Оценка гигиенического поведения и отбор в селекции пчелиных семей на устойчивость к заболеваниям Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 638.145.3

Н. Н. Харитонов, канд. с.-х. наук, ГНУ НИИ пчеловодства РАСХН

М. Н. Харитонова, научн. сотр., ГНУ НИИ пчеловодства РАСХН

ОЦЕНКА ГИГИЕНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ И ОТБОР В СЕЛЕКЦИИ ПЧЕЛИНЫХ СЕМЕЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАБОЛЕВАНИЯМ

Продолжающаяся гибель пчелиных семей в странах развитого пчеловодства со всей серьёзностью ставит вопрос об их селекции на устойчивость к заболеваниям. Одним из важнейших селекционных показателей для этой цели является гигиеническое поведение пчёл. Для успешной селекционной работы необходимо наличие генотипического разнообразия исходного селекционного материала по этому признаку (значимая величина коэффициента наследуемости, h2). Наши исследования показали, что комплекс основных отечественных пород не обладает никаким генетическим разнообразием по этому признаку. В то же время в процессе селекции пчелиных семей на устойчивость к заболеваниям возникает необходимое генетическое разнообразие и даже появляется достоверное значение коэффициента наследуемости (Н. Н. Харитонов, А. С. Березин, 2002).

В США и в большинстве стран Европы в последние годы наблюдается устойчивое снижение численности пчелиных семей, причем отход наблюдается не только зимой, но и в течение активного пчеловодного сезона. Например, в зиму 2006/2007 годов потери пчёл в США составили 25 % (P.Neumann et. al., 2007), а за последнее десятилетие численность пчелиных семей в США упала на 30% (P. Neumann and N. L. Carreck, 2010). Во многих странах созданы специальные группы исследователей, в том числе и международные, для установления причин этого явления, которых называется множество. Роль некоторых из них подтверждается в ходе исследований. Например, установлена связь между ослаблением (депопуляцией) пчелиных семей и наличием в них паразита Nosema сегапае (A.Meana et. al., 2007). Исследователи обнаружили такие важные причины, вызывающие коллапс пчелиных семей, как наличие израильского вируса острого паралича, паразита Nosema сегапае, проблемы с питанием и смертность, связанную с применением нового класса пестицидов. Nosema сегапае представляет собой

большую опасность для пчелиных семей в Европе (М. Р. Higes et. al., 2009).

Одной из главных причин гибели пчелиных семей большинством исследователей называется паразитирование в них клеща варроа (Varroa destructor). Он не только непосредственно поражает взрослых пчел и расплод, но и является переносчиком различных опасных вирусов, которых насчитывается в настоящее время девять.

Важность проблемы повышения устойчивости пчелиных семей к варроозу учитывают селекционные программы стран развитого пчеловодства. Так, немецкая программа селекции на устойчивость к заболеваниям (R.Büchler et. al., 2007), включающая на первом этапе 1500 пчелиных семей, предусматривает в первую очередь учет пораженное™ варроозом и оценку гигиенического поведения пчел. В селекционной программе Аргентины (M.A.Palacio et. al., 2007) предусмотрено введение степени устойчивости к варроозу в селекционный индекс пчелиной семьи. В селекционной работе с пчелиными семьями в XXI столетии, по мнению американского исследователя Сюзан Кобей (S.Cobey, 2007), на основе развития молекулярно-генетических исследований учёные будут оперировать системой генов, ответственных за устойчивость к заболеваниям. Были найдены 37 генов, в основном отвечающих за обоняние, значительно дифференцированных у гигиенических и негигиенических пчёл (С. Alaux et al., 2009).

Основные методические подходы к селекции устойчивых к заболеваниям линий пчёл изложены в опубликованной нами работе (Н.Н.Харитонов, 2006).

Цель данной работы - показать реальность повышения устойчивости к варроозу путем селекции на основе сравнения частично отселекциониро-ванных на устойчивость к нему и неселекциониро-ванных пчелиных семей, а также осветить некоторые методические вопросы.

©Харитонов Н. Н., Харитонова М. Н., 2012

Материал и методика

Для сравнения в качестве неотселекциониро-ванных пчелиных семей использовали пчелиные семьи карпатской породы селекции Майкопского опорного пункта ГНУ НИИ пчеловодства, а в качестве частично отселекционированных - пчелиные семьи линии внутрипородного типа среднерусской породы «Приокский», селекционируемой на повышение устойчивости к заболеваниям.

Хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей оценивались согласно методическим рекомендациям НИИ пчеловодства в момент определения пораженности семей аскосферозом и европейским гнильцом, которые оценивались по разработанной нами методике. Уровень пораженности пчелиных семей нозематозом определялся сразу после выставки семей по стандартной методике (О.Ф.Гробов и др., 1987).

Уровень пораженности варроозом определялся осенью, после выхода всего расплода, при полном отсутствии весенних и летних противоварро-озных обработок по стандартной методике.

Поскольку в сезоне 2005г. сложилась высокая пораженность пчелиных семей варроозом, то мы попытались несколько модернизировать тест «Способность очищать свое тело от клещей». Для оценки способности очищать свое тело от клещей использовали модифицированную методику Büchler (1995), изложенную в статье Hoffmann (1996). Для исследований брали клещей, осыпавшихся после обработки пчелиных семей апифитом. Отобранный материал консервировали и обрабатывали способами, принятыми в акарологии по методике, изложенной Брегетовой Н. Г. (1952, 1956) и Бекер Э., Уартон Т. (1955). Повреждения клещей изучали при помощи МБС-9 в лаборатории, при этом использовали рисунки, приведенные в статье Chmielewski W. (1996).

Клещей собирали с помощью листов пергаментной бумаги, смазанной медицинским вазелином. Каждый лист помещали в отдельный пакет и маркировали. С листов клещей собирали с помощью небольшой мягкой кисти и помещали во фла-

коны с 70 % этиловым спиртом. На флаконы помещали этикетку, написанную простым карандашом, и фиксировали кольцевой резинкой.

Для просмотра промытых дистиллированной водой клещей помещали кисточкой на сухое предметное стекло в каплю медицинского глицерина. Повреждения клещей рассматривали при увеличении в 40 раз.

По материалам 2005 года провели оценку гигиенического поведения второго поколения линии по тесту «очистка тела от клещей». С этой целью в 24-х пчелиных семьях было собрано и обследовано под микроскопом 4194 клеща с целью установления повреждений на них. Фиксировалась также степень повреждения отдельных частей тела по следующей пятибалльной шкале:

1 балл - незначительные повреждения частей тела клеща (например, отсутствие присоски на ногах);

2 балла - существенные повреждения части тела клеща, которые не достигают половины данной части тела;

3 балла - значительные повреждения части тела клеща, которые достигают половины данной части тела;

4 балла - значительные повреждения части тела клеща, при которых небольшой фрагмент данной части тела всё же присутствует;

5 баллов - полное разрушение и отсутствие данной части тела клеща (например, отсутствие гнатосомы или ноги).

Результаты и их обсуждение

Результаты теста «очистка тела от клещей» представлены в табл. 1.

Данные таблицы показывают, что средняя масса пчелиных семей (п.с.) примерно одинакова, поэтому этот фактор не мог повлиять на результаты теста. Средний уровень поражённости клещами варроа в разных потомствах отличался незначительно, но он оказался высоким. Это произошло по той причине, что пчелиные семьи не были на медосборе, а расплод в пчелиных семьях в этом сезоне имелся до середины октября. В условиях отсутствия медосбора, когда у пчелиных семей

Таблица 1 - Результаты определения гигиенического поведения пчёл второго поколения селекционируемой на устойчивость к заболеваниям линии по тесту «очистка тела от клещей», 2005г.

Средняя масса пчелиных семей, пошедших в зимовку, кг Средний процент повреждённых клещей, % Среднее количество повреждений в расчёте на одного повреждённого клеща, ед Средняя степень повреждения частей тела клеща в расчёте на одного повреждённого клеща, баллов

Потомство п.с. 409 п=18 1,ЗОЮ,094 13,14±2,724 1,99±0,335 2,26±0,232

Потомство п.с. 461 п=5 1,20±0,095 7,42±2,042 1,98±0,664 2,48±0,368

Потомство п.с. 402 п=8 1,35±0,045 10,41 ±2,589 2,46±0,267 2,99±0,549

h2 0,048 0,084 0,049 0,199

значительно снижен естественный иммунитет, различия по степени поражённости разными заболеваниями могут возникнуть вследствие случайных причин. По всем трём показателям проведённого теста: проценту повреждённых клещей, количеству повреждений в расчёте на одного клеща и степени повреждения частей тела клещей нет существенных различий между потомствами. Наиболее значимый коэффициент наследственности (0,199) получен лишь по средней степени повреж-дённости частей тела клещей.

Мы решили выяснить: возможно ли более значительное выявление генетических различий между потомствами по степени повреждёния частей тела клещей. Для этой цели по каждой семье была рассчитана средняя степень разрушения для каждой части тела, включая всех обследованных клещей.

Результаты обработали в двухфакторном дисперсионном комплексе.

Установлено, что степень разрушения разных частей тела клещей достоверно различает-

метических по потомствам показала, что по степени разрушения частей тела клещей потомства пчелиных семей 402 и 409 достоверно не различаются между собой, но оба достоверно превосходят по этому признаку потомство пчелиной семьи 461 с р<0,01.

Таким образом, определение степени разрушения частей тела клещей позволяет проводить оценку признака «очистка тела от клещей» даже в те сезоны, когда наблюдается скудный медосбор и высокая поражённость пчелиных семей клещами варроа.

Еще один небольшой тест для сравнения по-томств можно предложить по данным 2006 года. Весной, сразу после выставки из зимовника, мы определили пораженность пчел варроозом; в большинстве пчелиных семей клещей не было

ся в среднем по комплексу (р<0,01). В наибольшей степени разрушаются первые две пары ног, в меньшей степени - третья и четвёртая пары ног, и в наименьшей степени - гнатосома и дорсальный щит. Также установлено, что разные потомства достоверно различаются по степени разрушения частей тела клещей (р<0,01). Средние значения степени разрушения частей тела клещей в этом комплексе представлены в табл. 2.

Из данных таблицы следует, что средний уровень разрушения частей тела клещей оказался наибольшим в потомстве п.с. 402, несколько меньше - в потомстве п.с. 409 и в 3 раза меньший - в потомстве п.с. 461. Это вполне соответствует тому факту, что только в потомстве п.с. 402 обнаружены две пчелиные семьи, на пчёлах которых до обработки акарицидами не было найдено клещей. Коэффициент наследуемости признака, вычисленный по итогам анализа однофакторного дисперсионного комплекса И2=0,344; хотя он имеет невысокое значение, но достоверен с р<0,01. Оценка достоверности разности средних ариф-

найдено. Сравнивая это значение с пораженно-стью осенью, мы получаем абсолютный прирост пораженности за сезон, т.к. осенью пораженность определялась после полного выхода расплода и при отсутствии каких-либо обработок в течение сезона. Эти цифры составляют: для потомства 461 - 11,2 клещей на 100 пчел, 402 - 6,6, 409 -20,0. В потомствах пчелиных семей 461 и 402 имеется по одному случаю отрицательного прироста пораженности. Как мы видим, результаты этого теста согласуются с другими данными по сравнению потомств.

Таким образом, учет комплекса признаков позволяет целенаправленнее проводить селекцию на повышение устойчивости к заболеваниям.

Применение разнообразных тестов и их совершенствование позволяют более обоснованно осу-

Таблица 2 - Средний уровень разрушения разных частей тела клещей у трёх потомств линии пчёл, селекционируемой на устойчивость к заболеваниям, 2005 год

VЧасти Утела По\ томЛ СТВО У Степень разрушения, М±т баллы

Гнато- сома Дор- саль- ный щит 1-я пра- вая нога 1-я левая нога 2-я пра- вая нога 2-я левая нога 3-я пра- вая нога 3-я левая нога 4-я пра- вая нога 4-я левая нога Средняя по потомству

