Новости

Дата публикации: 9.10.2012

Пчелы и трансгенные растения

В результате этого вредители не в состоянии переваривать белки и погибают от голодания. Ингибиторы протеиназ могут быть изолированы из растений, животных и насекомых. Они воздействуют на специфи­ческие протеиназы: цистеин- и серин-протеазы — или обладают двойным действи­ем. У пчел преобладают серин-протеазы. При потреблении 25% белка с пыльцой пчела получает от 0,04 до 4% ингибитора протеаз из трансгенного растения. Данные по содержанию этой группы трансгенов в пыльце и нектаре отсутствуют.

Очищенный соевый ингибитор трипсина Bowman-Birk (ВВI) испытывапся в основ­ном на старых, фуражирующих пчелах. Концентрация 1,0; 0,1; 0,01 и 0,001 мг/мл сахарного сиропа не влияла на продолжи­тельность жизни 7- и 15-дневных пчел при наблюдении в течение 4 сут. (96 ч); при длительном наблюдении концентрация 1 и 0,1 мг/мл сиропа приводила к увеличению смертности, снижению активности трипси­на и химотрипсина в кишечнике, изменяла рефлекс вытягивания хоботка пчелой на корм, снижала способность пчел к сбору нектара. Потеря рефлекса сохранялась в течение 13 дней у 15-дневных пчел после скармливания им 26 мкг/мл корма, а при концентрации 1 мг/мл рефлекса не было 15 дней (L.Jouanin et al.,1998; J.A.Malone,M-H.Pham, 2001; и др.).

В лабораторных опытах при концентра­ции 1%-ного соевого ингибитора трипсина Kunitz (SBTJ) увеличивалась гибель личи­нок пчел, снижалось развитие их и выхо­дящих из ячеек пчел (H.F.Brodsgaard et al., 2001, 2003). При содержании в 1 мл сахар­ного сиропа 10; 5 или 1 мг исследуемого ингибитора наблюдалась ускоренная ги­бель молодых пчел, снижалась активность эндопептидаз (трипсин, химотрипсин, эластаза) кишечника; экзапептидаза (лейцинаминопептидаза) достоверно возрастала при всех скармливаемых концентрациях. Концентрация ингибитора 0,1 и 0,01 мг/мл сахарного сиропа охотно потреблялась пчелами, при кратковременном наблюде­нии продолжительность их жизни не из­менялась. Но со временем, при концен­трации 0,1 мг/мл, их жизнь сокращалась за счет компенсаторного восстановления протеиназ  средней кишки в результате ис­пользования аминокислот белков тела пче­лы. 0,1 и 1% SBTJ за 10 дней достоверно снижали среднюю массу и диаметр долек гипофарингиапьных желез рабочих пчел (D.Babendreier, 2003; D.Babendreier et al., 2005, 2005а). При высоких дозах (10 мг/г пыльцы) отмечен низкий поведенческий рефлекс на корм. Ингибитор снижал про­должительность жизни шмелей, подавлял эластазоподобную активность и химотрип­син, снижал уровень трипсина кишечника, но лейцин-аминопептидаза не изменял­ся (L.Jouanin et al.,2001; J.A.Malone,M-H.Pham-Delegue, 2001).

Ингибитор трипсина из коровьего горо­ха Vigna sinensis (CpTJ) при скармливании 11 мкг на 1 пчелу и инъекции 0,5 мкг на 1 пче­лу не влиял на выживание в течение 24 и 48 ч 10 дневных пчел. При дозах 1; 5 и 10 мкг/мл сахарного сиропа обонятельный рефлекс пчел снижался (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

Ингибиторы протеиназы 1 и 2 из то­матов (РОТ-1 и РОТ-2) в концентрациях 2 мг/г пыльцы и 0,1 мг/мл сиропа не влия­ют на продолжительность жизни при крат­ковременном наблюдении. 2 мг/мл сиро­па и 10 мг/г пыльцы РОТ-1 снижал актив­ность трипсина и химотрипсина в средней кишке, но не изменял эластазу на 8-й день после скармливания молодым пчелам, в пыльце препарат действовал сильнее, чем в сиропе.

РОТ-2 достоверно снижал все эндопептидазы на 3-й и 8-й день независимо от дозы и корма.

