BIOCHEMICAL AND TOXICOLOGICAL IMPACT OF INSECTICIDE SYNERGISTS ON THE HONEY BEE APIS MELLIFERA L.

The synergist piperonyl-butoxide (PBO) has been proved to successfully control resistant pests when combined with insecticides by temporarily inhibiting the detoxification systems which lead to resistance. New synergists, starting from the molecular structure of PBO, have been developed but pollinators may also suffer from an increased efficacy of insecticides. In this study we observed in vitro enzyme (esterases, acetylcholinesterases, glutathione S-transferases and P450 mixed function oxidases) activity of Italian and Carniolan honey bee workers in presence of the synergist PBO and its novel benzodioxole and 2,3-dihydrobenzofuran derivatives through spectrophotometric assays, to determine if detoxification systems and other enzymatic systems are affected by synergists. This data show that novel PBO derivatives may partially inhibit esterases in some honey bee populations which are more sensitive. Other enzymatic systems seem not to be targeted by the studied synergists. Acute oral and contact toxicity studies were conducted in laboratory conditions at the Bee Research Institute (Dol, Czech Republic) on adult Carniolan workers to investigate the possible increase of imidacloprid and alpha-cypermethrin toxicity when combined with PBO and its benzodioxole derivatives. Tests showed some significant difference between the toxicity of the two active principles alone and combined with the synergists.

Il sinergizzante piperonil-butossido (PBO) usato in combinazione con insetticidi è in grado di contrastare i parassiti resistenti inibendo temporaneamente i sistemi di detossificazione. Nuovi sinergizzanti sono stati sintetizzati a partire dalla struttura molecolare del PBO, ma anche gli insetti utili come le api possono risentire di una maggiore efficacia degli insetticidi. In questo studio abbiamo osservato l’attività enzimatica in vitro (esterasi, acetilcolinesterasi, glutatione S-transferasi e monossigenasi P450) di api operaie Italiane e Carniche in presenza del PBO e dei suoi nuovi derivati del benzodiossolo e 2,3-diidrobenzofurano mediante saggi spettrofotometrici, per determinare se i sistemi di detossificazione e altri sistemi enzimatici sono influenzati dai sinergizzanti. I nuovi derivati del PBO possono inibire parzialmente le esterasi in alcune popolazioni di api più sensibili. Altri sistemi enzimatici non sembrano essere inibiti dai sinergizzanti studiati. Studi di tossicità acuta orale e di contatto sono stati condotti in laboratorio presso il Bee Research Institute (Dol, Repubblica Ceca) su api operaie Carniche per verificare il possibile incremento di tossicità degli insetticidi imidacloprid e alfa-cipermetrina in combinazione con PBO e i suoi derivati del benzodiossolo. Gli studi hanno mostrato una differenza significativa tra la tossicità dei due principi attivi da soli e in combinazione con i sinergizzanti.