п.с. 409 0,02± ±0,012 0,01± ±0,003 0,09± ±0,029 0,08± ±0,029 0,13± ±0,061 0,10± ±0,046 0,11± ±0,040 0,08± ±0,034 0,11± ±0,049 0,07± ±0,027 0,08± ±0,072

п.с. 461 0,00± ±0,002 0,00± ±0,000 0,08± ±0,053 0,03± ±0,020 0,03± ±0,001 0,02± ±0,001 0,03± ±0,001 0,02± ±0,007 0,02± ±0,008 0,02± ±0,013 0,03± ±0,007

п.с. 402 0,01± ±0,004 0,01± ±0,005 0,13± ±0,040 0,10± ±0,029 0,12± ±0,046 0,07± ±0,023 0,11± ±0,049 0,10± ±0,032 0,11± ±0,046 0,06± ±0,022 0,08± ±0,014

ществлять отбор пчелиных семей для дальнейшей селекции.

Главное отличие данных 2006 года в том, что значения И2 приближаются к существенным по па-

раметрам пчелиных семей и еще более по пораженное™ заболеваниями. Получен достоверный уровень И2 по пораженности нозематозом и европейским гнильцом. Обращает на себя внимание

Таблица 3 - Параметры и пораженность заболеваниями пчелиных семей карпатской породы и потомства 461 селекционируемой на устойчивость к заболеваниям линии внутрипородного типа среднерусской породы «Приокский», 2006-2007 гг.

Показатель Параметры, 2006 г.

Печатный расплод, сотни ячеек Медовые запасы, кг Масса пчелиных семей, кг Запасы перги, кг

461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские

М 183,6 129,7 11,72 8,53 3,80 3,17 0,132 0,020

±т ±13,61 ±21,88 ±2,341 ±0,291 ±0,242 ±0,220 ±0,0796 ±0,0200

Минимум 147 89 6,5 8 3 2,75 0 0

Максимум 213 164 20,2 9 4,25 3,50 0,36 0,06

Достоверность различий недост. недост. недост. недост.

Показатель Пораженность, 2006 г.

Нозематозом, % пораженных пчел Аскосферозом, больных личинок на 100 ячеек Европейским гнильцом, больных личинок на 100 ячеек Варроозом,клещей на 100 пчелах

461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские

М 3,34 - 0,1362 0,0630 0 0,0040 15,04 20,90

±т ±1,630 - ±0,05177 ±0,06300 0 ±0,00400 ±3,270 ±4,910

Минимум 0 - 0,025 0 0 0 2,5 11,4

Максимум 10,0 - 0,271 0,189 0 0,012 21,2 27,8

Достоверность различий недост. недост. недост.

Показатель Пораженность, 2007 г.

Нозематозом, % пораженных пчел Аскосферозом, больных личинок на 100 ячеек Европейским гнильцом, больных личинок на 100 ячеек Варроозом,клещей на 100 пчелах

461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские 461 карпат- ские

М 14,46 - 0,0194 0,2143 0 0 12,88 33,05

±т ±7,316 - ±0,01156 ±0,14666 0 0 ±5,804 ±10,530

Минимум 0 - 0 0,012 0 0 0 12,1

Максимум 43,3 - 0,062 0,787 0 0 32,3 61,5

Достоверность различий недост. недост. недост. недост.

противоречивый характер полученных данных. По лучшим значениям параметров пчелиных семей, пораженности нозематозом, европейским гнильцом для дальнейшего размножения следует выбрать потомство пчелиной семьи 461. Но, учитывая пораженность варроозом и аскосферозом, следует предпочесть потомство пчелиной семьи 402. Из этого противоречия можно выйти двумя путями: строить дальнейшую селекцию на основе потомства 461, при этом предпринять усилия для повышения устойчивости к варроозу и аскосферо-зу, или селекционировать две подлинии на основе двух потомств. Вероятно, подобные вопросы будут возникать и на последующих этапах селекции устойчивых к заболеваниям линий пчел, и у других авторов. Потомство пчелиной семьи 461 имеет также лучшие значения по трём показателям из пяти по результатам зимовки. Для дальнейшего селекционного процесса нами было избрано потомство 461, так как потомство 402 показало низкую жизнеспособность.

Рассмотрим сравнительные данные по состоянию двух генотипов пчелиных семей в сезоне 2006 года (табл.З).

В сравнительных испытаниях принимало участие по 5 пчелиных семей каждого происхождения. Из табл.З следует, что параметры пчелиных семей двух пород примерно совпадают, различия по ним между породами незначительны и недостоверны, и, следовательно, они не могли повлиять на степень пораженности пчелиных семей заболеваниями. Степень пораженности европейским гнильцом двух пород пчел в 2006 году незначительная и существенно не различается, а аскосферозом оказывается даже несколько больше у потомства 461, также при несущественных различиях. Однако пораженность варроозом различается довольно значительно (15,04 у потомства 461 и 20,90 у карпатских пчел). В 2007 году различия в пораженности европейским гнильцом и аскосферозом также не установлены. При этом уровень пораженности аскосферозом у карпатских пчел оказывался даже несколько выше, чем у потомства 461. Но уровень пораженности варроозом осенью у потомства 461 значительно ниже, чем у карпатских пчел, хотя различия также недостоверны.

На наш взгляд, устойчивая тенденция в течение двух сезонов ясно говорит о более низкой устойчивости неселекционированных карпатских пчел к варроозу, чем частично отселекциониро-ванных пчел внутрипородного типа среднерусской породы «Приокский». Однако более показательны результаты зимовки. Из зимовки 2006/2007 годов карпатские семьи вышли сильно ослабленными, а ранней весной все матки отошли.

Осенью 2007 года четыре из пяти полностью подготовленных к зимовке в начале сентября пчелиных семей, по сути дела, сошли на «нет» к концу сентября. В зимовник была поставлена лишь

одна карпатская семья, которая погибла в зимовке. Можно предположить, что это резкое ослабление поздней осенью вызвано какими-то вирусами, перенесенными клещом варроа.

В то же время ослабления поздней осенью ни у одной пчелиной семьи селекционируемой на устойчивость к заболеваниям линии внутрипородного типа среднерусской породы пчел «Приокский» не наблюдалось. По нашему мнению, это различие объясняется тем, что для успешного содержания неотселекционированных на устойчивость к заболеваниям пчелиных семей карпатской породы требуются весенние, летние и осенние обработки против варрооза, которые в данном случае не проводились. Когда такие обработки вписаны в технологию содержания, то, как показывает практика многих пчеловодов, карпатские пчелы успешно зимуют и являются высокопродуктивными.

В том, что возможности повышения устойчивости пчелиных семей селекционируемой на устойчивость к заболеваниям линии внутрипородного типа среднерусской породы пчел «Приокский» далеко не исчерпаны, показывают данные табл.4, где представлена характеристика материнских семей, использованных для закладки третьего поколения линии в сезоне 2007 года.

Из данных таблицы следует, что за редким исключением уровень хозяйственно-полезных признаков пчелиных семей, выбранных в качестве материнских, был выше среднего значения по линии. В 2007 году (год получения потомства) споры ноземы отсутствовали во всех материнских семьях. В этом же году уровень пораженности аскосферозом в этих семьях был ниже среднего по линии, а клинические признаки заболевания европейским гнильцом отсутствовали. Уровень пораженности варроозом в 2007 году был также ниже среднего значения по линии, а в пчелиной семье № 12 не было обнаружено клещей варроа. Напоминаем, что уровень пораженности определялся после полного выхода расплода осенью, при полном отсутствии весенних и летних обработок. Таким образом, использование данных материнских пчелиных семей может существенно повысить уровень устойчивости к заболеваниям в случае успешного закрепления этих признаков в потомстве.

Выводы

1. Сравнительные испытания показали, что селекционные пчелиные семьи обладают гораздо большей устойчивостью к варроозу, чем незатронутые селекцией.

2. Совершенствование существующих тестов и применение разнообразных тестов позволяет более обоснованно осуществлять отбор пчелиных семей для дальнейшей селекции.

