Бджоли і трансгенні рослини

У рослинах можуть бути вбудовані генами ділянки, що кодують білки-інгібітори протеїназ, які пригнічують протеолітичні ферменти травного тракту. В результаті цього шкідники не в змозі перетравлювати білки і гинуть від голодування. Інгібітори протеїназ можуть бути ізольовані з рослин, тварин і комах. Вони впливають на специфічні протеїнази: цістеін- і серин-протеази - або мають подвійну дію. У бджіл переважають серин-протеази. При споживанні 25% білка з пилком бджола отримує від 0,04 до 4% інгібітора протеаз з трансгенної рослини. Дані за змістом цієї групи трансгенів в пилку і нектарі відсутні.

Очищений соєвий інгібітор трипсину Bowman-Birk (BBI) випробовувався в основному на старих, фуражири бджолах. Концентрація 1,0 0,1 0,01 і 0,001 мг / мл цукрового сиропу не впливала на тривалість життя 7- і 15-денних бджіл при спостереженні протягом 4 діб (96 год) - при тривалому спостереженні концентрація 1 і 0, 1 мг / мл сиропу приводила до збільшення смертності, зниження активності трипсину і хімотрипсину в кишечнику, змінювала рефлекс витягування хоботка бджолою на корм, знижувала здатність бджіл до збору нектару. Втрата рефлексу зберігалася протягом 13 днів у 15-денних бджіл після згодовування їм 26 мкг / мл корми, а при концентрації 1 мг / мл рефлексу не було 15 днів (L.Jouanin et al., 1998 JAMalone, MH.Pham Delegue , 2001- і ін.).

У лабораторних дослідах при концентрації 1% -ного соєвого інгібітора трипсину Kunitz (SBTJ) збільшувалася загибель личинок бджіл, знижувалося розвиток їх і виходять з осередків бджіл (H.F.Brodsgaard et al., 2001, 2003). При вмісті в 1 мл цукрового сиропу 10 5 або 1 мг досліджуваного інгібітору спостерігалася прискорена загибель молодих бджіл, знижувалася активність ендопептідаз (трипсин, хімотрипсин, еластаза) кишечника- екзапептідаза (лейцин-амінопептідазу) достовірно зростала при всіх згодовуваних концентраціях. Концентрація інгібітора 0,1 і 0,01 мг / мл цукрового сиропу охоче споживалася бджолами, при короткочасному спостереженні тривалість їх життя не змінювалася. Але з часом, при концентрації 0,1 мг / мл, їхнє життя скорочувалася за рахунок компенсаторного відновлення протеїназ середньої кишки в результаті використання амінокислот білків тіла бджоли. 0,1 і 1% SBTJ за 10 днів достовірно знижували середню масу і діаметр часточок гіпофарінгіальних залоз робочих бджіл (D.Babendreier, 2003- D.Babendreier et al., 2005, 2005a). При високих дозах (10 мг / г пилку) відзначений низький поведінковий рефлекс на корм. Інгібітор знижував тривалість життя джмелів, придушував еластазоподобную активність і хімотрипсин, знижував рівень трипсину кишечника, але лейцин-амінопептідазу не змінився (L.A.Malone et al., 2001 L.A.Malone, M.H.Pham-Delegue, 2001).

Інгібітор трипсину з коров`ячого гороху Vigna sinensis (CpTJ) при згодовуванні 11 мкг на 1 бджолу і ін`єкції 0,5 мкг на 1 бджолу не впливав на виживання протягом 24 і 48 ч 10-денних бджіл. При дозах 1 5 і 10 мкг / мл цукрового сиропу нюховий рефлекс бджіл знижувався (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

Інгібітори протеїнази 1 і 2 з томатів (РОТ-1 і РОТ-2) в концентраціях 2 мг / г пилку і 0,1 мг / мл сиропу не впливають на тривалість життя при короткочасному спостереженні. 2 мг / мл сиропу і 10 мг / г пилку РОТ-1 знижував активність трипсину і хімотрипсину в середній кишці, але не змінював еластазу на 8-й день після згодовування молодим бджолам, в пилку препарат діяв сильніше, ніж в сиропі.

РОТ-2 достовірно знижував все ендопептідази на 3-й і 8-й день незалежно від дози і корми.

