Портал AGRO XXI ознакомился со статьей коллектива ученых из Университета Гвельфа, Канада, в которой авторы объясняют принципы отбора медоносных пчел на устойчивость к опаснейшему паразиту.
Как клещ Варроа вредит пчелам
Клещ Varroa destructor признан самым вредоносным паразитом западной медоносной пчелы (Apis mellifera L.) и связан с высокими потерями колоний во всем мире, в основном в северном полушарии. Клещ Варроа в основном питается жировой тканью тела и гемолимфой медоносных пчел и снижает вес медоносной пчелы, иммунные реакции, продолжительность жизни и производство меда.
Еще одним фактором пагубного воздействия клеща является его слюна, которая содержит вирусы, включая вирус деформированного крыла (англ.Deformed Wing Virus – DWV). Она также содержит токсичный белок Varroa, который может повышать уровень DWV у пчел.
Вирус деформированного крыла может размножаться внутри клеща и передаваться паразитом медоносным пчелам. Эта вирусная инфекция иногда вызывает деформацию тел и крыльев у выводков и часто связана с сокращением продолжительности жизни взрослых особей.
Следовательно, как клещ Варроа, так и вирус деформированного крыла связаны со смертностью медоносных пчел и потерями колоний. Кроме того, зимние условия северного климата, например, в Канаде, усиливают воздействие Varroa и DWV.
Почему растет актуальность селекции пчел на варроатоз и как она проводится
Большинство пчеловодов контролируют заражение колоний клещами Varroa с помощью синтетических акарицидов, но паразит может развить устойчивость к ним, что ставит под угрозу их эффективность.
Соответственно, необходимо иметь альтернативные стратегии контроля, одной из которых является селекция на устойчивость к клещам Варроа.
Одним из механизмов, который был связан с устойчивостью к варротатозу, является поведение ухода, когда пчелы кусают и вытесняют клещей из своих тел, и это использовалось для отбора популяций медоносных пчел, таких как генотип «клещекусающий».
Другим механизмом является гигиеническое поведение, с помощью которого пчелы идентифицируют и удаляют из своих ячеек не только больной или мертвый расплод, но и расплод, зараженный Varroa, и это использовалось для отбора популяций медоносных пчел как «генотип гигиены».
Наконец, выбор генотипов пчел для более низкого уровня заражения клещами можно определить по отмиранию клещей в колонии для измерения уровня заражения клещами с течением времени (т. е. более низкого роста популяции клещей Варроа).
Программа разведения проводилась в Центре исследований медоносных пчел (HBRC), Университет Гвельфа, Онтарио, Канада, на основе предыдущих исследований.
Вкратце, популяции клещей в колониях определялись путем подсчета количества клещей Varroa , упавших на липкие доски в течение трех дней, которое затем делилось на три, чтобы определить среднее значение за день. Рост популяции клещей определялся путем сравнения количества упавших клещей ранней весной (май) и 15 недель спустя в конце лета (август). Три колонии с самым низким ростом популяции Varroa (LVG) и три с самым высоким ростом популяции Varroa (HVG) были отобраны для каждого поколения.
Эти колонии были обработаны против клеща Варроа полосками амитраза в начале осени, чтобы обеспечить их выживание зимой. Следующей весной было выращено более 100 маток для каждого генотипа, прививая личинки из выбранных колоний для создания каждого поколения.
Выращенным маткам позволяли спариваться на общем «спаривательном дворе», который был изолирован не менее чем в 5 км от других пасек и окружен колониями штамма Buckfast, производящими трутней.
Для получения каждого поколения не менее 100 колоний на 10 пасеках были лишены маток, а затем каждая была разделена поровну на две половины, одна из которых получала матку LVG в расплодной камере, а другая — матку HVG в другой расплодной камере. Такая практика гарантировала схожие начальные уровни клещей, а также популяции колоний и условия пасеки для обоих генотипов. За колониями, полученными от введенных маток, ухаживали одинаково в течение всего сезона и проверяли на рост популяции клещей Варроа.
