CC BY
54
УДК 638.12
ВИРУСНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ГИБЕЛИ ПЧЕЛИНЫХ СЕМЕЙ НА ПАСЕКАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
А.А. Шевцова1, А.В. Королев2, В.И. Масленникова3, З.Г. КокаеваА, А.Ю. Берёзов35
Е.А. Климов6
Рассмотрены причины, которые могут приводить к гибели пчелиных семей. Особое внимание уделено связи клеща Varroa destructor, присутствующего в пчелиных семьях, с наличием в организме пчел патогенных вирусов. Приведена общая характеристика основных патогенных вирусов медоносных пчел и их распространение. Даны рекомендации, направленные на снижение заклещеванности пчелиных семей клещами Varroa в течение всего активного периода жизни пчел, а также на снижение вирусоносительства пчелиных семей. Проведено исследование в европейской части России по наличию в пчелиных семьях шести патогенных вирусов: вируса мешотчатого расплода, вируса черных маточников, вируса деформации крыла, кашмир-вируса, израильского вируса острого паралича и вируса острого паралича. На пасеках исследована распространенность патогенных вирусов с помощью молекулярно-генетического метода ОТ-ПЦР. Определена клещевая нагрузка на пчелиные семьи. Установлено неоднородное распределение различных видов вирусов по пасекам. При невысокой клещевой нагрузке отмечена высокая вирусная нагрузка на пчелиные семьи в южном и центральном регионах европейской части России, низкая - в северном регионе.
Ключевые слова: медоносная пчела, Apis mellifera, вирус деформации крыла, вирус мешотчатого расплода, вирус черных маточников, кашмир-вирус, израильский вирус острого паралича, вирус острого паралича, ОТ-ПЦР.
Последние два десятилетия ученые всего мира констатируют высокую гибель пчел в своих странах. Впервые в 2006 г. отмечена массовая бессимптомная гибель пчел в США (van Engelsdorp et al., 2007). Впоследствии гибель пчелиных семей наблюдали в других странах Американского континента, Западной Европы и Азии (Berenyi et al., 2006; Nielsen et al., 2008; Francis et al., 2013; Tantillo et al., 2015; Locke et al., 2017). На данный момент бессимптомная массовая гибель семей зафиксирована более чем в 40 странах мира.
Первые статистические данные о бессимптомной массовой гибели пчелиных семей на территории России были опубликованы в 2015 г. при констатации 100%-й гибели семей на некоторых пасеках в летне-осенний период 2014 г. (Королев,
2015). Установлено, что бессимптомная массовая гибель пчел на одних пасеках была обусловлена высокой заклещеванностью пчелиных семей, а на других пчеловоды в конце лета наблюдали отсутствие пчел в ульях, но при этом регистрировали полностью сформированные кормовые запасы. В опустевших семьях на центральных сотах мог остаться пестрый или сплошной печатный расплод.
По мнению ученых, существует множество причин, которые могут привести к гибели пчелиных семей, условно их можно разделить на две группы.
Первая группа - результат воздействия человека на окружающую среду.
Вырубка лесов и распашка лугов, приводящие к сокращению числа естественных медоносов.
1 Шевцова Анна Александровна - аспирант кафедры генетики биологического факультетата МГУ имени М.В. Ломо-
носова ([email protected]); 2 Королев Александр Викторович - доцент кафедры частной зоотехнии животноводства,
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К. И. Скрябина, канд. с.-х.
наук ([email protected]); 3 Масленникова Валерия Ивановна - профессор кафедры частной зоотехнии Московской государ-
ственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина, докт. биол. наук (apis-pisces@ mail.ru); 4 Кокаева Зарема Григорьевна - ст. науч. сотр. кафедры генетики биологического факультетата МГУ имени М.В.
Ломоносова, канд. биол. наук ([email protected]); 5 Берёзов Александр Юрьевич - бакалавр биологического факультетата МГУ имени М.В. Ломоносова ([email protected]); 6 Климов Евгений Александрович - вед. научн. сотр. кафедры генетики биологического факультетата МГУ имени М.В. Ломоносова, доцент, докт. биол. наук ([email protected]).
Изменение структуры землепользования (наличие больших площадей медоносов, выращиваемых в монокультуре), которая не может обеспечить разнообразия белков, необходимых для нормальной жизнедеятельности пчелиной семьи.
Выращивание генетически модифицированных растений, которые вырабатывают токсины, отравляющие пчел.
Применение пестицидов в сельском хозяйстве. Ученые обращают все большее внимание на группу инсектицидов, называемых неоникотино-идами, которые используются для уничтожения вредителей на хлопчатниках, цитрусовых, пшенице, кукурузе и других культурных растениях (Lu et al., 2014). Так, летом 2019 г. обработка пестицидами зерновых только в Ростовской обл. привела к гибели от химического токсикоза 3,5 тыс. пчелиных семей. Применение слаботоксичных препаратов для обработки подсолнечника в предуборочный период привело к накоплению гербицидов в меде, в результате чего пчелы в зимний период погибли.
Воздействие электромагнитного излучения вышек и мобильных телефонов, которое, по мнению многих исследователей, ослабляет иммунитет насекомых.
Высокая степень гибридизации пчел, усугубляющая рост их иммунодефицита. Метисы имеют низкую жизнеспособность, им сложно адаптироваться к новым условиям окружающей среды, что в свою очередь приводит к повышению восприимчивости организма к заболеваниям различной этиологии. Необходимость использования высокой степени инбридинга при создании новых высокопродуктивных линий медоносных пчел также приводит к снижению неспецифической резистентности последних.
Развитие торговли пчелами между странами и континентами, приводящее к стремительному распространению клеща Varroa (Francis et al., 2014).
Несоблюдение пчеловодами инструкций по применению высокотоксичных акарицидных препаратов в борьбе с клещами Varroa.
Вторая группа - естественные условия, не связанные с жизнедеятельностью человека.
Изменение климата и глобальное потепление, приводящие к изменению температурного и влажностного режима. В результате этих изменений снизилось выделение растениями нектара, который является пищей для пчел.
Потепление привело также к появлению новых паразитов медоносных пчел, которые до
этого паразитировали на видах, распространенных в более южных странах. Одним из них является клещ Varroa jacobsoni (Oudemans, 1904), паразитирующий на средней индийской пчеле (Apis cerana) в Индонезии. В середине прошлого столетия клещ нашел себе нового хозяина - медоносную пчелу (Apis mellifera). При переходе на медоносную пчелу клещ изменился и выделился в самостоятельный вид Varroa destructor (Anderson, Trueman, 2000).
Вследствие распространения клеща Varroa повысилась активность вирусов.
Клещ Varroa destructor и гибель пчел
Как отмечают российские и европейские ученые (Гробов, 2010; Спрыгин и др., 2016; Locke et al., 2017; MacMenamin et al., 2018; Nazzi et al., 2018), гибель семей в последнее время практически всегда связана с наличием в пчелиных семьях клеща Varroa destructor, а в организме пчел патогенных вирусов.
Гамазовый клещ Varroa destructor вызывает тяжело протекающее заболевание личинок, куколок и взрослых пчел - варрооз (варроатоз). Болезнь возникла в конце 1950-х годов в связи с переходом клеща, обитающего в гнездах средне-индийской пчелы, на нового хозяина - медоносную пчелу. Заболевание зарегистрировано в странах Азии, Европы, Северной Африки и Америки. В СССР было установлено с 1964 г.
Наибольшую опасность для пчел представляет самка клеща (рис. 1). Она имеет красно-коричневый цвет, тело сильно сплюснуто в дорсо-вентральном направлении, размеры тела 1,0 х 1,9 мм. Самка имеет колюще-сосущий ротовой аппарат и четыре пары хорошо развитых конечностей. Самки проникают на дно ячейки рабочей пчелы за 1 день, а в ячейку трутневой пчелы за 1-3 дня до запечатывания, откладывая в среднем 3-4 яйца в ячейку рабочей пчелы и 4-6 яиц в трутневую ячейку. При проникновении нескольких самок в ячейку число отложенных ими яиц снижается.
Оптимальные условия для развития клеща: температура 34-36 °С и относительная влажность воздуха 60-80%. Клещ питается гемолимфой хозяина. Полный цикл развития составляет 5,5-6 суток для самца и 6,5-7 суток для самки. Самец оплодотворяет только молодых самок и впоследствии погибает. Молодые самки после вскрытия ячейки покидают ее вместе со старшей самкой - основательницей потомства. Самка-основательница в течение своей жизни
Рис. 1. Самка клеща Varroa destructor, паразитирующая на личинке пчелы
(весной-осенью за 2,5-4 месяца) способна отложить 25 яиц, для чего ей требуется до 4-6 ячеек пчелиного или трутневого расплода.
В расплоде в активный период жизнедеятельности гнезда может содержаться до 70-90% клещей. Темпы размножения клеща зависят от многих факторов, прежде всего, от температуры и влажности. На прирост клещей влияют климатические и природные условия, порода пчел, сила семей, соотношение пчелиного и трутневого расплодов в семье в течение сезона и т.д. Самки клещей зимуют на пчелах, глубоко проникая между брюшными сегментами, и питаются гемолимфой. В течение зимовки (150 дней) для сохранения жизнеспособности самке клеща требуется 5,5 мкл гемолимфы, а в организме зимующей пчелы ее содержание составляет в среднем 4,3 мкл. Устойчивость клеща во внешней среде зависит от температуры и влажности. В голодном состоянии в оптимальных для жизнедеятельности условиях паразит сохраняется до 5-7 суток. Опасность паразитирования клеща Varroa на медоносной пчеле заключается в следующем.
Высокая клещевая нагрузка приводит к гибели пчелиных семей.
Клещ является активным переносчиком инфекционных заболеваний.
Клещ снижает иммунный порог медоносных пчел, так как вводит вместе со слюной инфекционное начало непосредственно в гемолимфу (при отсутствии клеща Varroa вирусы попадают в пищеварительную систему, где не могут интенсивно развиваться). Как отмечает Ханг (Hung et al., 1996) для заражения пчелы клещами Varroa требуется всего 100 вирионов вируса острого па-
ралича при инокуляции (в теле клеща может содержаться до 10 млрд вирионов).
Клещ ослабляет иммунитет пчел, способствуя развитию вирусной инфекции. Во время инвазии у пчел наблюдается иммуносупрессия со снижением уровня экспрессии генов, кодирующих антимикробные пептиды (гликозиды, дефензины) и ферменты (фенолоксидазу, глюкозооксидазу, глюкозодегидрогеназу и лизоцим). При снижении активности глюкозодегидрогеназы в организме пчелы наблюдается большое количество гемо-цитов с вирусными частицами (Yang, Cox-Foster, 2007). Вирусы, активно размножаясь в организме ослабленной пчелы, приводят к значительному сокращению ее жизни, в результате уменьшается число особей и семья гибнет.
Клещ Varroa - активный переносчик вирусов не только среди взрослых пчел, но и среди личинок (рис. 2), предкуколок и куколок. Это приводит к появлению в гнезде большого числа молодых инфицированных вирусами пчел с малой продолжительностью жизни.
В 2016-2019 гг. на пасеках европейской территории России совместными усилиями Московской ветеринарной академии им. К. И. Скрябина и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова были впервые проведены масштабные исследования, цель которых заключалась в определении уровня опасности гибели пчелиных семей в зависимости от степени их заклещеванности (клещами Varroa) в сочетании с патогенными для пчел вирусами.
Заклещеванность пчелиных семей клещом Varroa значительно варьирует на пасеках европейской части России. Минимальное значение
Рис. 2. Клещ варроа, паразитирующий на: а - личинке; б - куколке; в - взрослой рабочей пчеле
(0%) зафиксировано на пасеках Архангельской обл., а в Вологодской обл. этот показатель составлял 0,2%. Средняя заклещеванность по этим пасекам составила 0,1%. Большое колебание степени заклещеванности в пчелиных семьях на разных пасеках обусловлено множеством причин. Одной из основных является применение пчеловодами акарицидных препаратов против клещей Уаггоа. Одни активно применяли жесткие препараты на основе амитраз и флувалината в течение всего весенне-летнего периода, в результате средняя закле-щеванность пчелиных семей была низкой и составила 0,1% на пасеках Архангельской обл. и 10,8% в Рязанской обл. Другие пчеловоды не так активно боролись с клещом, в результате средняя закле-щеванность была довольно высока и составила на пасеках Рязанской, Владимирской и Московской областей соответственно 10,8; 14,5 и 19,5%.
На основании проведенного анализа по зараженности пчелиных семей клещами Уаггоа в европейской части России установлено, что большое колебание параметра заклещеванности в пчелиных семьях связано, вероятно, с продолжительностью применения пчеловодами акарицидных препаратов против клещей Уаггоа, кратностью обработки и качеством самих препаратов.
Общая характеристика основных патогенных вирусов медоносных пчел и их распространение
Вирозы пчел до 70-х годов прошлого столетия протекали, как правило, в виде инаппарент-ных инфекций. Однако эпизоотическая ситуация резко изменилась с появлением и распространением клещей Уаггоа, выступивших в роли активаторов репликации вирусов и их переносчика, в результате чего повсеместно погибли тысячи пчелиных семей. Попадая в организм пчелы, вирусы могут находиться в нем длительное время в скрытой (латентной) форме и передаваться от одной особи к другой без признаков заболевания. Однако при различного рода стрессах, высокой заклещеванности, наличии ядохимикатов в окружающей среде и гнезде, резком повышении или понижении температуры, уменьшении кормовой базы и т. д. вирусы начинают интенсивно размножаться и поражать клетки различных органов пчел, что приводит к сокращению их жизни и гибели.
Из 24 видов вирусов, обнаруженных в пчелах, 7 видов РНК-вирусов считаются патогенными, все они относятся к порядку Р1согпау1га1е8.
1) DWV (Deformed wing virus, вирус деформации крыла).
2) BQCV (Black Queen cell virus, вирус черных маточников).
3) KBV (Kashmir bee virus, кашмир-вирус пчел).
4) SBV (Saccular brood virus, вирус мешотчато-го расплода).
5) IAPV (Acute Paralysis Virus, израильский вирус острого паралича).
6) CPBV (Chronic bee paralysis virus, вирус хронического паралича пчел).
7) APBV (Acute bee paralysis virus, вирус острого паралича пчел).
В ряде стран Западной Европы распространенность патогенных вирусов пчел описана еще в конце прошлого века.
Методы диагностики вирусной инфекции пчел
Для диагностики вирусной инфекции пчел и получения информации о геномах вирусов могут быть успешно использованы методы молекулярной диагностики - ОТ-ПЦР (RT-PCR) (метод ПЦР с обратной транскрипцией). В настоящее время с их помощью можно выявлять присутствие вирусной РНК в тканях пчел, личинок, клеща (Калашников, Удина, 2012; 2017; Масленникова и др., 2017).
