В растениях могут быть встроенные генами участки, кодирующие белки-ингибиторы протеиназ, которые подавляют протеолитические ферменты пищеварительного тракта. В результате этого вредители не в состоянии переваривать белки и погибают от голодания. Ингибиторы протеиназ могут быть изолированы из растений, животных и насекомых. Они воздействуют на специфические протеиназы: цистеин- и серин-протеазы — или обладают двойным действием. У пчел преобладают серин-протеазы. При потреблении 25% белка с пыльцой пчела получает от 0,04 до 4% ингибитора протеаз из трансгенного растения. Данные по содержанию этой группы трансгенов в пыльце и нектаре отсутствуют.
Очищенный соевый ингибитор трипсина Bowman-Birk (BBI) испытывался в основном на старых, фуражирующих пчелах.
Концентрация 1,0; 0,1; 0,01 и 0,001 мг/мл сахарного сиропа не влияла на продолжительность жизни 7- и 15-дневных пчел при наблюдении в течение 4 сут (96 ч); при длительном наблюдении концентрация 1 и 0,1 мг/мл сиропа приводила к увеличению смертности, снижению активности трипсина и химотрипсина в кишечнике, изменяла рефлекс вытягивания хоботка пчелой на корм, снижала способность пчел к сбору нектара. Потеря рефлекса сохранялась в течение 13 дней у 15-дневных пчел после скармливания им 26 мкг/мл корма, а при концентрации 1 мг/мл рефлекса не было 15 дней (L.Jouanin et al., 1998; J.A.Malone, M-H.Pham Delegue, 2001; и др.).
В лабораторных опытах при концентрации 1%-ного соевого ингибитора трипсина Kunitz (SBTJ) увеличивалась гибель личинок пчел, снижалось развитие их и выходящих из ячеек пчел (H.F.Brodsgaard et al., 2001, 2003). При содержании в 1 мл сахарного сиропа 10; 5 или 1 мг исследуемого ингибитора наблюдалась ускоренная гибель молодых пчел, снижалась активность эндопептидаз (трипсин, химотрипсин, эластаза) кишечника; экзапептидаза (лейцин-аминопептидаза) достоверно возрастала при всех скармливаемых концентрациях.
Концентрация ингибитора 0,1 и 0,01 мг/мл сахарного сиропа охотно потреблялась пчелами, при кратковременном наблюдении продолжительность их жизни не изменялась. Но со временем, при концентрации 0,1 мг/мл, их жизнь сокращалась за счет компенсаторного восстановления протеиназ средней кишки в результате использования аминокислот белков тела пчелы. 0,1 и 1% SBTJ за 10 дней достоверно снижали среднюю массу и диаметр долек гипофарингиальных желез рабочих пчел (D.Babendreier, 2003; D.Babendreier et al., 2005, 2005a). При высоких дозах (10 мг/г пыльцы) отмечен низкий поведенческий рефлекс на корм. Ингибитор снижал продолжительность жизни шмелей, подавлял эластазоподобную активность и химотрипсин, снижал уровень трипсина кишечника, но лейцин-аминопептидаза не изменялся (L.A.Malone et al., 2001; L.A.Malone, M.H.Pham-Delegue, 2001).
Ингибитор трипсина из коровьего гороха Vigna sinensis (CpTJ) при скармливании 11 мкг на 1 пчелу и инъекции 0,5 мкг на 1 пчелу не влиял на выживание в течение 24 и 48 ч 10-дневных пчел. При дозах 1; 5 и 10 мкг/мл сахарного сиропа обонятельный рефлекс пчел снижался (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).
Ингибиторы протеиназы 1 и 2 из томатов (РОТ-1 и РОТ-2) в концентрациях 2 мг/г пыльцы и 0,1 мг/мл сиропа не влияют на продолжительность жизни при кратковременном наблюдении. 2 мг/мл сиропа и 10 мг/г пыльцы РОТ-1 снижал активность трипсина и химотрипсина в средней кишке, но не изменял эластазу на 8-й день после скармливания молодым пчелам, в пыльце препарат действовал сильнее, чем в сиропе.
РОТ-2 достоверно снижал все эндопептидазы на 3-й и 8-й день независимо от дозы и корма.
Испытания в облетнике на пяти сортах генно-модифицированного (OC-I) масличного рапса и нормального рапса показали отсутствие различий в посещении пчелами культур, продолжительности визита, среднего времени, затрачиваемого пчелой на цветок (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).
