Пестициды. Воздействие на пчел

Поскольку пчелы ограничены в количестве и разнообразии ферментов, требуемых для разрушения природных и антропогенных токсинов, эти токсины нарушают их основной иммунитет, что делает их более чувствительными к патогенам различных направлений - клещам Varroa, Nosema и грибам микроспоридиев, горбаткам, вирусам и бактериям, которые в них содержатся. Посредством усиления способности пчел деградировать эти токсины и путем активации большего количества генов цитохрома Р450, генов GST и/или генов ССЕ, иммунное состояние пчел улучшается, чтобы лучше противостоять этим атакам и другим стрессовым факторам. Более того, путем предоставления пчелам смеси грибных экстрактов, которые специфически ограничивают тяжесть атак горбаток, клещей Varroa, грибов Nosema и вирусов, здоровье колоний пчел может быть укреплено для длительного здоровья потомков, рабочих пчел, королевы и ее трутней. Эти компоненты грибов естественным образом включаются в мед и прополис, таким образом, обеспечивая преимущество развивающимся поколениям. В конечном итоге ожидается, что не только пчелы станут защищенными, но также увеличится продукция меда и качество меда будет лучше поддерживать здоровье последующих поколений и их способность к выживанию.

Ожидается, что те виды грибов, которые пригодны для биоремедиации (микоремедиации) токсинов, загрязнителей и пестицидов и экстракты их мицелия содержат различные вещества, пригодные для включения, активации и модулирования генов, необходимых для биодеградации пестицидов. Поскольку

- 19 032759 многие такие гены или системы, такие как система цитохрома, являются эволюционно консервативными или сходными, ожидается, что экстракты мицелия таких грибов аналогично могут быть использованы для активации генов и систем у пчел, чтобы деградировать такие пестициды и справиться с ними. Полезные и предпочтительные виды включают сапрофитные грибы Pleurotus ostreatus и другие виды Pleurotus, Trametes versicolor, Trametes elegans и другие виды Trametes, Fomes fomentarius, Fomitopsis officinalis и F. pinicola, Ganoderma lucidum, G. annulare, G. brownii, G. collosum, G. lingzhi, G. curtisii, G. oregonense и G. tsugae; Heterobasidion annosum, Inonotus obliquus, I. hispidus, Irpex lacteus, Laetiporus sulphureus, L. conifericola, L. cincinnatus, Polyporus umbellatus, Polyporus elegans, Polyporus squamosus, виды Antrodia, Phaeolus schweinitzii, Boletus mirabilis, Gymnopus peronatus, Mycena alcalina, M. aurantiadisca, M. haematopus, Psilocybe azurescens, P. allenii, P. subaeruginosa, P. ovoideocystidiata, P. cubensis, P. cyanescens, Panaeolus cyanescens, Stropharia ambigua, Stropharia rugoso-annulata, Stropharia coronilla, Hypholoma capnoides, H. fasciulare, H. aurantiaca и другие виды Strophariodeae и Strophariaceae, Lenzites betulinus, Pholiota adiposa, Pholiota terrestris, Pholiota nameko, Agrocybe aegerita, A. praecox, A. arvalis, Collybia tuberosa, Collybia, Psathyrella hydrophila, P. epimyces, Marasmius oreades и ассоциированные с ними многочисленные сателлитные роды, а также другие пластинчатые и трутневые роды и виды, известные микологической науке в качестве первично и вторично разлагающих целлюлозу и лигнин.

Мицелий видов Stropharia rugoso-annulata, Fomitopsis officinalis, Fomitopsis pinicola, Schizophyllum commune, Trametes elegans, Trametes versicolor и многих трутовиков и пластинчатых базидиомицет продуцирует биофлавоноиды, фенолы и полифенолы, включая кумарины и кумаровые кислоты (как транс-, так и cis-, о- и п-кумаровые кислоты), которые активируют гены у пчел, которые кодируют ферменты цитохрома Р450, а также другие ферменты, важные для пищеварения, метаболизма и разрушения токсинов. Эффект этих компонентов мицелия, таких как кумарины, п-кумаровая кислота, о-кумаровая кислота или их гликозиды, состоит в том, что они включают больше генов у пчел, которые позволяют пчелам детоксифицировать широкий диапазон токсинов, в частности инсектицидов, митицидов, гербицидов, фунгицидов и пестицидов, и усиливают врожденный иммунитет пчел.

П-кумаровая кислота, встречающаяся как в зерне, так и в лигнине, является мономером спорополленина, основного компонента клеточных стенок пыльцы и прополиса, являющегося смолистым соединением, собираемым и перерабатываемым пчелами для покрытия восковых сот. П-кумаровая кислота необходима для увеличения уровня лакказы в грибах, вызывающих гниение древесины, которая является ферментом-целлюлазой, разрушающим лигнин в древесине, создавая соединения-производные, имеющие привлекательный вид для насекомых в качестве пищи, а также создавая среду обитания (пчелы могут занимать места в туннелях, пробуренных жуками-микофагами). По мере того как грибы осуществляют гниение древесины, разрушая лигнин, они также выделяют воду, обогащенную этой п-кумаровой кислотой и питательными соединениями, полезными для пчел. Чем больше п-кумаровой кислоты, тем больше лакказ экспрессируется мицелием, тем больше древесина гниет, больше грибных полисахаридов (сахаров) и в конечном итоге больше этих соединений будет находиться в экссудатах грибов, которые ищут пчелы и которые могут быть им полезными. Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что грибы, вызывающие гниение древесины, продуцируют п-кумаровые кислоты и кумарины, которые могут быть биологически конвертированы в п-кумаровые кислоты.

