Утицај различитих антимикробних препарата и адитива на експресију гена значајних за имунитет, оксидативни стрес и преживљавање пчела Apis mellifera инфицираних микроспоридијом Nosema ceranae

Abstract

Nosema ceranae je микроспоридијa којa паразитира код Европске медоносне пчеле, Apis mellifera, и доминантна је врста рода Nosema у југоисточној Европи. У зависности од степена инфекције и периода године, овај ендопаразит може имати далекосежне последице по пчеле, њихово здравље и продуктивност. Последњих година посебно је истраживан утицај N. ceranae на имунитет пчела а закључци појединих истраживања издвајају ефекат супресије гена значајних за имунитет пчела, односно доказују имуносупресивне последице инфекције врстом N. ceranae. Терапија ноземозе подразумева употребу антибиотика фумагилина, који има доказану ефикасност у сузбијању инфекције али његови споредни ефекти могу представљати проблем за саме пчеле и квалитет пчелињих производа, те је стога је његова примена у многим земљама ограничена. Имајући ово на уму константно се трага за природним и синтетским компонентама које би биле замена за фумагилин. Тестиране су многе супстанце, а међу онима које су показале најбољи ефекат издвајају се екстракти биљака и алги и синтетске витаминско-минералне мешавине. У овом раду је у кавезном експерименту тестирано пет препарата: (1) антибиотик фумагилин, (2) биљни екстракт тимол; и три адитива у исхрани пчела: (3) комерцијални препарат Beewell AminoPlus који представља витаминско-аминокиселинску мешавину, (4) комерцијални препарат Medenko forte који садржи екстракте храстове коре, пелена и жалфије и (5) полисахаридни екстракт гљиве Agaricus blazei. Пчеле су у свим третираним групама трећег дана живота инфициране спорама N. ceranae, а различите групе су третиране препаратима од првог, трећег и шестог дана. Код третираних пчела је праћен ефекат на преживљавање пчела, степен Nosema инфекције, нивое експресије гена значајних за имунитет пчела (абецин, дефензин, хименоптецин, апидецин и вителогенин) и ниво оксидативног стреса праћен кроз активност антиоксидативних ензима (каталазе, супероксид дизмутазе и глутатион С-трансферазе) и концентрације малондиалдехида...

Apis mellifera, and the dominant Nosema species in Southeast Europe. Depending on the infection level it could have significant consequences on bees, their health and productivity. The impact of N. ceranae on honey bees’ immunity has been particularly investigated in recent years. Some conclusions of this research underline N. ceranae-induced suppression of immune-related genes, proving its immunosuppressive impact. Treatment for nosemosis includes the use of the antibiotic fumagillin. Fumagillin has proven effect in Nosema control, but its side effects may pose a problem for the bees and the quality of their products, which is why its application in many countries have been limited. Hence, researchers are constantly looking for natural and synthetic components which could be suitable substitutes for fumagillin. Many products have been tested and plant/algae extracts and synthetic vitamin-mineral complexes showed the best effects. This laboratory (cage) experiment included testing of five products: (1) antibiotic fumagillin (2) a plant extract - thymol, and three dietary supplements: (3) a commercial amino acid and vitamin complex named Beewell AminoPlus, (4) a commercial mixture of oak bark, sage and absinth extracts named Medenko forte, and (5) a polysaccharide extract of Agaricus blazei mushroom. Bees in all treatment groups were infected with N. ceranae spores on day 3, and treated with the listed products from day 1, 3 or 6 after emergence. Bee survival, Nosema loads, levels of immune-related genes (abaecin, apidaecin, hymenoptaecin, defensin and vitellogenin) expression and the level of oxidative stress, assessed through the activity of antioxidative enzymes (catalase, glutathione S-transferase and superoxide dismutase) and the concentration of malondialdehyde, were measured in all experimental groups. The obtained values were compared with those of control (noninfected and infected) groups...