5 июня 2021
Сергей Васильев
Стимулировав мутации у грибков, биологи получили линию, способную поражать клещей, паразитов пчел, и выживать при высокой температуре внутри улья.
Клещ варроа на спинке медоносной пчелы / ©Scott Bauer, USDA Agricultural Research Service
Мед — далеко не главный продукт пчел. Эти насекомые выступают главными опылителями множества растений, в том числе ключевых сельскохозяйственных видов. Без пчел человечество вряд ли способно себя прокормить, между тем в последние годы их популяции гибнут практически по всему миру. Синдром разрушения пчелиных семей связывают с действием пестицидов из группы неоникотиноидов, а также распространением паразитических клещей варроа (Varroa destructor).
К сожалению, многие химикаты, позволяющие избавиться от клещей, действуют и на пчел, к тому же паразиты быстро вырабатывают устойчивость к ним. Поэтому ученые пробуют обратиться к «биопестицидам» — например, генетически модифицированным бактериям, которые делают насекомых невосприимчивыми к варроатозу. Альтернативу им предлагают паразитические грибки Metarhizium. Так, поражающие саранчу Metarhizium acridum уже применяются для контроля над их популяциями. Другие виды способны паразитировать на клещах варроа.
К сожалению, грибки M. anisopliae и M. brunneum, которые поражают клещей, плохо переносят высокую температуру, тогда как в пчелином улье она всегда повышена и может достигать 35 °C. Поэтому Уолтер Шеппард (Walter Sheppard) из Университета штата Вашингтон и его коллеги занялись созданием теплостойкой линии грибков M. brunneum. Результаты их работы представлены в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Выращивая грибы «в пробирке», ученые добавляли в питательную среду пероксид водорода — мутагена, который повышает изменчивость ДНК. Обработанные таким образом клетки помещали в условия повышенной температуры. Большинство из них погибало, однако выжившие прорастали и снова проходили через такой же цикл «искусственно стимулированной эволюции». После семи итераций ученые добились того, что выживаемость грибков при 35 °C поднялась с 44 процентов до 70.
Однако такая процедура привела к падению вирулентности M. brunneum — способности заражать хозяина. Внеся их в пчелиный улей, пораженный варроатозом, биологи обнаружили, что грибки сократили численность клещей менее чем на четыре процента. Тогда ученые отобрали лишь те грибки, которые вызвали гибель этих четырех процентов, и далее работали с ними. Раз за разом их «выращивали» в ульях, отбирали и снова подсаживали, – и после нескольких таких циклов смертность среди клещей достигла более чем 60 процентов.
Авторы сравнили эффективность такого «биопестицида» с применением обычного химического препарата — щавелевой кислоты. Для этого 30 больных пчелиных колоний разделили на две группы. Одну обрабатывали кислотой, а другим подкладывали мешочки с рисом, на котором были выращены модифицированные грибки M. brunneum. Спустя 18 дней численность клещей-паразитов сократилась в ульях примерно одинаково.
