Bee (Hymenoptera: Apidae) pollination of Vanilla planifolia in Florida and their potential in commercial production

Abstract

Male orchid bees are known pollinators of some Vanilla species (Orchidaceae), but there is little direct evidence for the pollination of V. planifolia L., the most important source of commercial vanilla. This study was undertaken to determine if the naturalized orchid bee, Euglossa dilemma Bembé & Eltz (Hymenoptera: Apidae), is a pollinator of V. planifolia in Florida, where the orchid is currently being considered as a potential crop. The flowers of V. planifolia were determined to have no nectar. Fragrance from in situ flowers was analyzed and found to contain principally 1-8 cineole and β-ocimene, compounds known to attract some male orchid bees. Timed watches documented pollen removal by a single female orchid bee, but no male orchid bees visited the flowers. Separate applications of 1-8 cineole, that we found in the flowers, and eugenol, which does not occur in the flowers, were made to flowers and baits, but the male orchid bees came only to flowers and baits with eugenol. Eugenol is a known attractant and principal component of many of the perfumes of the orchid mutualists of male E. dilemma. The rapid and intensive visitation and pollination that male E. dilemma bees exhibit towards their mutualist orchids did not occur, indicating V. planifolia is not an orchid mutualist of E. dilemma. During a timed watch, a female worker honey bee, Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae), pollinated a flower by entering it, backing out with pollen on its thorax, then re-entering the flower and exiting without the pollen. Dissection of the flower found pollen on the stigma and the anther cap disarticulated. A female E. dilemma removed pollen from a flower, indicating that she was also a probable pollinator. Morphometric measurements determined there was a good match between the interior dimensions of the tubular lip of the flowers and the thickness of the bodies of both the female orchid bee and honey bee, enabling good contact between the bees and the flowers sexual organs. Season-long fruit set was 0.655%, similar to the 1% or less reported for V. planifolia in its native Mexico range. Although the visitation rates were low, the potential of both the female honey bee and E. dilemma as pollinators of V. planifolia cultivated in screen houses is considered. Managed honey bees for pollination of vanilla appears to have more potential and it could reduce the need for expensive hand pollination, if sufficient pollination rates could be achieved.

Resumen

Las abejas macho de las orquídeas son polinizadores conocidos de algunas especies de Vanilla (Orchidaceae), pero hay poca evidencia directa de la polinización de V. planifolia L., la fuente más importante de vainilla comercial. Se realizó este estudio para determinar si la abeja de las orquídeas naturalizada, Euglossa dilemma Bembé & Eltz (Hymenoptera: Apidae), es un polinizador de V. planifolia en la Florida, donde actualmente se considera a la orquídea como un cultivo potencial. Se determinó que las flores de V. planifolia no tenían néctar. Se analizó la fragancia de las flores in situ y se encontró que contenía principalmente de 1 a 8 cineol y β-ocimeno, compuestos que se sabe atraen a algunas abejas orquídeas macho. Relojes cronometrados documentaron la eliminación de polen por parte de una sola abeja orquídea hembra, pero ningún abeja orquídea macho visitó las flores. Se hicieron aplicaciones separadas a las flores y los cebos de 1-8 cineol, que encontramos en las flores, y eugenol, que no se encuentra en las flores, pero las abejas orquídeas macho solo llegaron a flores y cebos con eugenol. El eugenol es un conocido atrayente y componente principal de muchos de los perfumes de las orquídeas mutualistas del macho E. dilemma. La ausencia de visita y polinización rápida e intensiva que las abejas macho de E. dilemma exhiben hacia sus orquídeas mutualistas no ocurrió, lo que indica que V. planifolia no es una orquídea mutualista de E. dilemma. Durante una vigilancia cronometrada, una abeja melífera, Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae), polinizó una flor entrando en ella, saliendo con polen en su tórax, luego volvió a entrar en la flor y salió sin polen. La disección de la flor encontró polen en el estigma y el casquete de las anteras desarticulado. Una hembra de E. dilemma eliminó el polen de una flor, lo que indica que ella también era una probable polinizadora. Las mediciones morfométricas determinaron que había una buena coincidencia entre las dimensiones interiores del labio tubular de las flores y el grosor de los cuerpos tanto de la abeja orquídea hembra como de la abeja melífera, lo que permitió un buen contacto entre las abejas y los órganos sexuales de las flores. El cuajado de frutos durante toda la temporada fue del 0,655 %, similar al 1 % o menos reportado para V. planifolia en su área de distribución nativa de México. Aunque las tasas de visitas fueron bajas, se considera el potencial de la abeja melífera y de la hembra de E. dilemma como polinizadores de V. planifolia cultivada en invernaderos. Las abejas melíferas manejadas para la polinización de la vainilla parecen tener más potencial y podrían reducir la necesidad de una costosa polinización manual, si se pudieran lograr tasas de polinización suficientes.

Key Words: agriculture; Apis mellifera; Euglossa dilemma; orchid

View this article in BioOne