Для электрофоретической детекции разработаны тест-системы, которые позволяют выявлять в одной пробирке три вируса пчел: ABPV, BQCV и SBV. Метод основан на проведении ПЦР одновременно по трем мишеням, продукт амплификации которых отличается по размеру.
В мировой практике методы анализа ДНК (маркеров ядерного и мтДНК) геномов пчел, а также вирусных инфекций используют для исследования состояния стабильности популяций, аборигенных популяций и промышленных пород пчел.
Однако в России практика генетического анализа применяется недостаточно эффективно и мало распространена, предпочтение отдается морфометрическому анализу породной принадлежности и пассивному сбору статистики при клиническом проявлении заболеваний пчел без идентификации возбудителей (Калашников, 2013).
В России первые исследования по распространению и идентификации вирусов пчел носили эпизодический характер (Батуев, 2010; Калашников, 2013). Масштабные исследования
2016-2019 гг., проведенные впервые на европейской территории России, охватили пасеки Северо-западного, Центрального, Южного и части Приволжского федеральных округов, куда вошли Архангельская, Вологодская, Московская, Рязанская, Владимирская, Пензенская, Белгородская, Воронежская, Ростовская области и Краснодарский край.
Работа проводилась на кафедре генетики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и на кафедре мелкого животноводства Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К. И. Скрябина. Объектами исследования служили пчелиные семьи, клещи Varroa, патогенные вирусы. Исследовали 18 пасек, на которых общее число семей составляло 1160 шт. Всего было отобрано 846 проб пчел и расплода от 419 пчелиных семей. Степень заклещеванности пчелиных семей клещами Varroa destructor определяли в условиях пасеки по методике, разработанной в НИИ пчеловодства. Для диагностики вирусов брали пробу живых пчел (30-50 ос.), помещали в контейнеры, этикетировали и отвозили в лабораторию. Живых пчел, поступивших в лабораторию, замораживали для проведения дальнейшего молекулярно-генетического анализа.
Молекулярно-генетический анализ проб проводили методом ОТ-ПЦР (полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией) на следующие вирусы: вирус деформации крыла (DWV), вирус мешотчатого расплода (SBV), вирус черных маточников (BQCV), кашмир-вирус (KBV), израильский вирус острого паралича (IAPV) и вирус острого паралича (ABPV).
Для определения вирусоносительства пчелиных семей анализировали электрофореграммы фрагментов кДНК вирусов (рис. 3). Исследования показали очень высокую нагрузку на пчелиные семьи в Центральном и Южном федеральных округах со стороны вирусов деформации крыла, мешотчатого расплода, острого паралича и вируса черных маточников, которая в среднем превышала 90%. Нагрузка на пчелиные семьи израильского вируса острого паралича и кашмир-вируса была низкой и в среднем составляла менее 10%.
Вирус деформации крыла
Вирус деформации крыла (DWV) впервые был выделен на японских пасеках у взрослых пчел с особой деформацией крыльев (Bailey, Ball, 1991). Во всем мире, за исключением Океании, DWV является одним из самых широко распространен-
Рис. 3. Электрофореграмма продуктов амплификации вируса: а - деформации крыла (DWV), 250 п.о.; б - острого паралича (АВРУ), 370 п.о.; М - маркеры 50 п.о., 100 п.о., лунки 1-8 - образцы
Рис. 4. Поражение пчелиных семей вирусом деформации крыла (DWV) в исследованных областях европейской части России, %: 1 - (0-25); 2 - (25-50); 3 - (75-100)
ных вирусов медоносных пчел. Инфекция DWV была зарегистрирована в Африке, Азии, Европе, Северной и Южной Америке. Во Франции в 97% ульев присутствуют взрослые пчелы, зараженные DWV (Масленникова и др., 2017).
В настоящем исследовании по распространению вируса деформации крыла у пчел европейской части России (рис. 4) установлено, что он присутствует во всех пробах (100%), взятых с пасек Владимирской, Московской, Рязанской, Пензенской, Белгородской областей и Краснодарского края. Меньшее его присутствие отмечено в пробах из Ростовской (79,5%) и Воронежской (41,7%) областей. Минимальное содержание вируса деформации крыла обнаружено в пробах Вологодской и Архангельской областей - 15 и 12,6% соответственно.
Распространенность DWV среди куколок более высокая, чем среди взрослых пчел; от-
мечено, что частота инфекций DWV увеличивалась от весны до осени (Tentcheva et al., 2006). Эти сезонные вариации частоты DWV также были гораздо более выраженными для куколок, чем для взрослых особей. Такие результаты, вероятно, связаны со слабой иммунной системой куколок по сравнению со взрослыми пчелами.
DWV - вирус с низкой патогенностью и часто именно он ответственен за скрытые инфекции, которые могут проявиться после стрессовой ситуации, такой как высокая зараженность клещом Varroa, нехватка корма или неправильный уход за семьями. DWV поражает на всех стадиях развития пчел, от яиц до взрослых особей (de Miranda, Genersch, 2010). DWV медленно размножается в своих хозяевах, не вызывая их гибели. Куколки могут завершить свой жизненный цикл развития в имаго, при этом симптомы заболевания могут
не проявиться или проявиться с внешними признаками болезни, что зависит от наличия или отсутствия стрессового фактора в семье. При этом для пчел с бессимптомным проявлением или с признаками заболевания замечено сокращение продолжительности жизни (Bailey, Ball, 1991). К характерным признакам инфекции DWV относятся усохшие деформированные крылья, которые делают полет невозможным, уменьшенный размер тела и обесцвечивание у взрослых особей. В любом случае типичные симптомы инфекции DVW часто обнаруживаются в пасеках, зараженных V. destructor (Tentcheva et al., 2006). Клещ ответственен за распространение DWV по всем тканям пчел за счет циркуляции гемолимфы и реактивации вирусных инфекций. Данные исследований (Chen et al., 2006; Yue et al., 2007) свидетельствуют о вертикальной и горизонтальной передаче вируса через пищевые контакты и половые пути.
Вирус мешотчатого расплода
Вирус мешотчатого расплода (SBV) - распространенное заболевание медоносной пчелы, впервые обнаруженное в 1913 г. в США (White, 1913). В нашей стране это заболевание было впервые обнаружено в 1917 г. на Северном Кавказе К.А. Горбачевым (1917).
Наши исследования показали, что вирус ме-шотчатого расплода в пробах пчел встречается реже, чем вирус деформации крыла. Тем не менее, он выделен из всех проб, взятых с пасек Владимирской, Московской, Пензенской областей и Краснодарского края (рис. 5). Почти одинаковое число семей было заражено данным вирусом в Ростовской (77,2%), Белгородской (74,6%) и Рязанской (75%) областях. Меньше зараженных семей обнаружено в Воронежской (65%) и Вологодской (50%) областях. В Архангельской обл. число семей, зараженных вирусом мешотчато-го расплода (так же, как и вирусом деформации крыла) было минимальным (11,1%). Этот вирус может заражать личинок или взрослых особей, но личинки более чувствительны к инфекции. Действительно, SBV в первую очередь влияет на расплод пчел. Поддерживая высокий уровень репликации, он вызывает значительные морфологические изменения, приводящие к гибели личинок (Вегепу1 е! а1., 2006). Зараженные личинки не окукливаются, а экдизиальная жидкость с вирусными частицами SBV накапливается личиночными покровами, образуя «мешочек». Зараженные личинки меняют свой цвет от жемчужно-белого до бледно-желтого и после гибели образуют высохшую темно-коричневую «лодочку». У взрос-
Рис. 5. Поражение пчелиных семей вирусом вирусом мешотчатого расплода ^ВУ) следованных областях европейской части России, %: 1 - (0-25); 2 - (50-75); 3 - (75-
в ис-100)
лых пчел инфекция присутствует в скрытом виде, проявляясь только как фактор уменьшения продолжительности жизни, без характерных симптомов (Бегепу1 е1 а1., 2006). Скрытая форма заболевания способствует распространению 8БУ, потому что этот вирус накапливается в головных тканях и особенно в гипофарингиальных железах; инфицированные пчелы-воспитательницы, ответственные за кормление личинок, передают вирус через зараженный железистый секрет. Кроме того, взрослые пчелы обнаруживают и удаляют личинки, пораженные 8БУ, через день или два дня после запечатывания ячеек в сотах, в то время как вирус все еще заразен (8Иеп е1 а1., 2005). Эти данные свидетельствуют о том, что 8БУ передается взрослым особям путем попадания в их организм тканей погибшей личинки, в первую очередь, экдизиальной жидкости.
Обнаружение 8БУ в пыльце подтверждает возможность передачи вируса от рабочих пчел другим взрослым особям через источники пищи внутри семьи. 8БУ может распространяться между семьями при кормлении пчел медом или пыльцой из зараженных пчелиных семей. Вирус 8БУ был обнаружен у большого
числа взрослых пчел из пасек, зараженных V destructor. В этом эктопаразите были обнаружены высокие титры вируса, особенно в ротовом аппарате и в пищеварительном тракте (Chantawannakul et al., 2006). Отмечена положительная корреляция между распространенностью SBV в клещевых образцах и наличием SBV в образцах взрослых пчел (Tentcheva et al., 2006), что подтверждает роль клеща Varroa в качестве переносчика инфекции.
Частота заболевания SBV значительно выше в весенний период и начале лета, при резком похолодании. Отсутствие нектара и пыльцы в этот период, когда в семьях большое число восприимчивых к вирусу личинок часто приводит к характерной клинической картине. Вирус мешотчатого расплода рассматривается как основной фактор, способствующий гибели пчел, зараженных клещом V. destructor, а также является основной причиной смертности в ослабленных пчелиных семьях в России (Сотников, Королев, 2014).
Вирус черных маточников
Вирус черных маточников (BQCV) первоначально был выделен из личинок и куколок мерт-
Рис. 6. Поражение пчелиных семей вирусом вирусом черных маточников (БрСУ) в исследованных областях европейской части России, %: 1 - (0-25); 2 - (25-50); 3 - (50-75);
4 - (75-100)
вых маток, запечатанных в маточниках (Bailey and Woods, 1974) и оказался наиболее распространенной причиной гибели маточных личинок в Австралии (Benjeddou et al., 2001). Инфекция BQCV была обнаружена в Америке, Европе, Азии, Африке и на Ближнем Востоке (Ellis, Munn,
2005).
По нашим данным, вирус черных маточников часто встречается и в пчелиных семьях (рис. 6) европейской части России. Во Владимирской, Московской областях и Краснодарском крае он выявлен во всех пробах. Минимальное число пчелиных семей, пораженных этим вирусом, так же как и в предыдущих случаях, находится в Архангельской и Вологодской областях 22,2 и 5,0% соответственно. В Пензенской обл. вирус не был обнаружен ни в одной из взятых проб, что, вероятно, связано с небольшим числом обследованных семей (9 шт.). Вирус черных маточников присутствовал на пасеках Воронежской (43,3%), Рязанской (50,0%), Ростовской (72,7%) и Белгородской (92,3%) областей.
В зараженных семьях BQCV распространен чаще у взрослых пчел, чем у куколок, хотя клинически он затрагивает в основном развитых личинок и куколок маток. Личинки становятся бледно-желтыми с жестким мешотчатым покровом, куколки - черными. Название было получено вирусом черных маточников вследствие наличия затемненных областей на стенках клеток инфицированных куколок; внутри погибших куколок находится много вирусных частиц (Leat et al., 2000).
При экспериментальных исследованиях было обнаружено, что вирус быстро размножается при непосредственном введении его в куколку (Leat et al., 2000). Тем не менее, вирус черных маточников способен размножаться и во взрослых особях, если переносится простейшим Nosema apis (Tentcheva et al., 2006). Nosema - микроспоридия, поражающая ткани кишечника взрослых пчел и увеличивающая восприимчивость этого органа к вирусу BQCV. Действительно, наблюдается четкая корреляция между частотой BQCV и зараженностью Nosema apis в пчелиных семьях с пиком заражения, приходящимся на весну и раннее лето (Benjeddou et al., 2001). Эти данные свидетельствуют о том, что именно вирус BQCV является причиной гибели пчел, зараженных Nosema. BQCV способен распространяться и среди здоровых трутней (Benjeddou et al., 2001). Вирусные частицы выявлены в фекалиях и в тканях кишечника матки (Chen et al.,
2006), что доказывает передачу этого вируса
через пищу. Следовательно, возможно инфицирование расплода матки через железистые выделения зараженных пчел-воспитательниц во время кормления. На сегодняшний день имеются противоречивые данные о роли V. destructor при этой инфекции.
Вирус острого паралича
Вирус острого паралича пчел (ABPV) впервые был обнаружен во время лабораторных экспериментов как возможная причина бессимптомной инфекции взрослых особей пчел. Вирус является довольно распространенным инфекционным агентом пчел, часто обнаруживается во внешне здоровых пчелиных семьях по всему миру (Sanpa, Chantawannakul, 2009).
Наши исследования показали, что вирус острого паралича (рис. 7) встречался во всех отобранных пробах изо всех областей (от 44,2 до 78,5%), кроме Белгородской и Ростовской.
Инфекции часто усугубляются и активируются стрессовыми факторами, такими как заражение клещами, бактериальные инфекции, загрязнение, а также использование химических веществ и инсектицидов в сельскохозяйственных технологиях (Bakonyi et al., 2002). Активная инфекция ABPV характеризуется быстрой смертью взрослых особей; инфицированные взрослые пчелы демонстрируют быстро прогрессирующий паралич (дрожание тела, потеря способности к полету); брюшко постепенно темнеет, отмечается потеря волосков с груди и брюшка (Miranda, de, et al., 2010).
ABPV поражает все стадии развития Apis mellifera, но наиболее благоприятными хозяевами для размножения вируса являются куколки (Sanpa, Chantawannakul, 2009). Отмечено накопление вирусных частиц в головном мозге, особенно в гипофарингиальных железах, и в фекалиях ( Miranda, de, et al., 2010), что подтверждает передачу вируса через пищу и через секрет слюнных желез инфицированных рабочих пчел при кормлении молодых личинок. Зараженные личинки либо умирают в ячейках расплода еще до распечатывания (если в их организм попало большое количество вирусных частиц), либо выживают, чтобы появиться в виде условно здоровых, но инфицированных взрослых особей. Выявление последовательностей вируса ABPV в сперме внешне здоровых трутней указывает на вертикальную передачу этого вируса (Yue et al., 2006).
ABPV рассматривается как основной фактор, способствующий гибели пчел, зараженных
Рис. 7. Поражение пчелиных семей вирусом вирусом острого паралича (ЛБРУ) в исследованных областях европейской части России, %: 1 - (25-50); 2 - (75-100)
клещом V. destructor, а также является основной причиной смертности в ослабленных семьях из Германии, Югославии, Франции, Венгрии и США (Forgach et al., 2007). Кроме того, в нескольких исследованиях ABPV был выявлен у клещей Varroa (Chantawannakul et al., 2006). Из-за широкого распространения клещей на европейских пасеках в течение последнего десятилетия широко распространился и вирус острого паралича.
