Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние экдистерона на развитие и жизнедеятельность медоносных пчел

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние экдистерона на развитие и жизнедеятельность медоносных пчел"

оа

да

На правах рукописи

III апгараева Г у зел ь Саб и ров и а

Влияние экдистероиа на развитие и жизнедеятельность [медоносных пчел

03.00.13 - физиология человека и жиротнмх

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Г" о

2 3

УФА - 1998

Работа выполнена в Институте нефтехимии и катализа Академии на> Республики Башкортостан и Уфимского научного цпнтра Российской ака» мии наук

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

доктор химических наук У.Л. Балтаев

доктор биологических наук В.Т.Какпаков

доктор биологических наук, профессор Р.Н.Уельданов

кандидат биологических наук, М.М.Акчурин

Ведущее учреждение: Башкирский государственный <

университет

Защита диссертации состоится " " $'¿¿¿€£¿>1% 1998 г (О ч. на заседании Диссертационного Совета К.120.^7.02. в Башк ском государственном аграрном университете по адресу: 450001, г.У ул.50 лет Октября, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 11 3 " 1998г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.в.н. доцент

Ф.А.Каримои

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из объектов национально:" гордости и .остояния Республики Башкортостан наряду с нефтью и рудой, являются шелы и продукты их жизнедеятельности, в первую очередь, мед. Уникаль-:ость и высокое качество башкирского меда подтверждается многочислен-ыми наградами различных международных конгрессов и выставок. Учиты-ая важность этой отрасли сельского хозяйства, в Республике Башкортостан ринят Закон "О пчеловодстве", одной из основных статей которого являет-я сохранение генофонда и расширение воспроизводства башкирских пчел, крепление и совершенствование пчеловодства республики.

Для повышения иммунитета пчел, устойчивости к стрессовым факто-ам и лечения заболевании внимание ученых и практиков все больше припекают препараты, созданные на основе биологически активных веществ, ыделяемых из растительных источников, которые являются природными налогами соединений, вырабатываемых в организме самих насекомых. Эк-истероиды - гормоны линьки насекомых относятся к таким биорегуляторам, ырабатываемые пчелами в период всего развития, они участвуют в регуля-ии метаморфоза, обеспечивают нормальное протекание многих жизненно шных процессов.

Проведение целенаправленных исследований по изучению действия риродных экдистероидов, поиск и разработка методов использования гор-онов линьки насекомых, в частности пчел, с целью создания эффективных репаратов для сельского хозяйства, является актуальной проблемой совре-енной биологии и биоорганической химии.

Цель исследования - изучение влияния экзогенного экдистерона на изнедеятельность семей медоносных пчел и паразитического клеща Уагтоа соЬбош.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие дачи:

1. Изучение сезонных особенностей стимулирующего действия экдистерона (зимовка, рост и развитие пчелосемей в весенне-летний период).

2. Исследование эффектов аппликации экдистерона на различных онтогенетических стадиях развития пчел (влияние на скорость морфогенеза, гонадотропный эффект) й стимуляции приема личинок.

3. Выявление тератогенного действия экдистерона на расплод пчел.

4. Исследование модулирования гормонального фона пчелиного расплода как средства борьбы с эктопаразитом Уагтоа .¡асоЬвош.

Положения, выносимые на защиту. Определен спектр наиболее эф-:ктивного проявления данного биологически активного вещества.

Метод использования экдистерона при искусственном выводе мат которое заключается в непосредственном воздействии его на личинок, д; ных маточное воспитание.

Изменение гормонального статуса пчелиного расплода влияет на с: рость морфогенеза и не приводит к возникновению уродств и гибели пче. ного расплода.

Изучено влияние экзогенного экдистерона на различные стадии он генеза и сезонные особенности его стимулирующего действия.

Модуляция гормонального фона пчелиного расплода с использо^Ш; экдистерона, которая вызывает изменения в скорости морфогенеза и г этом тератогенным эффектом.

' Шучная новнзна работы. Впервые исследовано действие на жиз деятельность медоносных пчел химически чистого биостимулятора - эк, стерона, выделенного из левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthomoi (VVilld) Iljin), серпухи венценосной (Serratula coronata L) и мари белоС(СЬе podium album L). При этом с целью выявления оздоравливающего эффе на весь цикл жизнедеятельности пчелиной семьи, экдистерон применен различных этапах роста и развития медоносных пчел

Обнаружено оздоравливающее и поддерживающее действие экдис рона в период зимовки пчел наиболее эффективно проявляющегося при вместном применении экдистерона и противоварроатозного препарата "] пин".

Разработан и апробирован новый метод применения экдистерона i получении неплодных маток.

При обработке экдистероном открытого пчелиного расплода выявл* укорачивание периода куколочной стадии развития рабочих пчел и сниже! пораженности расплода паразитическим клещом Varroa jâcobsoni.

Практическая значимость. В результате проведенных исследова! действия химически индивидуального экдистерона на жизнедеятельно семей медоносных пчел выявлен практически важный для увеличения прс водительности пчелосемей эффект повышения жизнеспособности и сохра ния силы пчелосемей, прошедших обработку экдистероном перед зимовко

Применение экдистерона в качестве стимулятора при выводе непл ных пчелиных маток увеличивает их вес в однодневном возрасте, что явл; ся важным репродуктивным показателем.

Эффект аппликации экдистерона на определенных стадиях онтоген рабочих пчел может быть использован в качестве основы для разрабо препаратов, оздоравливающих пчелиный расплод.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследс ний доложены на 9-ой международной конференции химии пестици, (Лондон, 1998), 5-ой Международной научно-технической конферем "Наукоемкие химические технологии-98" (Ярославль, 1998), 13-ой Между родной конференции по экдизонам (Йена, 1998).

По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 па-

ента.

Стощщ^^объем диссертации. Диссертация состоит и? введения , рех глав/выводов и списка литературы. Работа изложена на 110 страницах ашинопнсного текста, содержи! 17 таблиц и 12 рисунков. Список литерату-ы включает 166 наименований, из них 137 на иностранных языках.

Представленная работа выполнялась в рамках темы лаборатории выде-ения и идентификации органических соединений Института нефтехимии и атализа Академии наук Республики Башкортостан и Уфимского научного ентра Российской Академии наук "Выделение, идентификация, исследова-ие биологической активности и влияния на поведение насекомых расти-мьных веществ стероидной и терпеноидный структуры" (2.29.8.2. Пригодные феромоны, аттрактанты, репелленты и экдистероиды).