Испытания в облетнике на пяти сортах генно-модифицированного (ОС-1) маслич­ного рапса и нормального рапса показали отсутствие различий в посещении пчела­ми культур, продолжительности визита, среднего времени, затрачиваемого пчелой на цветок (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

Следовательно, находящиеся в транс­генных растениях некоторые ингибиторы протеиназы в испытываемых концентра­циях были опасны для пчел. Необходимы дальнейшее их изучение, определение концентрации трансгенов  в различных ча­стях растений, полевые опыты с пчелами.

Влияние других синтезируемых трансген­ными растениями белков на пчел изучено еще слабо. Гены, кодирующие хитиноразрушающие энзимы (хитиназа), изолирова­ны из растений, насекомых и энтомопатогенных микроорганизмов. Хитин является важным компонентом насекомых и грибов.

При скармливании 10-дневным пчелам в те­чение суток 11 мкг хитиназы и инъекции 1,6- 9 мкг на 1 пчелу насекомые жили в течение 24 и 48 ч. Пчелы, получавшие хитиназу из расчета 1; 5 и 10 мкг/мл в сахарном сиропе, сохраняли рефлекс вытягивания хоботка на корм. В облетнике они одинаково брали чис­тый сахарный сироп и сироп с добавлением 1,3 мг/мл хитиназы, но число посещений при разведении хитиназы в 100 и 1000 раз было в 4 раза ниже, хотя различий в массе собранного продукта не установлено.

На трансгенном масличном рапсе число по­сещений, время пребывания на цветке и ко­личество собранного нектара не отличались от контрольных растений. К сожалению, от­сутствуют данные влияния хитиназы на рас­плод пчел, где отрицательный эффект наибо­лее вероятен.

Потенциальным трансгенным продуктом против насекомых — вредителей растений может быть биотин — связанные белки, из которых известны авидин из цыплят и стрептовидин из бактерий. Пыльца естественных растений содержит 0,16-2,4 мкмоля этого ви­тамина; перга— 1,83 мкмоля. Скармливание пчелам 6; 7; 11,2 или 20 мкг авидина с пыль­цой не влияло на потребление корма, про­должительность их жизни, средний диаметр и массу гипофарингиальных желез, содержание белка в теле. Личинки, получавшие в первые два дня 164 мкг авидина в 1 мг пыльцы, а в дальнейшем 880 мкг/мг, выживали и раз­вивались нормально (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001; L.A.Malone, et al., 2002, 2004).

Для борьбы с сорняками в трансгенные рас­тения вводится ген, кодирующий белок глюфозинат-энзим, разлагающий гербициды. Транс­генный гербицид — устойчивый масличный рапс не влиял на смертность рабочих пчел, ак­тивность фуражирования, предпочтительность растений, состояние семей пчел. К перспективным также относят­ся гены, кодирующие лектины и яды пауков L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

В связи с трансгенными растениями остро встает вопрос о продуктах пчеловодства. Со­гласно регламенту ЕС 49/2000 продукты пита­ния, содержащие менее 1% генно-модифицированных компонентов, не маркируются. Мед, по мнению S.Bogdanov et al. (2003), содержит 0,1% пыльцы и потому не требует специальных исследований на наличие трансгенного про­дукта. Однако при этом не учитывается воз­можность попадания их из нектара. Вместе с тем исследования, проведенные в Германии, показали, что трансгенные продукты могут попадать в мед и иным путем. При изучении 10 образцов шести марок специально гото­вящихся подкормок для пчел, куда в качестве источника белка добавляли соевую муку, в продуктах (5 образцов) выявлены генно-измененные материалы в пределах допустимых норм (менее 1%). Микроскопия центрифужных осадков 389 проб меда показала наличие в 23 пробах (5,9%) характерных для соевых бобов фрагментов в виде рыбных чешуек. В результате дальнейших исследований 19 проб меда в 11 установлен трансгенный ма­териал (R.Siede et al., 2005). Неизвестно влия­ние трансгенных продуктов на степень зрелости цветочного меда, его показатели инвертазы, диастазы (амилазы), cахаров; нет данных по падевым медам. Безусловному исследова­нию на наличие трансгенов должны подвер­гаться заготовляемые пыльца и перга, исполь­зуемые в медицине, а также для подкормки пчел, шмелей, изготовления для них кормов. Совершенно не изучены попадание трансген­ных продуктов в прополис, маточное молочко и их влияние на пчелиный яд и воск. Мировой опыт показывает, что крестьянские хозяйства нередко высевают семена фуражного трансгенного зерна (кукуруза), не предназначенного для использования в продуктах питания.