Кашмирский вирус
Кашмирский вирус KBV широко распространен в Австралии и в Соединенных Штатах, где является эндемичным. В Европе он встречается нечасто (Berényi et al., 2006).
Кашмирский и израильский вирус острого паралича встречаются в пчелиных семьях европейской части России довольно редко, их максимальное присутствие обнаружено в семьях Белгородской обл. (19,2 и 18,5% соответственно). В Архангельской обл. кашмирский и израильский вирус острого паралича присутствуют соответственно в 6,3 и 7,9% проб, в Ростовской - в 3,4 и 2,3%. В других областях они встречаются очень редко или отсутствуют (рис. 8). Как и большинство Dicistroviridae ( Miranda, de, et al., 2010),
KBV сохраняется в низких титрах в скрытой форме во внешне здоровых семьях до тех пор, пока стрессовые факторы не активируют вирусную репликацию, впоследствии вызывающую гибель семьи. В активной форме кашмирский вирус поражает различные стадии развития пчел без четко выраженных симптомов заболевания. В последнее десятилетие этот потенциально смертельный вирус приобретает все большую значимость для пчеловодов, поскольку является одним из нескольких вирусов, тесно связанных с синдромом разрушения пчелиных семей на пасеках, зараженных клещом V. destructor (Miranda, de, et al., 2010).
В ходе экспериментов кашмирский вирус проявил себя как чрезвычайно опасный для личинок и взрослых особей. Для гибели в течение нескольких дней достаточно менее ста вирусных частиц на пчелу (Ribiére et al., 2008). В естественных условиях KBV может передаваться различными путями (Shen et al., 2005). Вирусные частицы были обнаружены в пище расплода, меде, маточном молочке и фекалиях, что подтверждает передачу инфекции орально-фекальным путем через зараженную пищу внутри семьи ( Miranda, de, et al., 2010). Детекция последовательностей вирусного генома в слюнном
Рис. 8. Поражение пчелиных семей вирусом вирусом Кашмир (КБУ) во всех исследованных областях европейской части России (1) составило от 0 до 25%
секрете клещей Varroa предполагает, что паразит может выступать в качестве переносчика KBV (Shen et al., 2005).
KBV генетически и серологически тесно связан с ABPV, оба вируса были обнаружены в процессе исследований передачи вируса хронического паралича CBPV (Miranda, de, et al., 2004). Вероятно, эти два вируса происходят от общего предка и эволюционировали независимо в географически изолированных регионах (Berényi et al., 2006). Оба вируса способны инфицировать одну и ту же семью или даже особь одновременно. Несмотря на тесную связь, их можно выделить и отличить друг от друга с помощью ПЦР в режиме реального времени, более того, белки VP4 вирусов ABPV и KBV серологически различны.
Израильский вирус острого паралича
Израильский вирус острого паралича (IAPV) впервые был выделен в 2004 г. на израильских
пасеках, где вызвал массовую гибель пчел и нанес серьезный урон израильскому пчеловодству. Помимо Израиля, IAPV широко распространен в Австралии и в нескольких штатах США, таких как Флорида, Калифорния, Мэриленд и Пенсильвания (Palacios et al., 2008). Анализ последовательности генома IAPV показал, что он является новым членом семейства Dicistroviridae (Blanchard et al., 2008), тесно связанным с KBV и ABPV. Кроме близких генетических отношений они имеют несколько сходных характеристик, таких как стадия жизни хозяина и широкая распространенность среди бессимптомных инфекций, что контрастирует с высокой вирулентностью в экспериментальных исследованиях (Miranda, de, et al., 2010). Несмотря на высокую гомологию между этими тремя вирусами, IAPV обладает значительными генетическими и серологическими отличиями (Maori et al., 2007).
В естественных условиях IAPV сохраняется в семьях в низких титрах без явных симптомов.
Рис. 9. Поражение пчелиных семей израильским вирусом острого паралича (IAPV) во всех исследованных областях европейской части России (1) составило от 0 до 25%
В стрессовых условиях иммунитет медоносных пчел падает, что приводит к активации инфекции и гибели пчел. Гибели зараженных взрослых особей предшествует быстро прогрессирующий паралич, потеря способности к полету и потемнение тела (ШЫеге е! а1., 2008). В европейской части России на данный момент IAPV встречается редко (рис. 9).
Анализ распространенности патогенных вирусов пчел на европейской части России позволил установить следующее.
Вирус деформации крыла, мешотчатого расплода, черных маточников и острого паралича очень часто встречаются в пчелиных семьях всех исследованных областей. Исключение составляет Пензенская обл., где в исследованных пробах пчел вирус черных маточников не обнаружен.
Вирус острого паралича встречается в пробах из всех областей европейской части России (от 44,3 до 78,5%), за исключением Белгородской и Ростовской областей.
Кашмирский вирус и израильский вирус острого паралича присутствуют в незначитель-
ном количестве проб из европейской части России. Наиболее часто они встречались на пасеках Белгородской (19,2 и 18,5%) и Рязанской (10,7 и 17,8%) областей.
Рассматривая зараженность семей вирусами деформации крыла, мешотчатого расплода и черных маточников от севера до юга европейской части России, можно заметить, что в северных областях (Архангельской и Вологодской) она значительно ниже, чем в Центральном (Московская, Рязанская, Пензенская) и южном (Воронежская, Белгородская, Ростовская области и Краснодарский край) регионах. На этом основании можно утверждать, что вектор распространения вирусов направлен на север.
Вышеприведенные сведения по распространению вирусов деформации крыла, мешотчатого расплода и черных маточников аналогичны данным, приведенным в работе (Королев, 2015).
Пути выхода из кризиса в пчеловодстве
В настоящее время клещ Varroa является самым серьезным паразитом медоносных пчел (Apis mellifera) и стал почти космополитиче-
ским видом. Некоторые исследователи считают (Rosenkranz et al., 2010), что пчеловодство в Европе невозможно без использования химических акарицидов для борьбы с клещом. Вполне возможно, что он со временем станет устойчивым к этим химическим веществам и их эффективность будет снижена (Pettis, 2004). В целях уменьшения количества используемых препаратов для борьбы с клещом ученые проводят исследования по выведению линий медоносных пчел, устойчивых к клещам.
У медоносной пчелы существуют несколько форм поведения, которые могут снизить выживаемость V. destructor, к ним относятся «чувствительная к Varroa гигиена» (VSH) и «груминг-по-ведение» (Evans, Spivak, 2010). Рабочие пчелы A. mellifera ухаживают за собой (автогруминг), а также за другими пчелами (аллогруминг). Этот тип поведения (Milum, 1955) можно рассматривать как селекционный признак в будущих селекционных программах по снижению восприимчивости колоний A. mellifera к заражению клещом Varroa (Delfinado-Baker et al., 1992). Однако неясно, насколько высока наследуемость аутогру-минга у медоносных пчел (Harbo, Hoopingarner, 1997).
Ротенбулер (Rothenbuhler, 1964) впервые описал гигиеническое поведение у пчел, связанное со вскрытием и удалением расплода (мертвого, больного или зараженного паразитами). Эти две формы поведения определяют коллективное гигиеническое поведение, и каждая из них контролируется независимым локусом. Первая форма поведения у рабочих пчел, обусловленная Uu- и UU-генами, не предусматривает вскрытие ячеек с погибшими личинками, тогда как пчелы, имеющие гомозиготно-рецессивные uu-гены, способны это делать. Второй тип поведения описывается, когда рабочие пчелы, имеющие рецессивные гены в гомозиготе (rr) способны удалять мертвых личинок и куколок из ячеек, в то время как рабочие пчелы, которые являются гетерозиготными (Rr) и (RR), не способны удалять погибших личинок и куколок. Гомозиготно-рецессивные генотипы uu и rr должны присутствовать в случае VSH. Эти поведенческие реакции сложны и, вероятно, включают повторное вскрытие и удаление зараженных клещом личинок (Rosenkranz et al., 1993). Удаление клещей из расплода может вызвать перерыв в репродуктивном цикле клеща Varroa или гибель клещей.
Жизненный цикл клеща синхронизирован с продолжительностью развития медоносной
пчелы (Garrido, Rosenkranz, 2003). Исследователи отметили, что из последних яиц, отложенных в ячейку с личинкой пчелы, нормальные репродуктивные самки клеща не развиваются. Количество клещей было на 50% ниже в популяции A. mellifera на о. Готланд, и бесплодие клещей было одним из параметров, оказывающих влияние на снижение репродуктивных возможностей самок клеща (Locke, Fries, 2011).
Подавленное размножение клещей является наследуемой чертой, которая, как было показано, контролирует V. destructor. Пчелы удаля-ли репродуктивных клещей Varroa чаще, чем непродуктивных. Результаты исследований (Harbo, Harris, 2005) показали, что признак SMR может быть идентичен специфичной для Varroa гигиене, описанной в работе (Boecking et al., 2000).
В 2006 г. был завершен проект «Геном медоносной пчелы», который позволил лучше понять устойчивость к болезням в высоко социальном организме A. mellifera (Weinstock et al., 2006). Возможно, в будущем искусственный отбор будет включать использование технологических возможностей молекулярной генетики.
В настоящее время нет оптимальной схемы лечения пчелиных семей при их массовой гибели ввиду отсутствия медикаментозного лечения вирусных болезней пчел и препаратов, восстанавливающих их иммунитет. В связи с этим для борьбы с массовой гибелью пчел можно применять меры, направленные на снижение поражения семей клещами Varroa в течение всего активного периода жизни пчел, а также на снижение вирусоноси-тельства семей.
В результате апробации комплекса зоотехнических приемов содержания и кормления при са-нитарно-ветеринарном обслуживании пчелиных семей выявлены приемы, сдерживающие распространение вирусных инфекций и снижающих бессимптомную гибель пчел (Масленникова и
др., 2018).
Применение данных разработок позволило уменьшить осеннюю гибель пчел на научно-производственной пасеке с 82% в 2014 г. до 8% в 2018 г., а также снизить вирусоносительство в пчелиных семьях. Применение зоотехнических и ветеринарно-санитарных приемов ухода за пчелиными семьями на данном этапе широкого распространения массовой гибели пчел в осенний и зимний периоды дает возможность пчеловодам ограничить распространение вирусных
инфекций, а при высокой заклещеванности семей клещами Varroa - снизить гибель пчелиных семей.
Естественный процесс роения следует рассматривать как механизм адаптации, направленный на увеличение генетического полиморфизма и последующего отбора наиболее приспособленных особей. Генетическое значение этого явления заключается в создании условий для увеличения комбинаторики генотипов молодых маток и селективного отбора наиболее приспособленных особей. Комбинативный полиморфизм генотипов молодых маток создается, с одной стороны, путем меж- и внутрихромосомных рекомбинаций при образовании материнских половых клеток, а с другой - разнообразием отцовских генотипов. Это дает большой спектр генетического разнообразия еще неоплодотворенных яиц, которое усиливается после оплодотворения в условиях полиандрии. С генетической точки зрения, роение представляет собой не только способ размножения, но и биологический механизм адаптации к постоянно изменяющимся условиям среды (Монахова, 2008). О большом генетическом разнообразии маточников свидетельствует разнообразие их размеров, форм, скорости развития, но даже когда они кажутся фенотипически одинаковыми, вышедшие из них матки характеризуются большим спектром генетической комбинаторики и различаются между собой как дети одной матери и одного или нескольких отцов. Отбор маток осуществляется как рабочими пчелами, так и
в процессе борьбы между матками и носит приспособительный характер, так как в результате в семье остается только одна матка, которая обладает наилучшими физиологическими характеристиками и высокой яйценоскостью. Закладывание большого числа маточников - прогрессивное явление, дающее преимущество виду, поскольку чем больше генетическое разнообразие маток, тем больше возможностей для естественного отбора наиболее приспособленных особей и процветания вида в целом.
В последнее время одним из приемов рационального пчеловодства стало уничтожение трутневого расплода в целях экономии запасов меда. Однако функции трутня в пчелиной семье не исчерпываются их участием в оплодотворении. Гаплоидный геном трутня представляет собой естественный полигон для элиминации вредных рецессивных генов. Таким образом, происходит очищение популяции от генетического груза. Переход на гапло-диплоидный механизм определения пола дал огромные преимущества медоносной пчеле, связанные с появлением цитогенетического механизма адаптации, и выявил исключительную роль трутней в этом процессе. Именно на уровне генетической системы трутней идет отбор наиболее приспособленных к конкретным условиям существования генетических комбинаций, так как личинки трутней, обладающие сниженной жизнеспособностью уничтожаются рабочими пчелами.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-34-90165).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [REFERENCES]
Батуев Ю.М, Горячева И.И. Идентификация вирусов пчел методами молекулярно-генетического анализа // Пчеловодство, 2010. № 7. С. 10-13 [Batuev Yu.M., Goryacheva I.I. Identifikatsiya virusov pchel meto-dami molekulyarno-geneticheskogo analiza // Pchelo-vodstvo. 2010. № 7. S. 10-13].
Волыхина В. Вирусные заболевания пчел // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50. № 4. С. 409-419 [Volykhina V. Virusnye zabolevaniya pchel // Sel'skokhozyajstvennaya biologiya. 2015. T. 50. № 4. S. 409-419].
Гробов О. Ф. Роль варроа в массовой гибели пчел // Тр. ВИЭВ. 2010. Т. 76. 260 с. [Grobov O.F. Rol' varroa v massovoj gibeli pchel // Tr. VIEV. 2010. T. 76. 260 s.].
Гробов О. Ф., Лихотин А.К. Болезни и вредители пчел.
М., 1989. 239 с. [Grobov O.F., Lihotin A.K. Bolezni i vrediteli pchel. M., 1989. 239 s.].
Калашников А.Е. Изучение дифференциации отечественных популяций медоносной пчелы Apis mellifera и их инфицированности РНК-содержащими вирусами с помощью молекулярно - генетических методов. Дис. ... канд. биол. наук. М., 2013. 245 с. [Kalashnikov A.E. Izuchenie differentsiatsii otechest-vennykh populyatsij medonosnoj pchely Apis mellifera i ikh infitsirovannosti RNK-soderzhashchimi virusami s pomoshch'yu molekulyarno-geneticheskikh metodov. Dis.na soisk. uch. st. kand. biol. nauk. M., 2013. 245 s.].
Калашников А.Е., Удина И.Г. Распространение РНК-содержащих вирусов пчел у медоносной пчелы
(Apis mellifera) в отдельных регионах России // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2017. Т. 35. № 1. С. 31-35 [Kalashnikov A.E., Udina I.G. Rasprostranenie RNK-soderzhash-chikh virusov pchel u medonosnoj pchely (Apis mellifera) v otdel'nykh regionakh Rossii // Molekulyar-naya genetika, mikrobiologiya i virusologiya. 2017. T. 35. № 1. S. 31-35].
Королев А.В. Некоторые закономерности гибели пчелиных семей в 2014 году // Пчеловодство. 2015. № 8. C. 14-15 [Korolev A.V. Nekotorye zakonomer-nosti gibeli pchelinykh semej v 2014 godu // Pchelo-vodstvo. 2015. № 8. S. 14-15].
Масленникова В.И., Королев А.В., Спрыгин А.В., Бабин Ю.Ю., Павелко В.И. Причины массовой гибели пчел в летний сезон 2014 года // Пчеловодство. 2015. № 10. C. 28-30 [Maslennikova V.I., Korolev A.V., Sprygin A.V., Babin Yu.Yu., Pavelko V.I. Prichiny massovoj gibeli pchel v letnij sezon 2014 goda // Pche-lovodstvo. 2015. № 10. S. 28-30].
Масленникова В.И., Климов Е.А., Королев А.В., Кокаева З.Г., Шевцова А.А. Оценка вирусной и клещевой нагрузки на пчелиные семьи в Белгородской области при массовой гибели пчел // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2018. № 6. C. 89-95 [Maslennikova V.I., Klimov E.A., Korolev A.V., Kokaeva Z.G., Shevtsova A.A. Otsenka virusnoj i kleshchevoj nagruzki na pchelinye sem'i v Belgorodskoj oblasti pri massovoj gibeli pchel // Veterinariya, zootekhniya i biotekhnologiya. 2018. № 6. S. 89-95].
Масленникова В.И., Климов Е.А., Королев А.В., Кокаева З.Г., Гареев Р.Р., Лунькова А.А. Оценка влияния вирусной и клещевой нагрузки на гибель пчел России // Пчеловодство, 2017. № 5. C. 28-30 [Maslennikova V.I., Klimov E.A., Korolev A.V., Kokaeva Z.G., Gareev R.R., Lun'kova A.A. Otsenka vliyaniya virusnoj i kleshchevoj nagruzki na gibel' pchel Rossii // Pchelovodstvo. 2017. № 5. S. 28-30].
Монахова М.А. Генетическая природа роения // Пчеловодство. 2008. № 7. C. 6-9 [Monakhova M.A. Geneticheskaya priroda roeniya // Pchelovodstvo. 2008. № 7. S. 6-9].
Монахова М.А. Генетические основы феномена пестрого расплода // Пчеловодство. 2008. № 1. C. 14-15 [Mon-akhova M.A. Geneticheskie osnovy fenomena pestrogo rasploda // Pchelovodstvo. 2008. № 1. S. 14-15].
Сотников А.Н., Королев А.В. Мешотчатый расплод -угроза пчеловодству // Пчеловодство. 2014. № 5. C. 30-32 [Sotnikov A.N., Korolev A.V. Meshotchatyj rasplod - ugroza pchelovodstvu // Pchelovodstvo. 2014. № 5. S. 30-32].
Спрыгин А.В., Бабин Ю.Ю., Ханбекова Е.М., Рубцова Л.Е. Угрозы распространения вирусных инфекций у пчел (Apis mellifera L.) и роль клеща V. destructor в развитии патологий // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 2. C. 156-171 [Sprygin A.V., Babin Yu.Yu., Hanbekova E.M., Rubtsova L.E. Ugrozy rasprostraneniya virusnykh infektsij u pchel (Apis mellifera L.) i rol' kleshcha V. destructor v razvitii
patologij // Sel'skokhozyajstvennaya biologiya. 2016. T. 51. № 2. S. 156-171].
Bailey L., Ball B.V. Honey Bee Pathology. L., 1991. 208 p.
Bailey L., Woods R.D. Three previously undescribed viruses from the honeybee // J. Gen. Virol. 1974. Vol. 25. P. 175-186.
Bakonyi T., Farkas R., Szendroi A., Dobos-Kovacs M., Rusvai M. Detection of acute bee and Varroa destructor field samples: rapid screening of representative Hungarian apiaries // Apidologie. 2002. Vol. 33. P. 63-74.
Benjeddou M., Leat N., Allsopp M., Davison S. Detection of Acute Bee Virus and Black Queen Cell Virus from honeybees by reverse transcriptase PCR // Appl. Environ. Microb. 2001. Vol. 67. P. 2384-2387.
Berenyi O., Bakonyi T., Derakhshifar I., Koglberger H., Nowotny N. Occurrence of six honeybee viruses in diseased Austrian apiaries // Applied Environmental Microbiology. 2006. Vol. 72. P. 2414-2420.
Blanchard P., Olivier V., Iscache A.L., Celle O., Schurr F., Lallemand P., Ribiere M. Improvement of RT - PCR detection of chronic bee paralysis virus (CBPV) required by the description of genomic variability in French CBPV isolates // J. Invertebr. Pathol. 2008. Vol. 97. P. 182-185.
Boecking O., Bienefeld K., Drescher W. Heritability of the Varroa - specific hygienic behaviour in honey bees (Hymenoptera: Apidae) // Journal of Animal Breeding and Genetics, 2000. Vol. 117. N 6. P. 417-424.
Chantawannaku P., Ward L.I., Boonham N., Brown M. A scientific note on the detection of honeybee viruses using real-time PCR (TaqMan) in Varroa mites collected from a Thai honeybee (Apis mellifera) apiary // J. Invertebrate Pathology. 2006. Vol. 91. N 1. P. 69-73.
Chen Y.P., Pettis J.S., Collins A., Feldlaufer M.F. Prevalence and transmission of honeybee viruses // Appl. Environ. Microbiol. 2006. Vol. 72. N 1. P. 606-611.
Delfinado-Baker M., Rath W., Boecking O. Phoretic bee mites and honey bee grooming behavior // Int. J. Ac-arol. 1992. Vol. 18. P. 315-322.
Ellis J.D., Munn P.A. The worldwide health status of honeybees // Bee World. 2005. Vol. 86. P. 88-101.
Evans J.D., Spivak M. Socialized medicine: Individual and communal disease barriers in honey bees // Journal of Invertebrate Pathology. 2010. Vol. 103. N 1. P. 62-72.
Forgach P., Bakonyi T., Tapaszti Z., Nowotny N., Rusvai M. Prevalence of pathogenic bee viruses in Hungarian apiaries: Situation before joining the European Union // J. Invertebr. Pathol. 2007. Vol. 98. P. 235-238.
Francis R.M., Nielsen S.L., Kryger P. Varroa-virus interaction in collapsing honey bee colonies // PLoS ONE. 2013. Vol. 8. P. e57540.
Garrido C., Rosenkranz P. The reproductive program of female Varroa destructor mites is triggered by its host, Apis mellifera // Experimental and Applied Acarology. 2003. Vol. 31. N 3-4. P. 269-273.
Harbo, J.R., Harris, J.W. Suppressed mite reproduction
explained by the behaviour of adult bees // J. Apic. Res. 2005. Vol. 44. P. 21-23.
Harbo J.R., Hoopingarner, R.W. Honey bees (Hy-menoptera: Apidae) in the United States that express resistance to Varroa jacobsoni (Meso-stigmata: Varroidae) // J. Econ. Entomol., 1997. Vol. 90. P. 893-898.
Hung A. C.F., Shimanuki H., Knox D. V. The role of viruses in bee parasitic mite syndrome // Am. Bee J. 1996. Vol. 136. P. 731-732.
Leat N., Ball B., Govan V., Davison S. Analysis of the complete genome sequence of black queen-cell virus, a picorna-like virus of honeybees // J. Gen. Virol. 2000. Vol. 81. P. 2111- 2119.
Locke B., Fries I. Characteristics of honey bee colonies (Apis mellifera) in Sweden surviving Varroa destructor infestation // Apidologie, 2011. Vol. 42. N 4. P. 533-542.
Locke B., Semberg E., Forsgren E., de Miranda J.R. Persistence of subclinical deformed wing virus infections in honeybees following Varroa mite removal and a bee population turnover // PLoS ONE. 2017. Vol. 12. N 7. P. e0180910.
Lu C., Warchol K.M., Callahan R.A. In situ replication of honeybee colony collapse disorder // Bulletin of Insectology. 2012. Vol. 65. N 1. P. 99-106.
Maori E., Tanne E., Sela I. Reciprocal sequence exchange between non retro viruses and hosts leading to the appearance of new host phenotypes // Virology. 2007. Vol. 362. P. 342-349.
MacMenamin A.J., Flenniken M.L. Recently identified viruses and their impact on bee pollinators // Current Opinion in Insect Science. 2018. Vol. 26. P. 120-129.
Milum V.G. Honey bee communication // Am. Bee J. 1955. Vol. 95. P. 97-104.
Miranda J.R., de, Genersch E. Deformed wing virus // J. Invertebr. Pathol. 2010. Vol. 103. N 1. P. 48-61.
Nazzi F., Pennacchio F. Honey Bee Antiviral Immune Barriers as Affected by Multiple Stress Factors: A Novel Paradigm to Interpret Colony Health Decline and Collapse // Viruses. 2018. Vol. 10. N 4. P. 159.
Nielsen, S.L., Nicolaisen M., Kryger P. Incidence of acute bee paralysis virus, black queen cell virus, chronic bee paralysis virus, deformed wing virus, Kashmir virus and sac brood virus in honeybees (Apis mellifera) in Denmark // Apidologie. 2008. . Vol. 39. P. 310-314.
Palacios G., Hui J., Quan P.L., Kalkstein A., Honkavuo-ri K.S., Bussetti A.V., Conlan S., Evans J., Chen Y.P., van Engelsdorp D., Efrat H., Pettis J., Cox-Foster D., Holmes E.C., Briese T., Lipkin W.I. Genetic analysis of Israel Acute Paralysis Virus: distinct clusters are circulating in the United States // J. Virol. 2008. Vol. 82. P. 6209-6217.
Pettis J.S. A scientific note on Varroa destructor resistance to coumaphos in the United States // Apidologie. 2004. Vol. 35. P. 91-92.
Ribiere M., Ball B.V., Aubert M.F.A. Natural history and geographic distribution of honeybee viruses // Virology and the honeybee. Brussels. 2008. P. 15-18.
Rosenkranz P., Aumeier P., Ziegelmann B. Biology and control of Varroa destructor //
J. Invertebrate Pathology, 2009. Vol. 103. N 1. P. 96-119.
Rothenbuhler W.C. Behaviour genetics of nest cleaning in honey bees. I. Responses of four inbred lines to disease-killed brood // Anim. Behav. 1964. Vol. 12. P. 578-583.
Sanpa S., Chantawannakul P. Survey of six bee viruses using RT-PCR in Northern Thailand // J. Invertebr. Pathol. 2009. Vol. 100. P. 116-119.
Shen M., Yang X., Cox-Foster D., Cui L. The role of Varroa mites in infections of Kashmir bee virus (KBV) and deformed wing virus (DWV) in honey bees // Virology. 2005. Vol. 342. N 1. P.141-149.
Tantillo G., Bottaro M., Pinto A.D., Martella V., Pinto P.D., Terio V. DWV,Virus infections of honeybees Apis mellifera, Italia // Italian Journal of Food Safety. 2015. Vol. 4. P. 5364.
Tentcheva D., Gauthier L., Bagny L., Fievet J., Dainat B., Cousserans F., Colin M.E., Bergoin M. Comparative analysis of deformed wing virus (DWV) RNA in Apis mellifera L. and Varroa destructor // Apidologie. 2006. Vol. 37. P. 41-50.
Tentcheva D., Gauthier L., Bagny L., Fievet J., Dainat B., Cousserans F., Colin M. E., van Engelsdorp D., Cox-Foster D., Frazier M., Ostiguy N., Hayes J. Colony Collapse Disorder Preliminary Report // Mid-Atlantic Apiculture Research and Extension Consortium (MAAREC) - CCD Working Group. 2007. P. 22.
Wilfert L., Long G., Leggett H.C., Schmid-Hempel P., Butlin R., Martin S.J.M., Boots M. Deformed wing virus is a recent global epidemic in honeybees driven by Varroa mites // Science. 2016. Vol. 351. P. 594-597.
Weinstock G.M., Robertson G.E., Gibbs R.A., Wor-ley K.C., Evans J.D., Maleszka R., Robertson H.M., Weaver D.B., Beye M., Bork P. et al. (Honeybee Genome Sequencing Consortium). Insights into social insects from the genome of the honeybee Apis mellifera // Nature. 2006. Vol. 443. P. 931-949.
White G.F. Sacbrood [a Disease of Bees]. Bull. US Department of Agriculture, Bureau of Entomology. N 431. Washington, 1917. 55 p.
Yang X., Cox-Foster D. Effects of parasitization by Varroa destructor on survivorship and physiological traits of Apis mellifera in correlation with viral incidence and microbial challenge // Parasitology. 2007. Vol. 134. N 3. P. 405-412.
Yue C., Schröder M., Gisder S., Genersch E. Vertical-transmission routes for deformed wing virus of honeybees (Apis mellifera) // J. Gen. Virol. 2007. Vol. 88. P. 2329-2336.
Поступила в редакцию / Received 16.09.2020 Принята к публикации / Accepted 30.12.2020
VIRAL CONCEPT OF BEES COLONY COLLAPSE IN THE APIARIES OF THE EUROPEAN RUSSIA
A.A. Shevtsova\ A.V. Korolev2, V.I. Maslennikova3, Z.G. Kokaeva4, A.Yu. Berezov5,
E.A. Klimov6
The manuscript addresses the reasons that can lead to death in bee colonies. The relation between infestation with the ectoparasitic mite Varroa destructor is considered with the presence of pathogenic viruses in bees. The main features of pathogenic viruses of honey bees and their distribution are summarized. Recommendations for reducing the Varroa mites rates in bee colonies during the entire active period of bees' life, as well as reducing the virus infection of bee colonies are provided. The occurrence of six bee viruses sacbrood virus (SBV), black queen cell virus (BQCV), deformed wing virus (DWV), Kashmir bee virus (KBV), Israeli acute paralysis virus (IAPV), acute bee paralysis virus was investigated in Apis mellifera colonies The samples originated from the European part of Russia. Viruses in samples from apiaries were detected using the RT-PCR technique. The Varroa mite load on bee colonies was determined. A heterogeneous distribution of viruses at apiaries was established. With a low mite load, there was a high viral load on bee colonies in the southern and central regions of the European part of Russia, and a low one in the northern region.
Key words: honey bee, Apis mellifera, deformed wing virus, sacbrood virus, black queen cell virus, Kashmir bee virus, Israeli acute paralysis virus, acute paralysis virus, RT-PCR.
Acknowledgements. The research was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (project № 20-34-90165).
1 Shevtsova Anna Aleksandrovna, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University ([email protected]); 2 Korolev Aleksandr Viktorovich, Department of Private Animal Science of the Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology-Scriabin MBA ([email protected]); 3 Maslennikova Valeriya Ivanovna, Department of Private Animal Science of the Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Bio-technology-Scriabin MBA ([email protected]); 4 Kokaeva Zarema Grigor'evna, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University ([email protected]); 5 Beryozov Aleksandr Yur'evich, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University (al.berezov@ gmail.com); 6 Klimov Evgenij Aleksandrovich, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University ([email protected]).