Как отмечалось Terron et al., структурно близкородственные ароматические соединения имеют различные эффекты на активность лакказы и на экспрессию гена lcc в лигнинолитическом грибе Trametes sp. 1-62, Fungal Genet. Biol., Oct 2004;41(10):954-62: Девять фенольных соединений (п-кумаровая кислота, феруловая кислота, гваякол, сирингол, п-метоксифенол, пирокатехол, флороглюцинол, 3,5дигидроксибензойная кислота и сирингалдазин) исследовали в отношении их способности увеличить продукцию лакказы у лигнолитических базидиомицет Trametes sp. I-62. Все эти соединения привели к увеличению активности лакказы, причем наиболее высокие уровни обнаруживались в присутствии пкумаровой кислоты (в 273 раз) и гваякола (в 73 раза).

Интересно, что многие зерна, предпочтительные для получения мицелиальной грибницы в грибной промышленности (см. Growing Gourmet & Medicinal Mushrooms автора настоящего изобретения, Paul Stamets, 1993, 2000, Ten Speed Press, Berkeley), также являются богатыми источниками п-кумаровых кислот и могут быть полезными в аттрактантных композициях для пчел. В качестве основных фенольных кислот в зернах риса были идентифицированы п-кумаровая кислота, феруловая кислота и синапиновая кислота.

П-кумаровая кислота находится не только в зернах, предпочтительных для получения грибницы, но также она образуется в ходе нормального жизненного цикла грибов, особенно перед формированием примордия. П-кумаровая кислота является мощным ингибитором тирозиназы - фермента, необходимого для меланинизации. Присутствие и распространенность п-кумаровой кислоты препятствует продукции пигментов темного цвета. Ультрафиолетовый свет стимулирует фотораспад п-кумаровых кислот, обеспечивая меланинизацию и запуская формирование примордия. После формирования примордия пкумаровые кислоты деградируют в п-гидроксибензойную кислоту. Sachan et al., Transforming p-coumaric acid into p-hydroxybenzoic acid by the mycelial culture of a white rot fungus Schizophyllum commune, 2010, African Journal of Microbiology 4:267-273. В качестве неограничивающего примера, мицелий Auricularia

- 20 032759 auricula (A. auricularia-judae), когда его выращивают в культуре, имеет беловатый цвет и лишен меланина, но содержит п-кумаровые кислоты. Когда мицелий грибов подвергается воздействию света, мицелий биологически трансформируется, формируя темно-коричневые плодовые тела, которые имеют более высокое содержание меланина, когда они созревают, причем одновременно снижается количество пкумаровых кислот, ингибитора меланина. Это является одним из примеров и убедительным доказательством пользы применения мицелия светлого цвета до меланинизации в качестве источника мицелия для получения экстрактов, полезных для пчел, вследствие их высокого, присущего им содержания пкумаровой кислоты, усиленного нативным содержанием п-кумаровых кислот в зернах, которые используют для получения грибницы для выращивания мицелия. Интересно, что идеальным моментом для получения наибольшей пользы от мицелия вследствие его содержания питательных веществ и п-кумаровой кислоты, является короткое окно, часто длительностью всего несколько суток, до и сразу после воздействия света, но до развития плодового тела темного цвета за пределы белой примордиальной стадии.

Учитывая, что некоторыми из наиболее интенсивных продуцентов лакказы, еще исследуемыми на настоящий момент, являются Ganoderma lucidum, Trametes versicolor и Pleurotus ostreatus, эти виды являются особенно предпочтительными для создания полезных для пчел смесей.

Когда пчелы не подавлены иммунологически вследствие созданных человеком и природных токсинов, естественная иммунная защита пчел может лучше защищать пчел от других вредоносных агентов, включая вирусы и патогены, передаваемые клещами Varroa.

Автор настоящего изобретения полагает, что по мере расширения знаний о многих производных настоящего всеохватывающего изобретения, отдельные виды грибов будут обеспечивать уникальный набор полезных факторов. Некоторые будут в большей степени противовирусными. Некоторые будут активировать каскады детоксикации у пчел лучше, чем другие, против различных токсинов. Некоторые будут испускать ароматы с более высокими привлекающими свойствами. По существу, смеси или грибные коктейли определенного типа можно корректировать в соответствии с потребностями пчел, пчеловодов, исходя из их желаемой намеченной пользы, конкретных факторов экосистемы, и кондиционировать при доступности базовых материалов.

Например, для промышленности пчеловодства является важной защита и получение новых маток. Маток разводят и выращивают специальные специалисты по разведению, и они имеют риск заражения клещами, передающими вирус черных маточников (BQCV). Поиск селективного противовирусного препарата для защиты маток является другим существенным преимуществом настоящего изобретения. Для разведения и выращивания маток как Inonotus obliquus, так и Ganoderma resinaceum являются очень активными противовирусными добавками для снижения уровня вируса черных маточников (BQCV), но не являются настолько же активными против вируса деформации крыла (DWV), в то время как другие виды являются более активными против DWV. Таким образом, смесь двух или более видов грибов является предпочтительной для обеспечения широкой биозащиты пчел в виде противовирусной активности.