Acute toxicity of essential oils and other natural compounds to the parasitic mite, Varroa destructor, and to larval and adult worker honey bees (Apis mellifera L.)

Summary

Essential oils and other natural compounds were evaluated for their toxicity to the parasitic mite Varroa destructor and to larval and adult worker honey bees (Apis mellifera L.). A glass-vial residual bioassay was used to fast-screen the relative toxicity of 22 natural products to V. destructor. Results showed that menthol, clove oil, origanum oil, and thymol were the most toxic products, causing 87, 96, 100, and 100% mite mortality, respectively, at a dose of 0.75 mg/vial. The acute toxicity of these four products to the mites was further evaluated by estimating LC₅₀ values. Thymol and origanum oil had the lowest LC₅₀ (56.1 μg/vial in both cases). In a subsequent experiment, topical applications of eight dilutions of the above four selected products were carried out on adult worker bees and larvae, using a newly-developed larval assay, to estimate their LC₅₀s. Thymol had the lowest LC₅₀ for adult bees (210.3 μg/bee) and menthol had the highest (523.5 μg/bee). Furthermore, thymol was the most toxic product to larvae, with a LC₅₀ of 150.7 μg/larva, while menthol was the least toxic with a LC₅₀ of 382.8 pg/larva. Tau-fluvalinate used as a control was significantly less toxic to mites and equally or more toxic to workers and larvae than the above four natural compounds. Results of this study suggest that besides thymol, which is already a registered varroacide, origanum oil, clove oil, and menthol, are potential candidate products to be further tested for the control of V. destructor.

Resumen

Se evaluó la toxicidad a aceites esenciales y compuestos naturales del ácaro parásito Varroa destructor y de larvas y abejas obreras de abejas (Apis mellifera L.). Se usó un ensayo con un vial de vidrio residual para revisar de forma rápida la toxicidad relativa a 22 productos naturales de V. destructor. Los resultados mostraron que el mentol, los aceites de clavo y orégano y el timol son los productos más tóxicos, causando una mortalidad de ácaros del 87, 96, 100 y 100% respectivamente en una dosis de 0,75 mg/vial. La toxicidad más aguda de estos cuatro productos para los ácaros se evaluó más tarde estimando los valores LC₅₀. Los aceites de timol y orégano tuvieron los valores LC₅₀ más bajos (56,1 μg/vial en ambos casos). En otro experimento, se aplicaron tópicamente ocho diluciones de los cuatro productos seleccionados en larvas y abejas obreras adultas, usando un ensayo novedoso sobre larvas para estimar sus LC₅₀s. El timol mostró el valor LC₅₀ más bajo en abejas adultas (210,3 μg/abeja) y el mentol el más alto (523,5 μg/abeja). Es más, el timol fue el producto más tóxico para las larvas con un LC₅₀ de 150,7 μg/larva, mientras que el mentol fue el menos tóxico con un LC₅₀ de 382,8 μg/larva. El fluvalinato-tau usado como control fue significativamente menos tóxico a los ácaros, e igual o más tóxico a las obreras y las larvas que los otros cuatro compuestos naturales. Los resultados de este estudio sugieren que aparte del timol, que ya es un conocido varroacida, los aceites de orégano y clavo y el mentol son productos candidatos potenciales para ser testados para el control de V. destructor.

Keywords:

• Varroa destructor
• Apis mellifera
• essential oils
• toxicity
• mite control