Випробування в облетніке на п`яти сортах генно-модифікованого (OC-I) олійного ріпаку і нормального ріпаку показали відсутність відмінностей у відвідуванні бджолами культур, тривалості візиту, середнього часу, що витрачається бджолою на квітку (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

Отже, що знаходяться в трансгенних рослинах деякі інгібітори протеїнази в випробовуваних концентраціях були небезпечні для бджіл. Необхідні подальше їх вивчення, визначення концентрації трансгенів в різних частинах рослин, польові досліди з бджолами.

Вплив інших синтезованих трансгенними рослинами білків на бджіл вивчено ще недостатньо. Гени, що кодують хітіноразрушающіе ензими (хітинази), ізольовані з рослин, комах і ентомопатогенних мікроорганізмів. Хітин є важливим компонентом комах і грибів.

При згодовуванні 10-денним бджолам протягом доби 11 мкг хітинази і ін`єкції 1,6-9 мкг на 1 бджолу комахи жили протягом 24 і 48 ч. Бджоли, що одержували хітинази з розрахунку 1 5 і 10 мкг / мл в цукровому сиропі, зберігали рефлекс витягування хоботка на корм. У облетніке вони однаково брали чистий цукровий сироп і сироп з додаванням 1,3 мг / мл хітинази, але число відвідувань при розведенні хітинази в 100 і 1000 разів було в 4 рази нижче, хоча відмінностей в масі зібраного продукту не встановлено.

На трансгенному олійному ріпаку число відвідувань, час перебування на квітці і кількість зібраного нектару не відрізнялися від контрольних рослин. На жаль, відсутні дані впливу хітинази на розплід бджіл, де негативний ефект найбільш імовірний.

Потенційним трансгенним продуктом проти комах - шкідників рослин може бути біотин - пов`язані білки, з яких відомі авидин з курчат і стрептовідін з бактерій. Пилок природних рослин містить 0,16-2,4 мкмоль цього вітаміна- перга - 1,83 мкмоль. Згодовування бджолам 6 7- 11,2 або 20 мкг авідіна з пилком не впливало на споживання корму, тривалість їх життя, середній діаметр і масу гіпофарінгіальних залоз, вміст білка в тілі. Личинки, які одержували в перші два дні 164 мкг авідіна в 1 мг пилку, а в подальшому 880 мкг / мг, виживали і розвивалися нормально (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001- L.A.Malone et al., 2002, 2004).

Для боротьби з бур`янами в трансгенні рослини вводиться ген, що кодує білок глюфозінат-ензим, який розкладає гербіциди. Трансгенний гербіцид - стійкий олійний ріпак не впливав на смертність робочих бджіл, активність фуражування, перевагу рослин, стан сімей бджіл (N.Chaline et al., 1999). До перспективних також відносяться гени, що кодують лектини і отрути павуків (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).

У зв`язку з трансгенними рослинами гостро постає питання про продукти бджільництва. Згідно з регламентом ЄС 49/2000 продукти харчування, що містять менше 1% генно-модифікованих компонентів, які не маркуються. Мед, на думку S.Bogdanov et al. (2003), містить 0,1% пилку і тому не вимагає спеціальних досліджень на наявність трансгенного продукту. Однак при цьому не враховується можливість потрапляння їх з нектару. Разом з тим дослідження, проведені в Німеччині, показали, що трансгенні продукти можуть потрапляти в мед і іншим шляхом. При вивченні 10 зразків шести марок спеціально готуються підгодівлі для бджіл, куди в якості джерела білка додавали соєве борошно, в продуктах (5 зразків) виявлені генно-модифіковані матеріали в межах допустимих норм (менше 1%). Мікроскопія центрифужних опадів 389 проб меду показала наявність в 23 пробах (5,9%) характерних для соєвих бобів фрагментів у вигляді рибних лусочок. В результаті подальших досліджень 19 проб меду в 11 встановлено трансгенний матеріал (R.Siede et al., 2005). Невідомо вплив трансгенних продуктів на ступінь зрілості квіткового меду, його показники інвертази, діастази (амілази), цукрів- немає даних по падевий медам. Безумовному дослідженню на наявність трансгенів повинні піддаватися заготовлювані пилок і перга, використовувані в медицині, а також для підгодівлі бджіл, джмелів, виготовлення для них кормів. Зовсім не вивчені потрапляння трансгенних продуктів в прополіс, маточне молочко і їх вплив на бджолину отруту і віск. Світовий досвід показує, що селянські господарства нерідко висівають насіння фуражного трансгенного зерна (кукурудза), не призначеного для використання в продуктах харчування.