Выражаем благодарность доктору химических наук, профессору, член-эррсспонденту Академии наук Республики Башкортостан В.Н.Одинокову за ¡сазанную научную консультацию в период выполнения работы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводились в лаборатории выделения и идентнфика-«I органических соединений ИНК и на пасеке совхоза им. 60-летия Союза CP Уфимского района Республики Башкортостан. В опытах был использо-ш химически чистый экдистерон (20-гидрокснэкдизон, 1), выделенный из :вэеи сафлоровидной (Rhaponticum carthoir.oides (Willd) Iljin), серпухи вен-;носной (Serratula coronata L) и мари белой (Chenopodium album L).

1

Исследованодействие эклчстерона на разных этапах развития пчело-мей (таблица 1).

Пчелиные семьи, используемые в экспериментах, были подобраны по инципу аналогов; все основные показатели (сила пчелиных семей, количе-

ство расплода и меда, учитываемые в некоторых опытах) на момент начала эксперимента были практически одинаковыми.

Таблица 1

Схема проведения жспершшк пов._

Период сезона Группы Схема формирования групп Учитываемые параметры

1. Влияние экдистерона на жизнеспособность пчелиных семей в период зимовки

Осень-зима Контрольная Опытные Аналоги Сила пчелосемей, количество расплода, кормовые запасы, Заклещеванность

2. Влияние экдистерона на весеннее развитие пчелиных семей

Весна-лето Контрольная Опытные Аналоги Роение

3. Влияние экдистерона на состояние пчелиных семей

Лето Контрольная Опытные Аналоги Изменение силы семей

Влияние экдистерона на качество неплодных пчелиных маток

Весна-лето Контрольная Опытные Прививка с переносом личинок Количество принятых личинок, масса однодневных маток

Влияние экдистерона на развитие расплода

Лето-осень Контрольная Опытные Открытый расплод разного возраста Внешний вид, масса личинок и куколок

Влияние экдистерона на развитие клеща Уаггоа ¡асоЬзош

Лето-осень Контрольная Опытные Открытый расплод одного возраста Количество клещей

Обработка пчелиных семей перед зимовкой

С целью исследования влияния экдистерона на зимовку пчелиных семей по принципу пар аналогов осенью 1995 года были организованы контрольная и опытные группы семей (по 3 семьи в каждой группе), в которых проводились следующие оздоровительные мероприятия. Контрольная группа обрабатывалась только противоварроатозным препаратом "Бипин" согласно инструкции (Инструкция по применению препарата «Бипин», утвержденная Главным управлением ветеренарии Госагропрома СССР от 31.07.89), 1-ая опытная группа обрабатывалась водным раствором "Бипина" (концентрацией 6,25 х 10"3 %), содержащего экдистерон (3 х 10"2 мг/л раствора "Бипин"), 2-ая опытная группа обрабатывалась водным раствором экдистерона (концентрация 3 х 10 2 мг/л). Во всех группах обработка пчел проводилась из расчета 10 мл раствора на улочку пчел.

Перед зимовкой в 1996 год> были организованы контрольная (обработка только препаратом "Бипин") и опытные группы (проводилась совместная обработка противоварроатозным препаратом и экдистероном в различных

шцентрациях). В 1 -ой опытной группе концентрация раствора экдистерона >ставляла 3 х 10 мг/л, во 2-ой опытной группе - 3 х 10"3 м./л, в 3-ей - 3 х I"4 мг/л. Результаты зимовки пчелиных семей ежегодно фиксировались во >емя весенней ревизии.

Подкормка пчелосемей в период весеннего и летнего развития

В начале июня 1996 г. была проведена подкормка пчелосемей кон-юльной группы 50 %-ным сахарным сиропом (1,5 л на семью), пчелосемьям гытной группы скармливалось аналогичное количество сиропа с добавле-»ем экдистерона (концентрация 3 х 10'2 мг на 1 л сиропа). Затем с середины оня до середины июля проводился подсчет вышедших роев.

В конце июля того же года по принципу аналогов были сформированы »нтрольная и три опытные группы по 5 семей в каждой группе. В опытных уппах проводилась подкормка сахарным сиропом с добавлением экди-ерона в концентрациях: в 1-ой опытной группе - 3 х 10"2 мг/л; во 2-ой 3 х 10"3 мг мг/л; в 3-ей - 3 х 10"4 мг/л, из расчета 30 мг на улочку пчел. Се->и пчел контрольной группы получали сахарный снроп в тех же количест-[X. Затем, дважды (через каждый 12 дней) проводился подсчет количества :чатного расплода и силы семей.

Получение и оценка неплодных пчелиных маток

В качестве воспитательниц были выбраны три пчелосемьи, равные по [ле (8-9 улочек), имеющие достаточное количество меда и перги. Вывод ма-'К осуществлялся в нюне-июле 1997 г.

За день до прививки из отобранных семей удаляли плодных маток и армировали «колодцы». Непосредственно перед прививкой гнезда семей -1спитателышц осматривали и удаляли свищевые маточники.

За три дня до прививки в центр гнезда материнской семьи помещали етло-коричневый сот для засева. После вылупления личинок осуществляли швнвки с переносом личинок. Личинки Переносили в восковые мисочки, готовленные при помощи шаблона (деревянной палочки с закругленным тцом диаметром 8,0-^0 мм), прикрепленные к прививочной рамке по мето-• Пратта-Дулитля.

В течение всего времени вывода неплодных маток регулярно удаляли ищевые маточники в семьях - воспитательницах и пополняли зрелым пе-тным расплодом для обеспечения молодыми пчелами-кормилицами. Для ждой прививки в материнской семье подготавливался однодневный нче-!ный расплод.

Подсчет принятых личинок осуществляли через день после прививки, .¡резку запечатанных маточников проводили через 7-8 дней после привнв-. Стадия дозревания маточников проходила в сильных семьях-[кубаторах, занимавших лежаки (12-15 улочек). Пэсле взвешивания моло-1е неплодные матки подкармливались медом.

Перед прививкой мисочки на прививочной рамке обрабатывались сл дующим образом: в 1-ой контрольной группе личинки переносили в сух! мисочки, во 2-ой контрольной группе - перед переносом личинок и мисоч! вносили одну каплю дистиллированной воды, в 3-ей опытной группе - пер< переносом личинок в мисочку вносили одну каплю зодного раствора экд] стерона (3x10"2 мг/л). Количество мисочек в каждой группе и их располож ние на прививочной рамке были одинаковыми. Всего в каждой группе на м точное воспитание было дано по 183 личинаи. Качество полученных непло, ных маток оценивали по их массе в однодневном возрасте.

Обработка открытого пчелиного расплода

Для выявления возможных отклонений в постэмбрионалыюм развита при непосредственном воздействии экдистерона была проведена обработ! открытого пчелиного расплода разных возрастов. Были обработаны личин* одно-, двух- и пятидневного возрастов. В каждую ячейку вносили по однс капле водного раствора экдистерона (3 х 10 ~2 мг/л). Контроль проводилс через 1, 3, б, 12 суток путем осмотра личинок и взвешивания предкуколок куколок.

С целью исследования действия экдистерона на развитие паразитич' ского клеща Уагтоа jacobsoni был обработан открытый расплод 8-ми дневн< го возраста. В качестве контроля был использован необработанный расплс того же возраста. Количество клещей подсчитывали при вскрытии 20-т дневного расплода.

Зоотехнические параметры пчелиных семей

Основным признаком, используемым^при сравнении пчелосемей, явл: ется их сила. Сила пчелосемьи определяется количеством рабочих пчел и и: меряется числом улочек. На одну полностью занятую улочку (пространств между двумя^рамками равное 12 мм) приходится 2,5-3,0 тыс. пчел, в средне принято считать, что в одной улочке содержится 2,5 тыс. или 250 г пчел (Б; ренин Н.Л., Котова Г.Н., 1985, Шакиров Д.Т., 1992).

Важным показателем репродуктивной способности семей пчел яиляе: ся количество расплода. При учете весь имеющийся расплод фиксируется пересчете на одну стандартную (435 х 3-00 мм) рамку (Малков В.В., 1985).

Для определения заклещеванности из пчелосемьи отбирают нескольк десятков пчел и подсчитывают количество сидящих на них клещей. Отношс ние количества клещгй к числу пчел в пробе, выраженное и процентах, и Я1 ляется показателем заклещеванности семьи (Мельник В.Н., Муравская А.И 1991). При определении ройливости используют отношение количества рс ившихся пчел к общему числу пчелосемей в группе.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОСУЖДЕНИЕ

Исследование экднстерона как оздоравлнвающего и поатержи-ающего фактора при зимовке пчел

С целью первичного выявления возможных проявлений действия экдн-■ерона перед зимовкой 1995-1996 гг. были сформированы три немногочис-:нные, выравненное по силе, степени заклещеванности группы пчелосе-

По окончании зимовки 1995-1996 гг. была отмечена максимальная 00%) выживаемость пчелосемей 1-ой опытной группы. В контрольной уппе погибли все семьи, из трех семей 2-ой подопытной группы перезимо-ла одна. Очевидно, совместная обработка противоварриотозным препара-м "Бипин" и экдистероном, выступающим в качестве поддерживающего и доравливаюхцего фактора, обеспечила максимальную выживаемость пче-[ных семей в зимний период. Хотя были учтены многие показатели, вплоть 1 места зимовки (все семьи располагались в среднем ярусе в центре зимовка), опыт нельзя считать целиком достоверным из-за крайне неудачной мовки пчелосемей контрольной группы. Поэтому било решено с учетом IX данных, продолжить эксперимент в следующем сезоне.

Основной задачей эксперимента 1996-1997 гг. явилось дальнейшее учение влияния экднстерона на зимовку пчел, а также исследование воз-жности применения его в более низких концентрациях. Семьи в контроль-й и в каждой опытных группах были подразделены на две подгруппы: 4-6, [ более улочек

Анализ семей, имеющих перед зимовкой 7 и более улочек, проведен-й по результатам зимонки показал, что отличия в силе пчелосемей между (трольной (5,4+0,43 улочки) и первой, второй и третьей опытными груп-

(5,7+0,23; 5,6±0,36; 5,9+0,13 улочек соответственно) недостоверны. По ультатам весенней ревизии пчелосемей, имеющих перед зимовкой силу 4-лочек, выявлена достоверно большая (Р>0,95) средняя сила семей в 1-ой и й опытных группах по сравнению со средней силой семей в контрольной ппе (таблица 2). ;

Во второй опытной группе сила семей была также больше по сравие-

0 с семьями контрольной группы, однако, эта разница не была достовер-

1 (таблица 2).

Показатели изменения силы пчелиных семей в группах

Группы п Средняя сила семей перед зимовкой, улочек Средняя сила семей после зимовки, улочек Критерий достоверности между контрольной и опытными группами

перед зимовкой после зимовки

Контрольная 13 5,3 ± 0,28 3,3 ^ 0,46 -

1-ая опытная И 5,2+0,31 4,6+0,40 1,4 2,5

2-ая опытная 12 5,9+0,28 4,2+0,41 1,8 1,4

3-я опытная 15 5,6+0,21 5,0+0,45 0,3 2,2

Наибольшая гибель пчелосемей в период зимовки наблюдалась в контрольной группе (33,3%), где проводилась только противоварроатозная обработка препаратом "Бипин" (таблица 3). В опытных группах этот показатель был меньшим (5%, 21%, 7%).

Таблица 3

Показатели жизнеспособности пчелиных семей в группах

Группы п Перезимовали Погибли

шт. % шт. %

Контрольная 18 12 66.7 6 33,3

1-ая опытная 14 13 92,9 1 7,1

2-ая опытная 19 15 78,9 4 21,1

3-я опытная ■ 20 19 95,0 1 5,0

В целом процент перезимовавших семей в опытных 1руппах (88,9%) выше, чем в контрольной группе (66,7%), где пчелосемьи не обрабатывались экдистероном перед зимовкой.

Коэффициент ассоциации га между качественными (обработкой экдистероном и жизнеспособностью семей) признаками, равные 0,37 (1-ая опытная группа) и 0,36 (3-я опытная группа) (таблица 4), позволили выявить наличие в этих группах средней по силе и достоверной (Р > 0,95) связи между жизнеспособностью пчелиных семей в зимний период и осенней обработкой их экдистероном.

Показатели коэффициента ассоциации в группах

Группы

тг

Контрольная - 1-ая опытная

0,36

0,15

2,4

Контрольная - 2-ая опытная

0,13

0,16

0,8

Контрольная - 3-я опытная

0,37

0,14

2,6

г

Таким образом, в случае совместной обработки пчелосемей суммарным раствором "Бипина" и экдистерона в концентрации 3 х 10"* мг/л в течение двух лет наблюдалось повышение жизнеспособности пчелосемей в зимний период. При уменьшении концентрации экдистерона (3 х 10"3 и 3 х 10"4 мг/л) получены неоднозначные результаты. Однако, в целом средняя сила и выживаемость семей в опытных группах, где семьи обрабатывались совместно с препаратом "Бипин" и экдистероном, была выше соответственно на 27,1% и 22,2%. Следует также отметить, что эффективность использования экдистерона зависит от силы семей пчел перед зимовкой: семьи силой 4-6 улочек более восприимчивы к действию данног^экзоЛнного гормона.

Таким образом, осенняя обработка пчелосемей водным раствором экдистерона совместно с препаратом "Бипин" обеспечивает лучшую выживаемость и сохранение силы пчелосемей в зимний период. При этом "Бипин" выполняет роль противоварроатозного фактора, а экдистерон выступает в качестве поддерживающего и оздоравливающего фактора.

Изучение действия экдистерона на развитие пчелосемей в вссен-ннй и летний периоды

Для выявления влияния экдистерона на роение пчелиных семей в нача-1е июня семьям опытной группы был скормлен сахарный сироп, содержащий -ормон линьки, а семьям контрольной группы - сироп без добавления био-;тимулятора.

Количество роившихся пчелосемей в опытной группе было несколько юльшим (на 7,1%), т.е. существенного влияния на роение пчелосемей одно-ратная подкормка экдистероном не оказала.

Для изучения влияния действия экдистерона на летнее развитие в кон-1е июля опытным группам скармливался сахарный сироп, содержащий горюн в различных концентрациях.

Небольшое увеличение силы пчелиных семей наблюдалось во 2-ой пытной группе. В двух других опытных группа динамика изменения силы ' емей была такой же как и в контрольной.

Увеличение количества печатного расплода во всех трех опытных руппах наблюдалось во время первого осмотра, причем только в первой пытной группе количество расплода было достоверно (Р > 0,95) больше, чем контрольной груЪпе. Во время второго осмотра (через месяц после обра-

ботки) количество печатного расплода в опытных группах снизилось. В данном случае стимулирующее действие экдистерона было кратковременным.

Таким образом, обработка экдистероном нормальных семей путем однократного скармливания совместно с сахарным сиропом в период весеннего и летнего развития приводит к небольшому увеличению силы семей и количества расплода в них.

Исследование влияния экдистерона на стимуляцию приема личинок и качество неплодных пчелиных маток

Одним из важных звеньев разведения пчелиных семей является получение высококачественных пчелиных маток.

Вывод маток осуществлялся в июне-июле 1997 г. Следует отметить, что погодные условия для вывода маток были неблагоприятными: частые дожди, резкие похолодания (суточный перепад температуры достигал !0°С). Это явилось причиной снижения приема личинок в семьях-воспитательницах.

Таблица 5

Прием личинок в группах_

Группы Дано на воспитание, шт. Принято

Шт. . %

Контрольная 1 183 105 57,4

Контрольная 2 183 82 44,8

Опытная 183 109 59,7

Добавление в мисочки дистиллированной воды резко ухудшает прием личинок, тогда как при прививке с использованием растворенного в воде экдистерона количество принятых личинок было наибольшим. Тем самым подтверждается стимулирующее действие экдистерона.

Критерием оценки качества неплодных пчелиных маток является их масса в суточном возрасте. Ранее установлена прямая зависимость между массой неплодных маток и количеством яйцевых трубочек в яичниках, т.е. чем больше масса однодневных маток, тем больше яйцевых трубочек и выше репродуктивные качества пчелиной матки (Билаш Г.Д., Кривцов Н.И., 1991).

Таблица 6

Масса пчелиных маток в группах_

Группы Средняя масса однодневных маток, мг Коэффициент вариации, С„ %

Контрольная 1 183,4 ±6,09 11,5

Контрольная 2 170,8 ±9,25 15,7

Огытная 202,9 ±4,13 7,6 •

Средняя масса однодневных маток в опытной группе достоверно превышает этот показатель обеих контрольных групп. При использовании водного раствора экднетерона средний вес однодневных маток был достоверно больше (Р>0,95), чем при сухой прививке (на 19,5 мг) и при использовании дистиллированной воды (на 27,1 мг). При этом, матки опытной группы были наиболее однородными по массе (Су < 10%), что свидетельствует в пользу использования экдистерона в качестве стимулятора предлагаемым способом.

Следует отметить, что применение водного раствора экдистерона при выводе маток повышает прием личинок на 2,3% и 14,9%, а вес одводнееннч маток увеличивается на 9,6% и 15,9% по отношению в 1-ой и 2-ой контрольным группам соответственно. Таким образом, внесение экдистерона в мисочку перед прививкой позволяет повысить прием личинок и увеличить массу получаемых неплодных маток.

Выявление влияния экдистерона на скорость морфогенеза и тератогенного действия на пчелиный расплод

С целью выявления возможных отклонений в постэмбриональном развитии при непосредственном воздействии экдистерона была проведена обработка открытого пчелиного расплода.

Открытый пчелиный расплод был обработан на стадии личинок одно-, двух-, и пятидневного возрастов, т.е. в период трех из пяти личиночных линек. Результаты наблюдений развития расплода приведены в таблицах 7 и 8.

Таблица 7

Масса предкуколок и куколок обработанного и контрольного расплода

Возраст расплода -•—- Расплод Масса, мг Критерий достоверности между группами

11-12 дней Контрольный Опытный 109,9 ±2,83 109,2+1,44 0,2

14-15 дней Контрольный Опытный 112,3 ±4,18 103,0 ±3,35 1,7

19-20 дней Контрольный Опытный 105,0 ±1,48 107.5 ±1,93 1,0

При визуальном осмотре ни на одной из стадий развития уродств не эбнаружено. При осмотре 14-15 дневного расплода (через три дня после запечатывания) было выявлено некоторое замедление развития из предкуколкн з куколку. Других изменений не обнаружено (таблица 8). При осмотре 19-20

■Анализ пчелиного расплода, обработанного экзогенным экдистероном

Возраст Количество, Возраст Количество, Результаты

Группы обрабатываемого шт. анализируемого шт. наблюдений

расплода, дней расплода, дней

Контрольная 1-дневные личинки 63 2-дневные личинки 63 Отклонений не

Опытная (4 дня после 47 (5 дней после 47 обнаружено

0" хладки яйца) откладки яйца)

Контрольная 2-дневные личинки 43 3-дневные личинки 43 Отклонений не

Опытная (5 дней после 57 (6 дней после 57 обнаружено

откладки яйца) откладки яйаа)

Контрольная 5-дневные личинки 30 3-дневные 30 Отклонений не

Опытная (8 дней после ' 30 предкуколки 30 обнаружено

откладки яйца) (12 дней после

откладки яйца)

Контрольная 5-дневные личинки 30 1-дневные куколки 30 22 куколки - 73,4%

(8 дней после (14 дней после 7 предкуколок-23,3%

откладки яйца) откладки яйца) 1 кокон-3,3%.

Опытная 30 30 13 куколок — 43,3 %

13 предкуколок-43,3%

4 кокона - 13,4%

Контрольная 5-дневные личинки 30 8-9-дневные 30 Отклонений не

Опытная (8 дней после 30 куколки 30 обнаружено

откладки яйца) (19-20 дней после

откладки яйца)

евного расплода (за 1 день до выхода) внешний вид куколок как обрабо-яного расплода, так и контрольного были одинаковыми. Различия массы колок и предкуколок между обработанными гормоном линьки расплодом и нтрольным (таблица 7) были недостоверными (1(1 < 3 во всех пробах).

Вычисленный на основе опытных данных коэффициент ассоциации ► между развитием расплода и его обработкой позволил выявить наличие пыюй (0,63) и достоверной (Р > 0,999) связи между обработкой водным :твором экдистерона и укорачиванием куколочной стадии обработанною : плода.

- Таким образом, попадание экдистероиа на личинок на разных стадиях срытого расплода в виде водного раствора исследованной нами коицен-щии влияет на скорость морфогенеза, но не вызывает уродств и аномалий остзмбриональном развитии пчел.

Исследование влияния экдисгсрона на развитие паразита медоноо 1* пчел клеща Уаггоа ]асоЬ«оп1

Изменение гормонального фона пчелиного расплода влияет на репро-<цию клеща. Отмечено, что избыток или недостаток ювенильного гормона препятствует откладке яиц самками клеща(Гроб ов О.Ф.,1998). В наших ;периментах для изменения гормонального фона был использован зкди-рон.

Таблица 9

Закяещеванностъ пчелиного расплода

Количе- Количе- Заклеще- Из них

:плод ство ли- ство ванность, пигменти- Непигмен-

чинок, клещей, % рованных тирован-

шт. шт. ных

эбработанный 30 12 40.0 ' 3 9

работанный 30 7 23.3 2 5

При анализе 19-20 дневного расплода (таблица 9), обработанного води раствором экдистерона, была обнаружено почти двухкратное снижение лещеванности по сравнению с необработанным расплодом. Можно пред-южить, что внесенный в ячейку водный раствор экдистерона, попадая в анизм личинок, изменяет их гормональный баланс, делая расплод непри-ным для развития клеща. В то же время, укорачивание куколочной ста-I, вызванное действием экдистероиа, может служить причиной снижения лещеванности, т.к. при этом сокращается период роста и нормального вития клеща.

В ходе дальнейших экспериментов таким же образом был обработан ювозрастной расплод (за 1 день до запечатывания) в трех пчелиных семь-

ях. Контролем служил необработанный расплод того же возраста в тех ж< семьях. Подсчет клещей проводили при вскрытии ячеек 19-20 дневным рас плодом (таблица 10).

Таблица К

Заклеч(еванность расплода, обработанного экдистероном

Количество Количество Заклещеван- Количество ку-

Расплод куколок, клещей, шт. ность, % колок поражен-

шт. ных клещом, Ш1

Контрольный . 181 106 58,6 27

Опытный 221 47 ■ 21,3 12

Заклещеванность обработанного расплода как и в предыдущем опьпч была более чем в 2 раза ниже контрольного. При визуальном сравнении < контрольным расплодом не обнаружено уродств и отклонений обработанные куколок. При взвешивании также не выявлено достоверных различий межд; средней массой необработанных (106,0 ± 1,72 мг) и обработанных (108,5 н 0,94 мг) куколок.

При анализе контрольного и обработанного расплода выявлено, что ] среднем к одной куколе контрольного рагплода привлечено 0,2 самки-осно вательницы клеща \''агтоа ]асоЬ$ош, когда как к одной куколке обработанной расплода - только 0,06 самки-основательницы. Можно предположить, чт< обработанный расплод теряет привлекательность для самок клеща. Така) тенденция была характерна для всех семей.

При анализе качественного состава клещей (таблица 11) обнаружено что в потомстве самок-основательниц, размножившихся на контрольном рас плоде, развитых клещей, которые выходат из ячейки с рабочими пчелами и I дальнейшем размножаются, больше, чем в потомстве самок-основательниц развивавшихся на обработанном экдистероном расплоде.

Таблица 11

Качественный состав клещей

Расплод Всего Из них В том числе

кле- самок- их по- развитые неразвитые

щей, основа- томство, шт. % шт. %

шт. тельниц Ъ

Контрольный 106 36 70 20 28,6 50 71,6

Обработанный 47 13 34 7 20,6 27 79,4

В обработанном экдистероном расплоде было поражено клещом 5,4^! куколок (ячеек), а в контрольном - 14,9%. При этом в обработанном распло де на каждую пораженную куколку приходилась только одна самка-основательница (только п одной обнаружено 2 самки -основательницы с 3-м!

¡лещами-потомками Fi, т.е. в среднем на 1 основательницу приходится 1,5 леща F|. В контрольном расплоде в шести ячейках отменено по 2 самки-»снователышцы, с общим количеством потомства 20 клещей (в среднем на >дну основательницу приходится 1,67 клеща), а в одной ячейке обнаружено 4 :амки-основательницы с 3-мя клещаМи F| (в среднем на одну основательни-iy приходится 0,75 клеща). Учитывая, что при проникновении нескольких :амок клеща в одну ячейку плодовитость понижается (Гробов О.Ф., 1991), фоведен учет плодовитости тех самок, которые находились в ячейке одни. 1ри этом обнаружилась небольшая разница плодовитости самок-»сновательниц: в контрольном расплоде на одну самку-основательницу пригодилось 2,5 клеща F|, а в обработанном - 2,8.

Таким образом, снижение заклещеванности обработанного водным >аствором экдистерона пчелиного расплода произошло из-за его низкой привлекательности для самок клеща V.jacobsonl, а наличие большего, по сравне-шю с контрольным расплодом, количества неразвитых форм клеща, является [¡актором замедления развития варроатоза в пчелосемье в целом. Дальней-иие исследования в этой области должны быть направлены на поиск таких :онцентраций раствора экдистерона, при обработке которыми происходило >ы снижение плодовитости самок клеща, торможение его развития, без наущений эмбриогенеза рабочих пчел и трутней.

ВЫВОДЫ:

1. В результате проведенных исследований действия химически инди-шдуалыюго экдистерона (20-гидроксиэкдизона) на жизнедеятельность семей гчел Apis mellifera и паразитического клеща Varroa jácobsoni определен пектр применения данного экзогенного гормона в пчеловодстве.

2. Выявлено повышение выживаемости и сохранение силы пчелосемей, Сработанных перед зимовкой водным раствором экдистерона Ю'МО"4 мг/л, соответственно на 22,2% и 27,1%).

3. Показано, что экзогенный экдистерон вызывает сокращение куко-очной стадии в развитии рабочих пчел, приводит к стимуляции приема ли-инок (до 14,9%) и увеличению массы (до 15,9%) однодневных неплодных гаток.

4. Установлено, -что экзогенный экдистерон в период постэмбрнональ-ого развития не обладает тератогенным эффектом.

5. Обнаружено, что модуляция гормонального фона пчелиного распло-а при помощи экдистерона снижает его пораженность клещом Varroa jacob-Dni (до 37,3%).

6. В целом полученные результаты позволяют предложить данное био-огически активное вещество - экдистерон в качестве основы серии препара-нвных форм и разработки технологических регламентов для использования пчеловодстве.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Полученные результаты позволяют предложить данное биологически активное вещество -экдистерон в качестве основы серии препаративны? форм и разработки технологических регламентов для использования в пчело-

' водствс.

2. Выявленные сезонные особенности стимулирующего действия экди стерона при дальнейшей разработке могут быть использованы в пчеловодстве для улучшения качества зимовки пчел.

3. Апробированный метод аппликации экдистерона может быть приме нен при йскусственном выводе пчелиных маток на крупных пчелоразведен ческих хозяйствах.

4. Изменение гормонального статуса пчелиного расплода является ос новой для разработки биологических методов борьбы с паразитом пчел Var roajacobsoni.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Shangaraeva G.S., Baltaev U.A., Odinokov V.N. Ecdysterone in Apis mellifer; //Abstracts of 9-th International Congress of Pesticide Chemistry /London, 2-, August, 1998, v.l,4B-050.

2. Baltaev U.A., Sangaraeva G.S., Odinokov V.N. Ecdysterone as making healthe and supporting factor during Apis mellifera wintering //Abstracts of 9-th In terntional Congres of Pesticide Chemistry /London, 2-7 August, 1998, v.l,4B 049.

3. Baltayev U.A., Shangaraeva G.S., Odinokov V.N. Ecdysteroid effect on parazi tic mite Varroa jacobsoni development //Abstracts of 9-th International Con gress of Pesticide Chemisry /London, 2-7 August, 1998,v.l, 3A-063.

4. BalJayev U.A., Galaytdinov I.V., Borovicova E.B., Shangaraeva G.S. New dati in investigation of phytoecdysteroids isolated from Compositae, Chenopodiacai and Caryophyllacae and study of their influence on the development of Api mellifera and Varroa jacobsoni //Abstracts of 13-th Ecdysterone workshop /Jena 27-31 July, 14,-799«.

5. Решение о выдаче патента от 24.08.98 по заявке №97119263 (приоритет сг 20.11.97) на «Способ улучшения качества пчелиных маток (Шангараев Г.С., Балтаев У.А., Одинаков В.Н.).

6. Решение о выдаче патента от 28.07.98 по заявке №97119262 (приоритет о 20.11.96) на «Способ улучшения зимовки пчелиных семей» (Шангараев; Г.С., Балтаев У.А., Одинокое В.Н.).

7. Шангараева Г.С., Балтаев У.А., Одинохов В.Н. Экдистерон как оздоравли ваюший и поддерживающий фактор при зимовки пчел. //Пчеловодств« №6, 1998.

1. Балтаев У.А., Гапяутдинов И.В., Боровикова Е.Б., Шангараева Г.С., Одинокой В.Н. Технология выделения из растительного сырья экдистероидоь и их применение в пчеловодстве. //Тезисы 5-ой Международной научно-технической конференации «Наукоемкие химические технолоши-98». /Ярославль, 18-22 мая 1998, 206-207.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шангараева, Гузель Сабировна, Б. м.



Институт нефтехимии и катализа

Академии наук Республики Башкортостан и Уфимского научного центра Российской Академии наук

Шангараева Г у з ель С а б ир о в н а

Влияние эвдистероиа на развитие и жизнедеятельность медоносных пчел

03.00.13 - физиология человека и животных

кандидата биологических наук

Научные руководители: доктор химических наук

У.А. Балтаев

На правах рукописи

Диссертация на соискание ученой степени

доктор биологических наук В.Т.Какпаков

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Введение 2

1. Обзор литературы 6

1.1. Биологические особенности медоносных пчел

1.2. Структура и метаболизм экдистероидов членистоногих 10

1.3. Роль экдистероидов в жизнедеятельности членистоногих 24

1.4. Практическое использование экдистероидов 35

2. Материалы и методы исследований 38

2.1. Обработка пчелиных семей перед зимовкой 40

2.2. Подкормка пчелиных семей в период весеннего и летнего развития 40

2.3. Получение и оценка неплодных пчелиных маток 41

2.4. Обработка открытого пчелиного расплода 42

2.5. Зоотехнические параметры пчелиных семей 43

2.6. Методы биометрической обработки полученных результатов 43

3. Результаты собственных исследований 46

3.1. Исследование экдистерона как оздоравливающего и поддерживающего фактора при зимовке пчел 46

3.2. Изучение действия экдистерона на развитие пчелиных семей в весенний и летний периоды 54

3.3. Исследование влияния экдистерона на стимуляцию приема личинок и качество неплодных пчелиных маток 59

3.4. Выявление влияния экдистерона на скорость морфогенеза и тератогенного действия на пчелиный расплод 61

3.5. Исследование влияния экдистерона на развитие паразита медоносных пчел клеща Уаггоа ]асоЬ$ош 64

Заключение 69

Выводы 76

Практические предложения 77

Список литературы 78

Приложения

95

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из объектов национальной гордости и достояния Республики Башкортостан наряду с нефтью и рудой, являются пчелы и продукты их жизнедеятельности, в первую очередь, мед. Уникальность и высокое качество башкирского меда подтверждается многочисленными наградами различных международных конгрессов и выставок. Учитывая важность этой отрасли сельского хозяйства, в Республике Башкортостан принят Закон "О пчеловодстве", одной из основных статей которого является сохранение генофонда и расширение воспроизводства башкирских пчел, укрепление и совершенствование пчеловодства республики.

Жизнедеятельность пчелиной семьи, ее нормальное развитие на всех фазах зависит от ряда факторов, в том числе природно-климатических и экологических, соблюдения технологии разведения пчел и их содержания, степени пораженности различными заболеваниями. Кроме этих условий, существенное влияние на жизнеспособность пчел оказывают биологически активные вещества. Одними из таких веществ являются экдистероиды -гормоны линьки насекомых [151].

Гормоны линьки вырабатываются проторакальной железой в период доимагинального развития и участвуют в регуляции метаморфоза, обеспечивают протекание многих жизненно важных процессов. У имаго пчел эта железа атрофируется и гормоны не продуцируются, и пчелы могут получить его только извне с нектаром и пыльцой [152], а также при искусственном повышении титра экдистероидов в гемолимфе пчел, например подкормке, содержащей данный биорегулятор [156].

Для повышения жизнеспособности пчел, устойчивости к стрессовым факторам и лечения заболеваний внимание ученых и практиков все больше

привлекают препараты, созданные на основе биологически активных веществ, выделяемых из растительных источников, которые являются природными аналогами соединений, вырабатываемых в организме самих насекомых.

Проведение целенаправленных исследований по изучению действия природных экдистероидов, поиск и разработка методов использования гормонов линьки насекомых, в частности пчел, с целью создания эффективных препаратов для сельского хозяйства, является актуальной проблемой современной биологии и биоорганической химии.

Цель исследования — изучение влияния экзогенного экдистерона на жизнедеятельность семей медоносных пчел и паразитического клеща Уаггоа ]асоЬзош.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

Изучение сезонных особенностей стимулирующего действия экдистерона (зимовка, рост и развитие пчелиных семей в весенне-летний период).

Исследование эффектов аппликации экдистерона на различных онтогенетических стадиях развития пчел (влияние на скорость морфогенеза, гонадотропный эффект) и стимуляции приема личинок.

Выявление тератогенного действия экдистерона на расплод пчел.

Исследование модулирования гормонального фона пчелиного расплода как средства борьбы с эктопаразитом Уаггоа ]асоЬзот.

Положения, выносимые на защиту. Определен спектр наиболее эффективного проявления данного биологически активного вещества.

Метод использования экдистерона при искусственном выводе маток, которое заключается в непосредственном воздействии его на личинок, данных на маточное воспитание.

Изменение гормонального статуса пчелиного расплода влияет на скорость морфогенеза и не приводит к возникновению уродств и гибели пчелиного расплода.

Изучено влияние экзогенного экдистерона на различные стадии онтогенеза и сезонные особенности его стимулирующего действия.

Модуляция гормонального фона пчелиного расплода с использованием экдистерона, которая вызывает изменения в скорости морфогенеза и не обладает при этом тератогенным эффектом.

Научная новизна работы. Впервые исследовано действие на жизнедеятельность медоносных пчел химически чистого биостимулятора -экдистерона, выделенного из левзеи сафлоровидной (Rhaponticum carthomoides (Willd) Iljin), серпухи венценосной (Serratula coronata L) и мари белой (Chenopodium album L). При этом с целью выявления оздоравливающего эффекта на весь цикл жизнедеятельности пчелиной семьи, экдистерон применен на различных этапах роста и развития медоносных пчел

Обнаружено оздоравливающее и поддерживающее действие экдистерона в период зимовки пчел наиболее эффективно проявляющегося при совместном применении экдистерона и противоварроатозного препарата "Бипин".

Разработан и апробирован новый метод применения экдистерона при получении неплодных маток.

При обработке экдистероном открытого пчелиного расплода выявлено укорачивание периода куколочной стадии развития рабочих пчел и снижение пораженности расплода паразитическим клещом Varroa jacobsoni.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований действия химически индивидуального экдистерона на жизнедеятельность семей медоносных пчел выявлен практически важный для увеличения производительности пчелосемей эффект повышения жизнеспособности и

сохранения силы пчелосемей, прошедших обработку экдистероном перед зимовкой.

Применение экдистерона в качестве стимулятора при выводе неплодных пчелиных маток увеличивает их вес в однодневном возрасте, что является важным репродуктивным показателем.

Эффект аппликации экдистерона на определенных стадиях онтогенеза рабочих пчел может быть использован в качестве основы для разработки препаратов, оздоравливающих пчелиный расплод.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены на 9-ой международной конференции химии пестицидов (Лондон, 1998), 5-ой Международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические технологии-98" (Ярославль, 1998), 13-ой Международной конференции по экдизонам (Иена, 1998).

По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 патента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения , трех глав, выводов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 101 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 13 рисунков. Список литературы включает 166 наименований, из них 137 на иностранных языках.

Представленная работа выполнялась в рамках темы лаборатории выделения и идентификации органических соединений Института нефтехимии и катализа Академии наук Республики Башкортостан и Уфимского научного центра Российской Академии наук "Выделение, идентификация, исследование биологической активности и влияния на поведение насекомых растительных веществ стероидной и терпеноидной структуры" (2.29.8.2. Природные феромоны, аттрактанты, репелленты и экдистероиды).

Выражаем благодарность доктору химических наук, профессору, член-корреспонденту Академии наук Республики Башкортостан В.Н.Одинокову за оказанную научную консультацию в период выполнения работы.

1. Обзор литературы

1.1. Биологические особенности медоносных пчел

Класс насекомых, к которому относится медоносная пчела Apis mellifera, является самым многочисленным как по числу видов, в него входящих, так и по общей численности особей.

Для постэмбрионального развития насекомых характерен метаморфоз. Причем развитие некоторых видов насекомых может быть с полным (непрямым) метаморфозом, при этом личинка превращается в куколку, а затем уже в имаго. У других видов с неполным (прямым) метаморфозом, личинка на последней стадии развития превращается во взрослую особь.

Один из крупнейших в классе насекомых отряд перепончатокрылых (Hymenoptera), характеризуется полным метаморфозом, наличием простых и сложных глаз, хорошо развитых антенн, двух пар перепончатых крыльев. Женские особи выводятся из оплодотворенных, диплоидных яиц, самцы — из неоплодотворенных, гаплоидных. Для общественных форм характерен полиморфизм, сложное поведение, разделение труда.

Наиболее совершенными формами общественного образа жизни отличаются представители семейства апид (Apidae), которым присущи следующие общие черты: наличие семьи, состоящей из полноценных самок и самцов, и большого числа недоразвитых в половом отношении самок, которые являются рабочими особями; полиморфизм каст, сезонная и возрастная дифференциация рабочих особей на группы, которые выполняют отдельные функции жизнеобеспечения семьи (кормилицы, сторожа,

сборщицы и т.д.); наличие лижуще-сосущих приспособлений для сбора нектара, и зобика для доставки его в гнездо, а также наличие восковых желез на стернитах (нижних брюшных сегментах); способность заготавливать чистый мед отдельно от пыльцы; совершенная форма гнездования в виде восковых ячеек, скомпонованных в соты; густое опушение тела и высокая холодоустойчивость; способность рабочих особей зимовать во взрослом состоянии.

Семейство подразделяется на пять родов (рис.1). Род Apis (настоящие пчелы) объединяют четыре вида. Каждая семья этого вида является самостоятельной биологической единицей и состоит из матки, трутней и рабочих особей. Местообитанием является гнездо, состоящее из вертикальных восковых двухсторонних сотов, с шестигранными ячейками. Мед накапливается в верхней части сотов, расплод размещается в центре и внизу. Расплод, обычно, окружают ячейки с пергой. После выхода молодых пчел ячейки не разрушаются, а используются вновь. Личинок выкармливают смесью меда и перги, а также маточным молочком, который является секретом гипофаренгиальных желез рабочих пчел. Кормление личинок многократное, в течение периода открытого расплода.

Самого высокого уровня в эволюции общественного образа жизни

/Jfi/s ce-rOnß) и мелонсснА» лче/я

достигли средняя индийская nnenäy^Äpis mellifera). Их основными биологическими особенностями являются четкая физиологическая дифференциация женских особей семьи, когда за репродукцию отвечает только матка, а рабочие пчелы не имеют развитый половой аппарат. Но приобрели другие специфические приспособления (длинные хоботки, пыльцесобирательный аппарат, восковые и насоновы железы); совершенная система внутрисемейной коммуникации (обмен информаций посредством феромонов); регулярное роение пчелосемей, как эффективный способ увеличения численности вида.

Тип

Классы

Подклассы

Отряды

Подотряды

Надсемей-ства

Семейства

Членистоногие Arthropoda

Ракообразные Crustacea

Паукообразные Arachnida

Насекомые Insecta

многоножки Myriopoda

Примитивные Pterogota

Высшие (25 отрядов) Apterogota

Перепончатокрылые Hymenoptera

сидячебрюхие Symphyta

жалоносные Aculeata

Муравьи Formicoidea

Яйцекладные Terebranita

Пчелиные Apoidea

Осообразные Vespoidea

Роющие осы Sphecoidea

Подсемейства

Роды

коллетиды андрениды галиктиды апиды меллити

Colletidae Andrenidae Halictidae Apidae ды

Apidae

мегахилиды Mellitidae

общественные

одиночные

Шмели Bombus

Шмели-кукушки Psithyrus

Настоящие пчелы Apis

Виды

Большая индийская

пчела Apis dorsata

Безжальные Melipona

антофо-

риды

Anthoph

oridae

Пчелы Trígona

Малая индийская

пчела Apis florea

Средняя индийская пчела Apis cerana

Медоносная

пчела Apis mellifera

Рпс. 1. Систематическое положение Apis mellifera

Наиболее ценным в хозяйственном отношении видом является пчела медоносная (Apis mellifera ), ареал распространения которой довольно велик. Известно много подвидов пчел (Рис.2), отличающихся одним или несколькими общими биологическими или морфологическими признаками. Подвиды свободно скрещиваются между собой. В зарубежной литературе вместо термина «подвид» широко используется термин «раса», у нас же -термин «порода».

Пчела медоносная Apis mellifera

Африканские породы

Европейские породы

Ближневосточные породы

• Североафриканская черная (Apis mellifera intermissa)

• Рифская (Apis mellifera major)

• Сахарская (Apis mellifera sahariensis)

• Египетская (Apis mellifera lamarckii)

• Суданская (Apis mellifera nubica)

• Восточноафриканская (Apis mellifera scutellata)

• Горная пчела (Apis mellifera montícola)

• Пчелы западного побережья Африки (Apis mellifera adansonii)

• Капская (Apis mellifera capensis)

• Мадагаскарская (Apis mellifera unicolor)

• Йеменская (Apis mellifera jemenitica)

• Среднерусская (Apis mellifera mellifera)

• Краинская (Apis mellifera carnica)

• Карпатская (Apis mellifera carpatica)

• Греческая (Apis mellifera cecropia)

• Украинская степная (Apis mellifera acervorum)

• Серая горная кавказская (Apis mellifera caucasica)

• Желтая кавказская (Apis mellifera remipes)

• Крымская (Apis mellifera taurica)

• Итальянская (Apis mellifera ligustica)

• Кипрская (Apis mellifera cypria)

• Критская (Apis mellifera adami)

• Сирийская (Apis mellifera syriaca)

• Палестинская (Apis mellifera saneta)

• Анатолийская (Apis mellifera insularium)

• Иранская (Apis mellifera iranica)

Рис.2. Многообразие подвидов Apis mellifera

1.2. Структура и метаболизм экдистероидов членистоногих

Гормональный характер регуляции процесса линьки насекомых был выявлен при изучении В.Б.Уигглсуорсом роста и развития южноамериканского кровососущего клопа Rhodnius prolixus [1]. Дальнейшие

исследования показали [2, 3], что линька и метаморфоз насекомых находятся »

под контролем гормона, выделяемого проторакальной железой. Этот гормон разными авторами назывался по-разному: «гормон роста», «гормон роста и дифференциации», «гормон окукливания», «гормон проторакальной железы», «гормон метаморфоза» и др. Позднее за ним закрепилось название «экдизон» (от греч. «ecdysis» - линька) [4]. К 1978 г. была известна целая группа веществ, регулирующих линьку насекомых. Эти вещества получили название «экдистероиды» [5].

Экдистероиды представляют собой обширную группу полиоксистероидов, присутствующих как в растительных, так и в животных организмах. В 1939 году Беккер и Плагге [6] впервые получили из личинок и куколок мясной мухи Calliphora eritrocephala экстракты, обогащенные гормонами линьки. В дальнейшем в 1954 году А.Бутенанд и П.Карлсон из куколок тутового шелкопряда Bombyx morí выделили кристаллический гормон линьки и метаморфоза, названный а-экдизоном [7]. Впоследствии он был обнаружен и выделен из растений [8]. В 1965 году методом рентгеноструктурного анализа была установлена структура а-экдизона (Рис.3) [9].

Далее было выяснено, что кроме а-экдизона, процессы линьки и метаморфоза членистоногих регулирует ряд родственных полиоксистероидов, названных зооэкдистероидами [10]. Основными продуцентами зооэкдистероидов являются членистоногие. Концентрация

7 5

этих соединений в организме последних ничтожна (5x10" -5x10" %)[11].

В 1966 году появились первые сообщения о том, что экдистероидные соединения обнаружены в растениях, в основном из числа вечнозеленых и

он

Экдизон

Экдистерон

Бомбикостерин

Макистерон А, Каллинэкдизон В

2-дезокси-20-гидроксиэкдизон

О

Инокостерон, Каллинэкдизон А

Понастерон А

Рис.3. Структурное разнообразие зооэкдистероидов

(Ж

СЖ

22-(ацил)-20-гидроксиэкдизон

К=СОС15Н31 СОС17Н31 СОС17Нзз СОС17Н35

22-С ацил)-э кдизон

К=СОС15Н31 СОС17Н31 СОС17Нзз СОС17Н35

СОС«Нгд

Аюгастерон С

Герардиастерон

СООИ

0|-| 1 Экдизоновая кислота

Зкдистероновая кислота

папоротников. К.Наканиси с сотр. обнаружили в иглах растения Podocarpus nakai, произрастающего на Тайвани, активные вещества, названные понастеронами [12]. Аналогичные вещества были найдены в австралийском виде Podocarpus elatus [13], а также в корневищах обычного папоротника

Polypodium vulgare [14, 15] и в корнях различных видов Achyranthes [16]. »

Вещества, родственные а-экдизону по структуре и выделенные из растительных источников, называют фитоэкдизонами или фитоэкдистероидами [4, 5]. В настоящее время известно, что экдистероиды широко распространены в растительном ми