Следовательно, находящиеся в трансгенных растениях некоторые ингибиторы протеиназы в испытываемых концентрациях были опасны для пчел. Необходимы дальнейшее их изучение, определение концентрации трансгенов в различных частях растений, полевые опыты с пчелами.
Влияние других синтезируемых трансгенными растениями белков на пчел изучено еще слабо. Гены, кодирующие хитиноразрушающие энзимы (хитиназа), изолированы из растений, насекомых и энтомопатогенных микроорганизмов. Хитин является важным компонентом насекомых и грибов.
При скармливании 10-дневным пчелам в течение суток 11 мкг хитиназы и инъекции 1,6–9 мкг на 1 пчелу насекомые жили в течение 24 и 48 ч. Пчелы, получавшие хитиназу из расчета 1; 5 и 10 мкг/мл в сахарном сиропе, сохраняли рефлекс вытягивания хоботка на корм. В облетнике они одинаково брали чистый сахарный сироп и сироп с добавлением 1,3 мг/мл хитиназы, но число посещений при разведении хитиназы в 100 и 1000 раз было в 4 раза ниже, хотя различий в массе собранного продукта не установлено.
На трансгенном масличном рапсе число посещений, время пребывания на цветке и количество собранного нектара не отличались от контрольных растений. К сожалению, отсутствуют данные влияния хитиназы на расплод пчел, где отрицательный эффект наиболее вероятен.
Потенциальным трансгенным продуктом против насекомых — вредителей растений может быть биотин — связанные белки, из которых известны авидин из цыплят и стрептовидин из бактерий. Пыльца естественных растений содержит 0,16–2,4 мкмоля этого витамина; перга — 1,83 мкмоля. Скармливание пчелам 6; 7; 11,2 или 20 мкг авидина с пыльцой не влияло на потребление корма, продолжительность их жизни, средний диаметр и массу гипофарингиальных желез, содержание белка в теле. Личинки, получавшие в первые два дня 164 мкг авидина в 1 мг пыльцы, а в дальнейшем 880 мкг/мг, выживали и развивались нормально (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001; L.A.Malone et al., 2002, 2004).
Для борьбы с сорняками в трансгенные растения вводится ген, кодирующий белок глюфозинат-энзим, разлагающий гербициды. Трансгенный гербицид — устойчивый масличный рапс не влиял на смертность рабочих пчел, активность фуражирования, предпочтительность растений, состояние семей пчел (N.Chaline et al., 1999). К перспективным также относятся гены, кодирующие лектины и яды пауков (L.A.Malone, M-H.Pham-Delegue, 2001).
В связи с трансгенными растениями остро встает вопрос о продуктах пчеловодства. Согласно регламенту ЕС 49/2000 продукты питания, содержащие менее 1% генно-модифицированных компонентов, не маркируются. Мед, по мнению S.Bogdanov et al. (2003), содержит 0,1% пыльцы и потому не требует специальных исследований на наличие трансгенного продукта. Однако при этом не учитывается возможность попадания их из нектара. Вместе с тем исследования, проведенные в Германии, показали, что трансгенные продукты могут попадать в мед и иным путем. При изучении 10 образцов шести марок специально готовящихся подкормок для пчел, куда в качестве источника белка добавляли соевую муку, в продуктах (5 образцов) выявлены генно-измененные материалы в пределах допустимых норм (менее 1%). Микроскопия центрифужных осадков 389 проб меда показала наличие в 23 пробах (5,9%) характерных для соевых бобов фрагментов в виде рыбных чешуек. В результате дальнейших исследований 19 проб меда в 11 установлен трансгенный материал (R.Siede et al., 2005). Неизвестно влияние трансгенных продуктов на степень зрелости цветочного меда, его показатели инвертазы, диастазы (амилазы), сахаров; нет данных по падевым медам. Безусловному исследованию на наличие трансгенов должны подвергаться заготовляемые пыльца и перга, используемые в медицине, а также для подкормки пчел, шмелей, изготовления для них кормов. Совершенно не изучены попадание трансгенных продуктов в прополис, маточное молочко и их влияние на пчелиный яд и воск. Мировой опыт показывает, что крестьянские хозяйства нередко высевают семена фуражного трансгенного зерна (кукуруза), не предназначенного для использования в продуктах питания.
6 сентября 2011 г. Верховный суд Европейского союза (ЕС) в Люксембурге постановлением С-442/09 запретил сбыт в ЕС меда без предварительного проведения анализов на отсутствие в нем пыльцы ГМО и без соответствующей маркировки готовой продукции. Такое решение было принято в связи с иском баварского пчеловода, пасека которого располагалась по соседству с посевами генно-модифицированной кукурузы, и мед оказался загрязненным пыльцой этой культуры. Предполагается, что это постановление позволит европейским пчеловодам в дальнейшем предъявлять иски к производителям ГМО.
Определение действия трансгенных растений на пчел и других насекомых-опылителей строится на данных лабораторных опытов с чистым трансгенным продуктом. Характер опытов зависит от природы трансгена и его действия. Основным объектом исследования является пыльца, хотя необходимы также данные по нектару, секретам (смолы, камедь) растений, выделениям афид, используемым пчелами при сборе пади. Важно знать распределение трансгена в этих продуктах, что позволяет ориентироваться в выбранных дозах. Следует учитывать особенности потребления и пищеварения насекомых. Пыльца необходима личинкам пчел с 3-дневного возраста, потребление ее идет в возрастающем объеме до момента запечатывания ячейки сота. Этот продукт важен для молодых взрослых пчел для развития и функционирования их желез, в том числе гипофарингиальных, секретом которых они выкармливают молодых личинок и матку. Выделяемые железами инвертаза и амилаза используются пчелами для переработки нектара в мед. От своевременного поступления полноценной пыльцы в улей зависят функционирование восковых желез и воскостроительная деятельность пчел. Поступающие в организм молодых пчел белки важны для построения защитных белков гемолимфы (лизоцим, апидицины и др.), жирового тела, определяющего длительность жизни. С переходом пчел к летной деятельности насекомые используют уже накопленные белки и потребление пыльцы практически прекращается, однако начало яйцекладки маткой весной зависит от хранящихся запасов перги в улье. Шмели питаются пыльцой в течение всей жизни.
Единая разработанная методика по исследованию влияния трансгенных растений на пчел (шмелей) отсутствует. Имеющиеся экспериментальные данные и наблюдения по влиянию трансгенов на пчел отрывочны и неполны. Отсутствуют сведения по длительному воздействию сублетальных доз трансгенных продуктов на подготовку и способность к зимовке семей пчел и последующему развитию, их влияние на клеточные и гуморальные факторы иммунитета у пчел, воздействия на матку и трутней.
Одним из открытых вопросов остается влияние трансгенных растений на микрофлору. Так, одно растение кукурузы дает в среднем 1 г пыльцы, за вегетацию на 1 га почвы будет попадать 6 г Bt-токсина (О.А.Монастырский, 2002), который контактирует с бактериями почвы. Исследования кишечной флоры людей, получавших модифицированную сою, показали, что одна из 3 тыс. бактериальных клеток включает трансгенный продукт (О.А.Разбаш и др., 2002). Источником патогенных для пчел спироплазм являются цветки растений, с листьев растений выделен возбудитель американского гнильца. Многих патогенов пчел в неблагополучных семьях этих насекомых устанавливают в находящихся в ульях перге и меде. Влияние трансгенных продуктов на них неясно.
Среди незапланированных эффектов трансгенов при вставке геномов энтомопатогенных вирусов в растения указывается на возможность возникновения новых патогенов, в том числе опасных для полезных насекомых (О.А.Разбаш и др., 2002).
Возможность возникновения плейотропных эффектов в трансгенных растениях, распространение трансформированных генов в природе вызывают необходимость создания специальной службы слежения. Таков далеко не полный перечень проблем, подлежащих изучению в XXI веке.
О.Ф.ГРОБОВ, А.Н.СОТНИКОВ
ВИЭВ
Р.Т.КЛОЧКО, С.Н.ЛУГАНСКИЙ
ВНИИВСГЭ

Многофункциональность строительной рамки…
фев 17, 2015
Семья пчел уничтожает клещей варроа…
окт 6, 2021
Почему пчелы злые?
сен 23, 2014
Рой слетел
янв 5, 2016
Пчелы на увеличенных гнездовых рамках…
нояб 2, 2022
Инструментальное осеменение карпатских п…
мая 16, 2014
Двенадцатирамочный улей для кочевки…
фев 14, 2017
Солнечная воскотопка из автомобильных по…
дек 1, 2015
Когда облетываться пчелам?…
апр 22, 2023
Пересылочный нуклеусный улей…
июль 15, 2021
Новая угроза пчеловодству и шмелеводству…
мая 19, 2017
Технология хранения суши…
нояб 15, 2014
Вопросы из практики
июнь 20, 2015
Уход за пчелами в многокорпусном улье…
июль 16, 2015
О пчелах Buckfast и их "родителе…
июнь 28, 2015