6 вересня 2011 року Верховний суд Європейського союзу (ЄС) в Люксембурзі постановою С-442/09 заборонив збут в ЄС меду без попереднього проведення аналізів на відсутність в ньому пилку ГМО і без відповідного маркування готової продукції. Таке рішення було прийнято в зв`язку з позовом баварського бджоляра, пасіка якого розташовувалася по сусідству з посівами генно-модифікованої кукурудзи, і мед виявився забрудненим пилком цієї культури. Передбачається, що ця постанова дозволить європейським бджолярам надалі пред`являти позови до виробників ГМО.

Визначення дії трансгенних рослин на бджіл і інших комах-запилювачів будується на даних лабораторних дослідів з чистим трансгенним продуктом. Характер дослідів залежить від природи трансгени і його дії. Основним об`єктом дослідження є пилок, хоча необхідні також дані по нектару, секретам (смоли, камедь) рослин, виділенням афід, використовуваним бджолами при зборі паді. Важливо знати розподіл трансгена в цих продуктах, що дозволяє орієнтуватися в обраних дозах. Слід враховувати особливості споживання і травлення комах. Пилок необхідна личинкам бджіл з 3-денного віку, споживання її йде в зростаючому обсязі до моменту запечатування осередки стільника. Цей продукт важливий для молодих дорослих бджіл для розвитку і функціонування їх залоз, в тому числі гіпофарінгіальних, секретом яких вони вигодовують молодих личинок і матку. Кошти, виділені залозами инвертаза і амілаза використовуються бджолами для переробки нектару в мед. Від своєчасного надходження повноцінної пилку в вулик залежать функціонування воскових залоз і воскостроітельная діяльність бджіл. Вступники в організм молодих бджіл білки важливі для побудови захисних білків гемолімфи (лізоцим, апідіціни і ін.), Жирового тіла, що визначає тривалість життя. З переходом бджіл до льотної діяльності комахи використовують вже накопичені білки і споживання пилку практично припиняється, однак початок яйцекладки маткою навесні залежить від зберігаються запасів перги у вулику. Джмелі харчуються пилком протягом усього життя.

Єдина розроблена методика з дослідження впливу трансгенних рослин на бджіл (джмелів) відсутній. Наявні експериментальні дані і спостереження за впливом трансгенів на бджіл уривчасті і неповні. Відсутні відомості по тривалому впливу сублетальлними доз трансгенних продуктів на підготовку і здатність до зимівлі сімей бджіл і подальшому розвитку, їх вплив на клітинні і гуморальні фактори імунітету у бджіл, впливу на матку і трутнів.

Одним з відкритих питань залишається вплив трансгенних рослин на мікрофлору. Так, одна рослина кукурудзи дає в середньому 1 г пилку, за вегетацію на 1 га грунту потраплятиме 6 г Bt-токсину (О.А.Монастирскій, 2002), який контактує з бактеріями грунту. Дослідження кишкової флори людей, які отримували модифіковану сою, показали, що одна з 3 тис. Бактеріальних клітин включає трансгенний продукт (О.А.Разбаш і ін., 2002). Джерелом патогенних для бджіл спіроплазма є квітки рослин, з листя рослин виділено збудник американського гнилизна. Багатьох патогенів бджіл в неблагополучних сім`ях цих комах встановлюють в які перебувають у вуликах перзі і меді. Вплив трансгенних продуктів на них неясно.

Серед незапланованих ефектів трансгенів при вставці геномів ентомопатогенних вірусів в рослини вказується на можливість виникнення нових патогенів, в тому числі небезпечних для корисних комах (О.А.Разбаш і ін., 2002).

Можливість виникнення плейотропних ефектів в трансгенних рослинах, поширення трансформованих генів в природі викликають необхідність створення спеціальної служби стеження. Такий далеко не повний перелік проблем, які підлягають вивченню в XXI столітті.

О.Ф.ГРОБОВ, А.Н.СОТНІКОВ

ВІЕВ

Р.Т.КЛОЧКО, С.Н.ЛУГАНСКІЙ

ВНІІВСГЕ

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі