Here we report the genome sequence of the honeybee Apis mellifera, a key model for social behaviour and essential to global ecology through pollination. Compared with other sequenced insect genomes, the A. mellifera genome has high A+T and CpG contents, lacks major transposon families, evolves more slowly, and is more similar to vertebrates for circadian rhythm, RNA interference and DNA methylation genes, among others. Furthermore, A. mellifera has fewer genes for innate immunity, detoxification enzymes, cuticle-forming proteins and gustatory receptors, more genes for odorant receptors, and novel genes for nectar and pollen utilization, consistent with its ecology and social organization. Compared to Drosophila, genes in early developmental pathways differ in Apis, whereas similarities exist for functions that differ markedly, such as sex determination, brain function and behaviour. Population genetics suggests a novel African origin for the species A. mellifera and insights into whether Africanized bees spread throughout the New World via hybridization or displacement.

This paper reviews conflicts between biodiversity conservation and agricultural activities in agricultural landscapes and evaluates strategies to reconcile such conflicts. Firstly, a historical perspective on the development of conflicts related to biodiversity in agricultural landscapes is presented. Secondly, recent trends in agricultural policies of the European Union that contribute to biodiversity decline in agricultural landscapes are considered. Three major processes responsible for creating biodiversity-related conflicts are described: the intensification of agriculture, the abandonment of marginally productive but High Nature Value Farmland, and the changing scale of agricultural operations. Conflicts created by these processes and approaches to their reconciliation are identified, emphasizing the need for monitoring as an integral part of conflict reconciliation strategies. A generic approach comprising three types of monitoring is developed for measuring success of reconciliation strategies: monitoring of the intensity of the conflict between stakeholders, of the social and economic effects on farmers, and of the status and trends in biodiversity. Surprisingly, we found no evidence in the literature that the first type of monitoring has ever been undertaken for biodiversity-related conflicts in agricultural landscapes. For each type of monitoring, suitable indicators are outlined. Finally, challenges for conflict management in agricultural landscapes are summarized.

The first generation of genome sequence assemblies and annotations have had a significant impact upon our understanding of the biology of the sequenced species, the phylogenetic relationships among species, the study of populations within and across species, and have informed the biology of humans. As only a few Metazoan genomes are approaching finished quality (human, mouse, fly and worm), there is room for improvement of most genome assemblies. The honey bee (Apis mellifera) genome, published in 2006, was noted for its bimodal GC content distribution that affected the quality of the assembly in some regions and for fewer genes in the initial gene set (OGSv1.0) compared to what would be expected based on other sequenced insect genomes. Here, we report an improved honey bee genome assembly (Amel_4.5) with a new gene annotation set (OGSv3.2), and show that the honey bee genome contains a number of genes similar to that of other insect genomes, contrary to what was suggested in OGSv1.0. The new genome assembly is more contiguous and complete and the new gene set includes ~5000 more protein-coding genes, 50% more than previously reported. About 1/6 of the additional genes were due to improvements to the assembly, and the remaining were inferred based on new RNAseq and protein data. Lessons learned from this genome upgrade have important implications for future genome sequencing projects. Furthermore, the improvements significantly enhance genomic resources for the honey bee, a key model for social behavior and essential to global ecology through pollination.

The shift from solitary to social behavior is one of the major evolutionary transitions. Primitively eusocial bumblebees are uniquely placed to illuminate the evolution of highly eusocial insect societies. Bumblebees are also invaluable natural and agricultural pollinators, and there is widespread concern over recent population declines in some species. High-quality genomic data will inform key aspects of bumblebee biology, including susceptibility to implicated population viability threats.We report the high quality draft genome sequences of Bombus terrestris and Bombus impatiens, two ecologically dominant bumblebees and widely utilized study species. Comparing these new genomes to those of the highly eusocial honeybee Apis mellifera and other Hymenoptera, we identify deeply conserved similarities, as well as novelties key to the biology of these organisms. Some honeybee genome features thought to underpin advanced eusociality are also present in bumblebees, indicating an earlier evolution in the bee lineage. Xenobiotic detoxification and immune genes are similarly depauperate in bumblebees and honeybees, and multiple categories of genes linked to social organization, including development and behavior, show high conservation. Key differences identified include a bias in bumblebee chemoreception towards gustation from olfaction, and striking differences in microRNAs, potentially responsible for gene regulation underlying social and other traits.These two bumblebee genomes provide a foundation for post-genomic research on these key pollinators and insect societies. Overall, gene repertoires suggest that the route to advanced eusociality in bees was mediated by many small changes in many genes and processes, and not by notable expansion or depauperation.

For bees, many roads lead to social harmony Eusociality, where workers sacrifice their reproductive rights to support the colony, has evolved repeatedly and represents the most evolved form of social evolution in insects. Kapheim et al. looked across the genomes of 10 bee species with varying degrees of sociality to determine the underlying genomic contributions. No one genomic path led to eusociality, but similarities across genomes were seen in features such as increases in gene regulation and methylation. It also seems that selection pressures relaxed after the emergence of complex sociality. Science , this issue p. 1139

Microbial pathogens are thought to have a profound impact on insect populations. Honey bees are suffering from elevated colony losses in the northern hemisphere possibly because of a variety of emergent microbial pathogens, with which pesticides may interact to exacerbate their impacts. To reveal such potential interactions, we administered at sublethal and field realistic doses one neonicotinoid pesticide (thiacloprid) and two common microbial pathogens, the invasive microsporidian Nosema ceranae and black queen cell virus (BQCV), individually to larval and adult honey bees in the laboratory. Through fully crossed experiments in which treatments were administered singly or in combination, we found an additive interaction between BQCV and thiacloprid on host larval survival likely because the pesticide significantly elevated viral loads. In adult bees, two synergistic interactions increased individual mortality: between N. ceranae and BQCV, and between N. ceranae and thiacloprid. The combination of two pathogens had a more profound effect on elevating adult mortality than N. ceranae plus thiacloprid. Common microbial pathogens appear to be major threats to honey bees, while sublethal doses of pesticide may enhance their deleterious effects on honey bee larvae and adults. It remains an open question as to whether these interactions can affect colony survival.

The microsporidium Nosema ceranae is a newly prevalent parasite of the European honey bee (Apis mellifera). Although this parasite is presently spreading across the world into its novel host, the mechanisms by it which affects the bees and how bees respond are not well understood. We therefore performed an extensive characterization of the parasite effects at the molecular level by using genetic and biochemical tools. The transcriptome modifications at the midgut level were characterized seven days post-infection with tiling microarrays. Then we tested the bee midgut response to infection by measuring activity of antioxidant and detoxification enzymes (superoxide dismutases, glutathione peroxidases, glutathione reductase, and glutathione-S-transferase). At the gene-expression level, the bee midgut responded to N. ceranae infection by an increase in oxidative stress concurrent with the generation of antioxidant enzymes, defense and protective response specifically observed in the gut of mammals and insects. However, at the enzymatic level, the protective response was not confirmed, with only glutathione-S-transferase exhibiting a higher activity in infected bees. The oxidative stress was associated with a higher transcription of sugar transporter in the gut. Finally, a dramatic effect of the microsporidia infection was the inhibition of genes involved in the homeostasis and renewal of intestinal tissues (Wnt signaling pathway), a phenomenon that was confirmed at the histological level. This tissue degeneration and prevention of gut epithelium renewal may explain early bee death. In conclusion, our integrated approach not only gives new insights into the pathological effects of N. ceranae and the bee gut response, but also demonstrate that the honey bee gut is an interesting model system for studying host defense responses.