Аттрактанты

Одним компонентом изобретения является применение экстрактов грибов, причем экстракты получены из мицелия видов трутовиков, базидиомицет и аскомицет для привлечения пчел. Пчел привлекают обогащенные полисахаридами внеклеточные и внутриклеточные метаболиты, секретируемые мицелием. В эти экссудаты входят соединения, которые привлекают пчел, предоставляют им обогащенные сахаром и другие питательные вещества, обеспечивают противовирусную, противогрибную и антибактериальную защиту, одновременно поддерживая их устойчивость к пестицидам и улучшая здоровье колонии и продукцию меда. В действительности мед, содержащий эти компоненты грибов, может обеспечить медицинскую пользу для пчел и других животных, в том числе человека.

Эти внеклеточные экссудаты, например из королевской строфарии или морщинисто-кольцевой строфарии (Stropharia rugoso-annulata), обладают эффектом привлечения пчел, особенно в то время, когда предпочитаемые ими цветковые растения ограничены. Пчел привлекают как внеклеточные экстракты, так и живой мицелий. Ожидается, что другие нетоксичные виды грибов, которые могут обладать или могут не обладать противовирусными свойствами и свойством увеличения продолжительности жизни, включая деликатесные и медицинские грибы, будут привлекать пчел в различной степени аналогичным образом.

Приятный аромат Stropharia rugoso-annulata, испускаемый мицелием, может привлекать пчел, хотя никто из других ученых, насколько известно автору изобретения, никогда не обнаруживал или не утверждал этого. Автор настоящего изобретения открыл, что мицелий Stropharia rugoso-annulata испускает богатый, привлекающий, подобный цветочному аромат. Устричные грибы рода Pleurotus, особенно Pleurotus ostreatus, P. pulmonarius, P. lignatilis, P. sapidus, P. eryngii, P. populinus и другие родственные виды, испускают приятный похожий на анис аромат, как и Clitocybe odora. Другим кандидатом является трутовик Сплит гилл, Schizophyllum commune, являющийся одним из наиболее распространенных лесных базидиомицет, который испускал сильный сладкий аромат в культуре, временами пересыщающий обонятельные ощущения лабораторного персонала, и он является источником кумаринов и кумаровых кислот. Интересно, что только те, кто выращивает Schizophyllum commune в больших количествах in vitro на злаковых зернах или древесине, знают об этом сильном испускаемом аромате. Автору изобретения неизвестно о ком-либо за его 40-летний опыт, кто упоминал бы или сообщал бы об этом явлении испускания аромата этим видом. Schizophyllum commune является одним из наиболее известных агентов белой гнили, лесным видом среди умеренных и тропических областей мира, и он образует смягченную сладкую древесину, которая может быть полезной для пчел. Возможно, многие другие виды испускают привлекательные ароматы для пчел, которые не обнаруживаются человеком или не являются заметно привлекательными.

Мицелий Agaricomycetes и экстракты, полученные из чистой культуры мицелия, могут быть источниками новых аттрактантов для пчел. Agaricomycetes являются единственными грибами, которые деградируют лигнин, и они включают пластинчатые грибы, такие как Stropharia rugoso-annulata, и трутовые грибы, такие как грибы, родственные виду Fomitopsis. Agaricomycetes охватывают ~16000 описанных видов. Многие Agaricomycetes двойственно разлагают целлюлозу и лигнин. Нативные пчелы используют гнилые бревна для гнездования, как рассмотрено выше в разделе Медведи, грибы и пчелы, которые, как полагает автор настоящего изобретения, предоставляют пчелам богатые сахаром и кодирующие и активирующие цитохром Р450 соединения через водяные капли и нектар, секретируемый мицелием Agaricomycetes.

В настоящее время регенерирующие леса имеют приблизительно 10-15% древесных остатков относительно нативных лесов! Эта относительно недавняя потеря разлагаемых древесных остатков ограничивает доступность этих полезных грибов нативным и импортированным пчелам, обеспечивая прежде неописанный дополнительный стрессовый фактор. Продолжающееся ограничение областей с остатками далее разрушает пищевые цепи не только для пчел, но также и для большинства организмов, которые зависят от здоровых и поддерживающихся экосистем.