Двадцать случайно выбранных колоний на генотип третьего поколения были оценены на предмет уровня заражения Varroa у взрослых пчел и расплода на основе количества прикрепленных клещей на 100 пчел и количества ячеек расплода, зараженных клещами, на 100 ячеек соответственно. Эти оценки проводились в конце лета. Для взрослых особей приблизительно 300 пчел были собраны из гнезда расплода каждой колонии, помещены в 100 мл 70% этанола и обработаны для определения количества клещей на 100 пчел. Для расплода приблизительно 200 ячеек расплода рабочих пчел, содержащих куколки с розово-фиолетовыми глазами, были открыты и рассчитан процент расплода, зараженного клещами, на 100 ячеек.
По крайней мере 15 взрослых пчел были собраны в конце лета из гнезда расплода трех случайно выбранных колоний каждого генотипа из третьего поколения селекции. Пчелы были немедленно заморожены при температуре -80 °C, а затем проведены расчеты и сравнения на уровне ДНК, в том числе для расчета числа копий генома DWV.
«В этом исследовании колонии медоносных пчел были выбраны по росту популяции клеща Варроа, а не по уровню заражения Varroa. Измерение уровня заражения взрослых особей и расплода в конце лета может быть менее точным, чем уровень роста, поскольку на уровень клещей влияют многие параметры, такие как статус колонии, количество расплода, сезон или климат. Поэтому популяции клещей измерялись в двух временных точках, поскольку было показано, что определение роста Varroa с разницей не менее 10 недель компенсирует эти факторы путем наблюдения за динамикой размножения клещей», пояснили исследователи.
Отбор в течение трех поколений привел к примерно на 90% более низкому росту популяции Varroa в колониях LVG, чем в колониях HVG.
Кроме того, показатели заражения Varroa в конце лета как расплода, так и взрослых особей были значительно ниже в колониях LVG ( p < 0,01), что также было значительно связано с более низким уровнем заражения вирусом деформации крыла (DWV) ( p < 0,01).
Выживаемость пчел, зараженных Varroa, была почти на 50% выше у пчел LVG по сравнению с пчелами HVG ( p < 0,01). Кроме того, выживаемость колоний зимой была значительно выше у колоний LVG, чем у колоний HVG ( p < 0,05).
«Интересно то, что уровень вариации для заражения колоний HVG был аналогичен значениям LVG для расплода, но не для взрослых особей. Однако большая изменчивость устойчивости Varroa в расплоде может объяснить, почему только первые два поколения расплода, а не последующие, отобранные для низкого роста Varroa , были более устойчивыми, чем те, которые были отобраны для высокого роста Varroa. Вероятно, между вторым и третьим поколениями уровень клещей уже достиг порогового значения в генотипе LVG, который не нанес значительного ущерба колонии, тем самым уменьшив давление отбора для дальнейшего снижения уровня клещей. Кроме того, возможно, что отбор привел к тому, что пчелы LVG и HVG по-разному реагировали на рост популяции клещей из-за условий окружающей среды. Однако оба генотипа были отобраны в одинаковых условиях окружающей среды, а климат в южном Онтарио похож на климат Северной Европы, где проводились программы разведения для устойчивости на варроатоз без сообщений о климатических эффектах на отбор для роста Varroa. В целом, по-видимому, более стабильных результатов можно добиться, выбирая пчел LVG, а не HVG, и хотя рост популяции Varroa третьего поколения для генотипа LVG был ненамного ниже, чем у второго поколения, третье поколение пчел LVG выиграло, имея меньше отклонений от среднего значения (т. е. большую согласованность среди колоний LVG). Отбор пчелиных семей для LVG привел к улучшению здоровья отдельных особей и всей семьи, что продемонстрировало эффективность метода в качестве средства борьбы с клещами Варроа», заключили исследователи.
По статье группы авторов (Альваро Де ла Мора, Пол Х. Гудвин, Берна Эмсен, Пол Г. Келли, Татьяна Петухова, Эрнесто Гусман-Новоа), опубликованной в журнале Animals 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