6 сентября 2011 г Верховный суд Европей­ского союза (ЕС) в Люксембурге постанов­лением С-442/09 запретил сбыт в ЕС меда без предварительного проведения анализов на отсутствие в нем пыльцы ГМО и без соот­ветствующей маркировки готовой продукции. Такое решение было принято в связи с иском баварского пчеловода, пасека которого располагалась по соседству с посевами геннамодифицированной кукурузы, и мед оказался загрязненным пыльцой этой культуры. Пред­полагается, что это постановление позволит европейским пчеловодам в дальнейшем предъявлять иски к производителям ГМО.

Определение действия трансгенных расте­ний на пчел и других насекомых-опылителей строится на данных лабораторных опытов с чистым трансгенным продуктом. Характер опытов зависит от природы трансгена и его действия. Основным объектом исследова­ния является пыльца, хотя необходимы также данные по нектару, секретам (смолы, камедь) растений, выделениям афид, используемым пчелами при сборе пади. Важно знать распре­деление трансгена в этих продуктах, что по­зволяет ориентироваться в выбранных дозах. Следует учитывать особенности потребления и пищеварения насекомых. Пыльца необходи­ма личинкам пчел с 3-дневного возраста, по­требление ее идет в возрастающем объеме до момента запечатывания ячейки сота. Этот продукт важен для молодых взрослых пчел для развития и функционирования их желез, в том числе гипофарингиапьных, секретом которых они выкармливают молодых личинок и матку. Выделяемые железами инвертаза и амилаза используются пчелами для переработки не­ктара в мед. От своевременного поступления полноценной пыльцы в улей зависят функцио­нирование восковых желез и воскостроитель- ная деятельность пчел. Поступающие в орга­низм молодых пчел белки важны для постро­ения защитных белков гемолимфы (лизоцим, апидицины и др.), жирового тела, определяю­щего длительность жизни. С переходом пчел к летной деятельности насекомые используют уже накопленные белки и потребление пыль­цы практически прекращается, однако начало яйцекладки маткой весной зависит от храня­щихся запасов перги в улье. Шмели питаются пыльцой в течение всей жизни.

Единая разработанная методика по исследо­ванию влияния трансгенных растений на пчел (шмелей) отсутствует. Имеющиеся экспери­ментальные данные и наблюдения по влиянию трансгенов на пчел отрывочны и неполны. От­сутствуют сведения по длительному воздей­ствию сублетальных доз трансгенных продуктов на подготовку и способность к зимовке семей пчел и последующему развитию, их влияние на клеточные и гуморальные факторы иммунитета у пчел, воздействия на матку и трутней.

Одним из открытых вопросов остается вли­яние трансгенных растений на микрофлору.

Так, одно растение кукурузы дает в среднем 1 г пыльцы, за вегетацию на 1 га почвы будет попадать 6 г Bt-токсина (О.А.Монастырский, 2002), который контактирует с бактериями поч­вы. Исследования кишечной флоры людей, получавших модифицированную сою, показа­ли, что одна из 3 тыс. бактериальных клеток включает трансгенный продукт (О.А.Разбаш и др., 2002). Источником патогенных для пчел спироплазм являются цветки растений, с ли­стьев растений выделен возбудитель амери­канского гнильца. Многих патогенов пчел в неблагополучных семьях этих насекомых уста­навливают в находящихся в ульях перге и меде. Влияние трансгенных продуктов на них неясно.

Среди незапланированных эффектов транс­генов при вставке геномов энтомопатогенных вирусов в растения указывается на воз­можность возникновения новых патогенов, в том числе опасных для полезных насекомых (О.А.Разбаш и др., 2002).

Возможность возникновения плейотропных эффектов в трансгенных растениях, распро­странение трансформированных генов в при­роде вызывают необходимость создания спе­циальной службы слежения. Таков далеко не полный перечень проблем, подлежащих из­учению в XXI веке.

О.Ф.ГРОБОВ, А.Н.СОТНИКОВ

виэв

Р.Т.КЛОЧКО, С.Н.ЛУГАНСКИЙ

вниивсгэ

 
Пчеловодство и пчёлы