Таблица 4 - Характеристика материнских пчелиных семей третьего поколения линии внутрипородного типа среднерусской породы «Приокский», селекционируемой на повышение устойчивости к заболеваниям, 2007г.

Признак Пока- затель В целом по линии п.с. № 45 п.с. № 4 п.с. № 12

2006 г. 2007 г. 2006 г. 2007 г. 2006 г. 2007 г. 2006 г. 2007 г.

Зимостойкость, баллы М 40,7 16,3 25 20 65 27 53 18

±т ±3,82 ±2,44 - - - - - -

Печатный расплод, сотни ячеек М 157,8 - 206 - 197 - 147 -

±т 12,04 - - - - - - -

Медовые запасы, в момент определения пораженное™ аскосферозом, кг М 9,99 - 11,5 - 11,9 - 8,5 -

±т ±1,395 “ “ “ “ “ “ “

Масса пчел, кг М 3,25 - 3,5 - 4,25 - 4,0 -

±т ±0,256 - - - - - - -

Запасы перги, кг М 0,091 - 0,36 - 0,01 - 0 -

±т ±0,0426 - - - - - - -

Продукция маточного молочка, в среднем за 72 ч, г М 5,98 - 9,28 - 8,82 - - -

±т ±0,751 - ±1,637 - ±1,388 - - -

Пораженносгь нозематозом весной, % пораженных пчел М 14,38 20,69 6,7 0 0 0 0 0

±т ±3,994 ±5,601 - - - - - -

Пораженность аскосферозом, больных личинок на 100 ячеек печатного расплода М 0,10640 0,04044 0,2480 0,0093 0,0250 0,0263 0,0950 0

±т ±0,032760 ±0,025684

Пораженность европейским гнильцом, больных личинок на 100 ячеек печатного расплода М 0,0280 0 0 0 0 0 0 0

±т ±0,02248

Пораженность варроозом,клещей на 100 пчелах М 12,51 17,1 21,2 12,0 2,5 - 17,1 0

±т ±2,356 - - - - - - -

Библиографический список

1. Харитонов Н.Н. Селекция устойчивых к заболеваниям линий пчел // Пчеловодство. - 2006. - №

7.-С. 16. - №8.-С. 5-17.

2. Харитонов Н.Н., Березин А. С. Влияние процесса селекции на формирование генотипических различий в гигиеническом поведении медоносных пчел (Apis mellifera L.) // Материалы 3-й Международной научно-практической конференции «Ин-термед - 2002». - М., 2002. - С. 175-183.

3. Alaux С. Figt Varroa: genomic characterization of honeybees selectively bred for Varroa - Sensetive Hygienic behavior // 41th Apimondia International Apicultural Congress. - 2009. - P. 81-82.

4. Aranzazu Meana, Raquel Martin-Hermandez, Amparo Martinez Salvador. Encarna Garriodo-Bailon, Cristina Botias and Mariano Higes. Causative association between colonies signs and Nosema spp. presence // IBBRA International Conference of Recent Trends in Apicultural Science 10-14 June 2007, Mikkeli, Finland. - P. 40.

5. Neumann P., Chauzat M. -P., Nanetti A., Pettis J. Bee losses in Europe and in the USA: global players vs. local heroes? // IBBRA International Conference of Recent Trends in Apicultural Science. - 10-14 June 2007, Mikkeli, Finland.-P. 39.

6. Neumann P., Norman L. C. Honey bee colony losses //Journal of Apicultural research. - 2010. - №1. - P. 1-6.

7. Ralph Buchler, Claudia Garrido, KasparBienenfeld, Klaus Ehrhardt. German honey bee selection program on disease tolerance // 40th Apimondia International Apicultural Congress Melbourn, Australia, September 9th 2007. - P. 224-225.

8. Maria Alejandra Palacio, Emilio Figini, Cecilia Andere, Enrique Bedascarrasbure. A honey bee stock improvement program in Argentina // 40th Apimondia International Apicultural Congress Melbourn, Australia, September 9th 2007. - P. 72-73.

9. Susan Cobey. Bee Breeding in the 21st Century // 40th Apimondia International Apicultural Congress Melbourn, Australia, September 9th 2007. - P. 78.