Природные антимикробные препараты из пыльцы могут помочь защитить пчелиные колонии от инфекций

от

Пчелиный улей с его большими запасами пыльцы, воска и мёда подобен крепости, охраняющей сокровища: надёжная защита, но и лакомый кусок для врагов, которые могут её преодолеть. Известно более 30 паразитов медоносных пчёл, включая простейших, вирусы, бактерии, грибы и членистоногих — и их число продолжает расти. В результате пчеловоды постоянно ищут новые способы защиты своих драгоценных ульев.

Команда исследователей из США предположила, что новый богатый источник экологически чистых средств лечения пчелиных болезней может быть прямо у них под носом: в собранной пчёлами пыльце. Они рассудили, что так называемые эндофиты, симбиотические бактерии и грибы, живущие внутри большинства растительных тканей, должны получать выгоду, когда их хозяева подвергаются опылению. Это могло бы стать стимулом для эволюции у этих микробов соединений, поддерживающих здоровье опылителей их хозяев.

И теперь они доказали, что их предположение верно.

«Мы обнаружили, что одни и те же полезные бактерии встречаются в запасах пыльцы пчелиных семей и на пыльце близлежащих растений», — сказал доктор Дэниел Мэй, преподаватель Вашингтонского колледжа в Мэриленде, США, и автор соответствующей статьи в журнале «Frontiers in Microbiology».

«Мы также показали, что эти бактерии производят сходные антимикробные соединения, которые убивают патогены пчёл и растений, что делает их отличной отправной точкой для разработки новых методов лечения сельскохозяйственных культур и ульев».

Мэй и его коллеги сосредоточились на бактериях из типа актинобактерий, которые являются источником двух третей антибиотиков, используемых в настоящее время в клинической практике.

С апреля по июнь 2021 года они собирали пыльцу с 10 местных видов растений в Природном заповеднике на берегу озера в Университете Висконсин-Мэдисон. Они также собрали пыльцу из запасов близлежащего улья медоносных пчёл.

Авторы выделили 16 штаммов актинобактерий из растений и 18 штаммов из запасов пыльцы в улье. Секвенирование ДНК и генома показало, что одни и те же или близкородственные виды встречаются в обоих типах образцов.

Большинство (72%) принадлежали к роду Streptomyces, который является источником многих соединений, используемых в медицине и сельском хозяйстве, например, в качестве антибиотиков или противоопухолевых и противопаразитарных препаратов. Некоторые из ближайших родственников видов Streptomyces, обнаруженных здесь, в настоящее время изучаются в других местах как потенциальные источники соединений против болезней сельскохозяйственных растений.

Авторы провели «конкурентоспособные анализы», в которых известные патогены выращивались вместе с выделенными здесь Streptomyces. Почти все они оказались эффективными ингибиторами плесени Aspergillus niger, которая может вызывать заболевание пчёл, называемое каменным расплодом.

Отдельные штаммы также оказались умеренно или сильно активными против двух бактериальных патогенов пчёл, Paenibacillus larvae и Serratia marcescens, а также против трёх патогенов сельскохозяйственных культур, Erwinia amylavora, Pseudomonas syringae и Ralstonia solanaceum.

«Мы выделили одни и те же бактерии Streptomyces из цветов, пчёл, покрытых пыльцой, покидающих цветы, и ульев. Из наших результатов мы делаем вывод, что эндофитные актинобактерии на пыльцевых зёрнах подхватываются пчёлами-опылителями и возвращаются в улей в запасах пыльцы, где они помогают защитить колонию от болезней», — сказал Мэй.

Авторы нашли в геноме секвенированных видов чёткие доказательства того, что они действительно являются эндофитами, а не живут в свободной, бессистемной ассоциации с растениями. У них есть гены, кодирующие ферменты, которые позволяют Streptomyces колонизировать растительные ткани, вырабатывать гормоны для ускорения роста хозяина или собирать металлы вокруг корней.

Результаты подтвердили, что в эндофитах остаётся обнаружить большое разнообразие интересных биологически активных соединений, многие из которых могут помочь нам сохранить здоровье пчёл. Они также предполагают, что ландшафт, богатый видами растений, полезен для пчёл, поскольку обеспечивает большее разнообразие доступных им актинобактериальных эндофитов.

«В будущем лечение пчелиных болезней может заключаться в простом введении в ульи нужных полезных бактерий для борьбы с конкретными патогенами», — заключил Мэй.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте