : les critères de qualité peuvent varier en fonction de l’utilisation faite de la gelée et de l’organisme avec lequel travaillent les apiculteurs. La gelée royale est naturellement secrétée par les glandes céphaliques des abeilles nourrices en vue d’élever de futures reines qui sont les seules à pondre et donc à l’origine du génome unique de la ruche. Elle est composée d’eau ( 60%), de glucides ( 15%), de protides ( 13%) et de lipides ( 7%). On lui prête de nombreuses propriétés pour les abeilles, dont un accroissement de la longévité pour les reines nourries exclusivement à la gelée royale et une augmentation de leur taille adulte. On évoque également une action antibactérienne, antifongique et antioxydante, ainsi que de nombreuses autres vertus qui en font un produit de choix pour l’apithérapie bien que les études pharmacodynamiques et les essais cliniques soient encore peu nombreux. Il serait donc intéressant de comparer les qualités associées à chaque lignée génétique pour que les apiculteurs puissent sélectionner, voire même croiser, les souches assurant un compromis entre quantité et qualité. L’idéal serait d’arriver à réaliser une étude beaucoup plus courte et restreinte que sur une saison de récolte, et de chercher d’autres moyens d’estimer la qualité de la gelée royale.

gelée royale experimentation

Estimation du niveau de production saisonnier de gelée royale d’une ruche à partir d’une étude restreinte

Peut-on réduire le temps et le coût de sélection de lignées d’abeilles productives ?
La production de gelée royale se fait de Mars à Août. Elle est influencée par des facteurs externes liés à l’activité des abeilles (environnement nutritif, qualité de l’eau, température,…) mais dépend également de leur patrimoine génétique. La sélection de lignées génétiques implique un test de productivité sur une saison de récolte ce qui peut avoir des conséquences sur une saison entière de production si les souches sélectionnées n’ont pas un bon rendement. Il serait donc intéressant, dans la recherche d’une production optimale, d’améliorer la méthode de sélection des lignées.

Étude de l’effet bactériostatique de deux gelées royales sur Staphylococcus aureus : détermination de la CMI en milieu solide.

Comment étudier les propriétés, notamment antibactérienne et de facteur de croissance, de gelées d’origines génétiques différentes ?
Il s’agit de mettre en place des dispositifs expérimentaux pour répondre à ces problématiques.
L’approche quantitative vise à tester la productivité de différentes lignées sur un temps court en fin de saison, et avec un nombre plus limité d’abeilles. Pour ce qui est de l’approche qualitative, du fait des multiples propriétés de la gelée royale, nous avons choisi de nous concentrer sur son action antibactérienne et son effet sur la croissance chez les insectes.

Étude de l’impact de la gelée royale sur la croissance : mesures de la taille des capsules céphaliques de drosophila melanogaster.

Les larves qui reçoivent de la gelée royale voient leur poids multiplier par 500 en 5 jours. Les effets prodigieux de la gelée royale peuvent-il se reproduire chez d’autres insectes comme la drosophile ?

gelée royale experimentation

Bilan : Choix et perspectives pour l’apiculteur

L’apiculteur cherche à sélectionner les lignées les plus productives sans pour autant perdre trop en qualité. Les études quantitatives et qualitatives sont donc complémentaires : on peut associer à une lignée un niveau de production et de qualité permettant de proposer des colonies ou des croisements satisfaisant la demande de l’apiculteur. Par exemple pour nos récoltes on peut faire l’hypothèse qu’un croisement entre la lignée 16 (effet positif sur la croissance) et la lignée 5 (forte productivité) soit intéressant pour l’apiculteur.
Cependant nos études restent peu approfondies du fait d’un temps d’expérimentation et de moyens limités. Ainsi notre étude n’apporte pas d’outils complets pouvant aider les apiculteurs dans leur quête d’optimisation de la production de gelée royale, mais offre une voie d’approfondissement dans la recherche de nouveaux moyens de sélections.


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