Например, автор настоящего изобретения показал, что экстракты грибов преконидиального (преспорулирующего) мицелия грибов, не являющихся Agaricomycetes, включая Metarhizium anisopliae и As

- 12 032759 pergillus flavus, привлекают горбаток и других насекомых (см. патенты США № 6660290, 7122176, 7951388, 7951389 и 8501207), останавливая их миграцию и, таким образом, препятствуя переносу этими мухами заболеваний. Более того, с использованием этих экстрактов на основе мицелия также привлекаются переносящие патогены клещи и предотвращается их передвижение в пчелиные колонии, таким образом, снижая не только нагрузку патогенами, которую несут клещи, но также снижая количества клещей, которые могут в ином случае инфицировать пчел. При необходимости сходные подходы можно использовать для контроля паразитов пчелиных ульев, таких как большая и мелкая восковая моль и малый ульевый жук. Более того, штаммы этих преспорулирующих энтомопатогенных грибов могут быть выбраны вследствие их высокой термической устойчивости и их способности привлекать и уничтожать клещей и мух, которые причиняют вред пчелам, или переносимых ими патогенов. Исследование технологий постспоруляционных и основанных на спорах Metarhizium anisopliae (которые могут иметь недостаток отталкивания клещей и/или насекомых по сравнению с привлекающей способностью преконидиального мицелия) продемонстрировали относительную простоту, с которой штаммы могут быть отобраны для термической устойчивости к высоким температурам улья и высокой патогенности и/или смертности для клещей Varroa. Rodriguez et al., Selection of entomopathogenic fungi to control Varroa destructor (Acari: Varroidae), Chilean J. Agric. Res., 69(4): 534-540 (2009); Rodriguez et al., Evaluation of Metarhizium anisopliae var. anisopliae Qu-M845 isolate to control Varroa destructor (Acari: Varroidae) in laboratory and field trials, Chilean J. Agric. Res., 69(4): 541-547 (2009); Boyle, New Brunswick Department of Agriculture, Aquaculture and Fisheries, Integrated Pest Management - Compatible Biological Control of Varroa Mite of Honey Bee; Fungi help combat honeybee killer, BBC News Science/Nature, August 9, 2002.

Более того, автор изобретения отчетливо показал, что преконидиальный мицелий энтомопатогенных грибов, таких как, но не ограничиваясь ими, виды Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana и Cordyceps, индуцирует стимулирующий пищевой ответ (фагостимуляция) у многих насекомых и других членистоногих после ощущения запаха и последующего употребления экстрактов, полученных из преспорулирующего (преконидиального) мицелия. Однако пчелы демонстрируют уникальную толерантность к токсинам из спор и мицелия Metarhizium anisopliae, который является вредоносным для клещей и горбаток. Таким образом, наличие смеси энтомопатогенных грибов до споруляции или их экстрактов, смешанных со спорами (конидиями) этих грибов, может стимулировать пчел к употреблению большего количества мицелия и его экстрактов, в том числе из полезных трутовиков, что приводит к уникальному набору синергических преимуществ, который включает факторы продолжительности жизни, противовирусные, антибактериальные и противогрибные эффекты, активацию каскадов детоксикации цитохрома (Р450), предоставление комплексных сахаров, витаминов и питательных веществ, одновременно снижая токсичность антропогенных инсектицидов, гербицидов, фунгицидов, антропогенных токсинов и также сокращая популяции клещей и горбаток, одновременно внося виды грибов, поддерживающие здоровый бактериальный микробном кишечника пчел. Каждый из этих факторов помогает пчелам уменьшить действие стрессовых факторов нарушений, вызывающих крах колонии. Комбинирование этих полезных факторов в одной системе доставки в качестве композиции или способа является беспрецедентным подходом, насколько известно автору настоящего изобретения. Способы выбора и оптимизации штаммов в каждом виде вероятно приведут к улучшениям, поскольку каждую переменную исследуют и комбинируют.

Люди ограничены в восприятии цветовых длин волн приблизительно от 390 до 750 нм. Пчелы, подобно многих насекомым, видят цвета приблизительно от 300 до 650 нм. Многие виды грибов, такие как устричные грибы (Pleurotus ostreatus) инициируются к плодоношению при приблизительно 360 нм, что выходит за пределы, которые человек способен обнаружить (см. Action spectra for Hyphal Aggregation, the first stage of fruiting, in the basidiomycete Pleurotus ostreatus, Richartz and Maclellan in Photochemistry and Photobiology, pages 815-820, May 1987). Мицелий грибов поглощает часть этого света и отражает значительную его часть вследствие ограничений поглощения через пропускающие свет прозрачные клеточные стенки мицелия.

Когда мицелий, растущий глубоко в древесине или в земле, достигает поверхности земли или древесины и подвергается воздействию света, происходит изменение фазы в жизненном цикле гриба, начиная с мицелия до первой стадии образования плодового тела, агрегации гифа и формирования примордия (детеныша гриба). Мицелий многих видов не формирует примордий, если не произойдет воздействие света, близкого к ультрафиолетовому или имеющего длину 360 нм или ниже. Это входит в диапазон, который пчелы могут обнаружить, но выходит за пределы того, что может видеть человек.

Привлекательность мицелия, стимулируемого синим светом, невидимым для человека, но видимым для пчел, является открытием высокого значения, поскольку пчелы наиболее легко обучаются ассоциировать пищу с ультрафиолетовыми длинами волн цвета. Как определили Menzel и Backhaus в 1989 г, пчелы могут обучаться быстрее, когда пища ассоциирована с фиолетовым цветом, по сравнению со всеми другими цветами. Menzel, R. and Backhaus, W. 1989. Color vision in honey bees: Phenomena and physiological mechanisms. D. Stavenga and R. Hardie (eds.): Facets of vision, Berlin-Heidelberg-New York: 281-297.

Таким образом, пчелы ищут поверхностный мицелий тогда, когда питательные вещества транспортируются вверх в формирующий препримордий или примордий мицелий в ответ на фиолетовые длины

- 13 032759 волн и когда эта длина является ключевой для стимуляции мицелия к переключению на формирование плодового тела, такое обнаружение пчелами может быть подходящим временем для поиска поверхностного мицелия и усвоения насыщенных питательных веществ, когда мицелий является настолько метаболически активным. Хотя это и является гипотетическим и спекулятивным мнением автора изобретения, это взаимодействие заслуживает дальнейшего исследования, поскольку пчелы могут быть обучены к поиску пищи на основе ассоциаций со спектрами света. Этот дополнительный элемент настоящего изобретения может ускорить процесс обучения пчел к поиску новых источников пищи с использованием признаков мицелия. В результате, варианты осуществления настоящего изобретения также обеспечивают пользу повышения полезности и привлекательности других форм пищи для способствования здоровью пчел с использованием этих вышеупомянутых свойств мицелия, в частности способствования выявлению пчелами мицелия на стадиях формирования примордия.

Выходящий на поверхность мицелий выделяет диоксид углерода и испускает запахи, и автор настоящего изобретения полагает, что пчелы могут обнаруживать мицелий не только по запаху, но также привлекаются к мицелию в ответ на этот свет синего спектра, когда грибной мицелий начинает упаковывать белки, витамины и богатые сахаром питательные вещества на поверхности между средой с высоким содержанием диоксида углерода в субстратах и высоко оксигенированной средой непосредственно выше их, и посредством этого конструирует богатый питательными веществами, но доступный примордий, первую стадию формирования плодового тела или формирования базидиоспор (в случае резупинатных трутовиков, таких как виды Inonotus, формирующих экспонированные гимениальные поверхности или корки, которые ярко окрашены, как, например, Inonotus andersonii). Многие из ярко окрашенных пигментов грибов, особенно, но не ограничиваясь ими, желтоватые, которыми обладает мицелий, могут состоять из биофлавоноидов грибов, многие из которых являются полифенолами. Автор настоящего изобретения считает, что при исследовании этой богатой среды поверхности контакта - поверхности желтоватых мембран мицелия грибов, экспонированных в атмосферу, окажутся богатым резервуаром для сбора пчелами внеклеточных и внутриклеточных метаболитов, содержащих питательные вещества и соединения, поддерживающие иммунную систему, включая микофлавоноиды и микостерины, включающие фенолы и полифенолы, не ограниченные кумаринами и производными бензойной и коричной кислоты, включая кумаровые кислоты и их гликозиды.

В качестве неограничивающего примера, мицелии некоторых видов, особенно рода Phellinus и Inonotus, продуцируют ярко окрашенные желтоватые пигменты в их мицелии, включающие полифенолы, например гисполоны, такие как 6-(3,4-дигидроксифенил)-4-гидроксигекса-3,5-диен-2-он (С12Н12О4), светло-желтая биологически активная группа соединений с антиоксидантными и усиливающими иммунитет свойствами, происходящая из видов трутовиков, таких как Inonotus hisipidus и Phellinus linteus. Автор изобретения полагает, что эти окрашенные светло-желтым цветом мицелии, кроме того, могут привлекать пчел, собирающих сахара, полифенолы, влагу, питательные вещества и другие секреты, которые имеют усиливающие иммунитет противовирусные, антибактериальные, противогрибные и антипротозойные свойства. Поскольку пчел особенно привлекает желтый цвет, те виды грибов, такие как Phellinus и Inonotus, которые имеют светло-желтый цвет, предпочтительно будут привлекать пчел и также прямо ассоциированы с желтоватыми полифенолами, содержащими кумарины, помогая пчелам активировать их каскады фермента цитохрома Р450. Автор настоящего изобретения считает, что выращивание этих разлагающих древесину видов, которые продуцируют ярко пигментированный мицелий, является предпочтительным для создания платформ и экстрактов на основе мицелия для оказания помощи пчелам. Следовательно, экстракты формирующего мицелий примордия и экстракты окрашенного мицелия являются предпочтительными аттрактантами пчел.

Мицелий многих видов грибов не формирует спорулирующие структуры, включая, но не ограничиваясь ими, формирование плодового тела; такие грибы также являются предпочтительными для исследования их экстрактов мицелия для привлечения и здоровья пчел.