На правах рукописи
Туктарова юлия варисовна миграция нетрофических компонентов по пищевой цепи пчелы медоносной
APIS MILLIFERA MILLIFERA L
06.02.05 – ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и
ветеринарно - санитарная экспертиза
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Уфа – 2013
Работа выполнена на кафедре разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирского ГАУ
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Фархутдинов Рашит Габдулхаевич
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Дементьев Евгений Павлович
Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИВСГЭ РАСХН).
Защита диссертации состоится 2013 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.02 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, 50-летия Октября, 34.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»
Автореферат разослан _____________________, размещен на сайте университета ????, направлен на сайт Министерства образования и науки РФ referat_vak@mon.gov.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор ветеринарных наук, доцент Фоат Ахметович Каримов
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В настоящее время уделяется большое внимание изучению миграции биогенных и токсических веществ в окружающей среде и наличию их в различных продуктах питания, в том числе, и продуктах пчеловодства. В литературе описаны многочисленные исследования динамики продвижения, в первую очередь, тяжелых металлов по трофической цепи «почва — растения — пчелы — продукты пчеловодства — человек» (Г.А. Ларионов, 1997; Р.А. Кадиров и др., 1999; И.Н. Мишин, 2001, Е.К. Еськов и др. 2001, 2008; В.И. Лебедев, Е.А. Мурашова, 2003; G.Celli, B.Maccagnani, 2003; Е.А. Мурашова 2004; А.Т. Ишкильдин 2004; С.А. Пашаян 2006; Т.М. Русакова и др. 2006; Н.З. Ишемгулова 2006; Г.С. Ярошевич, 2009; Л.М. Колбина, 2009; Осинцева Л.А. и др. 2009; Л.М. Колбина, 2009; A.C. Achundume, B.N. Nwafor, 2010, М.Д. Еськова 2012 и др добавить иностранн). Загрязнение окружающей среды антропогенными поллютантами является одной из острейших проблем экологии. Особенно опасны тяжёлые металлы (ТМ), проявляющие высокую токсичность в следовых количествах - ртуть, свинец, кадмий и др. Тяжёлые металлы поступают в почву с атмосферными осадками, с выбросами и стоками близлежащих промышленных предприятий, выхлопными газами автомобильного транспорта, пестицидами и удобрениями. Эти вещества, входящие в состав выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта, попадают в гнездо пчёл при сборе ими нектара, пыльцы, прополиса и оказывают токсическое воздействие на организм медоносной пчелы. Изучение пчел в качестве биоиндикатора загрязнителей окружающей среды, а также анализ трофической цепи «почва - медоносное растение – пчела - продукты пчеловодства» позволяют оценить качество и безопасность производимых продуктов пчеловодства.
Помимо этого, в данной цепи питания пчелы медоносной могут транспортироваться вещества, играющие, например, сигнальную роль. К их числу относят фитогормоны. В литературе основным источником поступления фитогормонов в мед часто считается пыльца, поступающая вместе с нектаром (С. А. Поправко, 1982; Э. Херольд, Г. Лейбольд, 2006). В литературе есть данные о положительном влиянии экзогенных синтетических фитогормонов на продление жизни пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость (О.А. Тимашева, 2004; С.В. Антимиров 2004; Л.И. Бойценюк, 2006). Однако отсутствуют данные об эндогенном содержании фитогормонов, поступающих с медом. Кроме того, существуют разнообразные сорта меда, имеющие различное количество и соотношение фитогормонов. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать содержание эндогенных фитогормонов в меде.
Как известно, в данной трофической цепи происходит также миграция различной микробиоты (Осинцева, 2010). Большое внимание в литературе при этом уделяется изучению особенностей распространения микозов (Мукминов, 2006). Считается, что споры гриба в улей заносят пчелы с пыльцой и нектаром, также переносчиками могут быть пчелы-воровки, трутни, паразиты, проникающие в улей. Однако нам не удалось встретить работ, в которых была бы описана миграция спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд». Есть немногочисленные работы, в которых изучалась микофлора пыльцы (Чекрыга, 2006, Осинцева, Чекрыга, 2008). Известно, что важную роль в возникновении и распространении аскосфероза играют, в первую очередь, нарушения равновесия нормальной микрофлоры в пчелиной семье и другие факторы, снижающие естественную резистентность организма личинок (Смирнов и др., 1999). Вследствие широкого распространения болезнь наносит значительный экономический ущерб пчеловодству, снижая продуктивность и ослабляя пчелиные семьи, так как поражает их расплод.
Все сказанное определило цель данной работы, которая состояла в выявлении путей и механизмов миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты, а также в оценке их способности накапливаться в продуктах пчеловодства и пчелах. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
Изучить особенности миграции ТМ (свинец, кадмий, железо, цинк, медь, ртуть) по цепи «почва – растение – пчелы - продукты пчеловодства» в зависимости от интенсивности движения автомобилей на автомагистралях и удаленности расположения от источника загрязнения.
Выявить особенности биоаккумуляции ТМ в различных звеньях трофической цепи и влияние их на генетическую дифференциацию пчел, находящихся в различных условиях автомобильного загрязнения.
Разработать метод определения фитогормонов в нектаре, меде, пыльцевой обножке, перге.
Установить механизм транспорта фитогормонов по цепи «растение – пчела – мед» и изучить гормональный статус различных сортов меда.
Изучить маршруты миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд».
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
1. Индекс аккумуляции ТМ в теле пчел в трофической цепи зависит от интенсивности загрязнения местности и удаленности их от источника загрязнения.
2.Нектар является основным источником происхождения фитогормонов в меде
3.Установлено наличие спор гриба Ascosphaera apis во всех компонентах экосистемы пчелы медоносной.
Научная новизна. Установлена миграционная активность ТМ (по убывающей: цинк, медь, свинец, кадмий, железо). Показано, что в зависимости от интенсивности автомобильного загрязнения возрастает количество ТМ, достигающих продуктов пчеловодства. Обнаружена способность пчел аккумулировать кадмий, цинк и медь, за счет чего снижается их количество в меде. Эффекта кумуляции свинца в теле пчел не установлено. Разработан твердофазный иммуноферментный метод определения фитогормонов в продуктах пчеловодства. Впервые установлено, что основным источником поступления гормонов в мёд является нектар. При изучении путей миграции спор гриба Ascosphaera apis в системе «больная пчелосемья – растение – пыльцевая обножка – здоровая семья – мёд» установлено наличие спор гриба во всей исследованной цепи, за исключением её последнего звена - мёда.
Практическая значимость и реализация результатов исследования.
Полученные в данной работе результаты расширяют знания о путях и механизмах миграции тяжелых металлов, фитогормонов и микобиоты в трофической цепи питания медоносных пчел. Разработанный метод определения уровня содержания фитогормонов в лабораторных условиях может быть использован для оценки достоверности происхождения мёда, а также должен применяться при использовании синтетических фитогормонов в качестве стимуляторов развития пчелиных семей. Прослежены пути распространения спор гриба Ascosphaera apis от больной пчелиной семьи к здоровой семье, что важно при проведении ветеринарных мероприятий по профилактике аскосфероза. По результатам исследований разработаны методические рекомендации «Использование изоферментных генетических маркеров для оценки состояния бурзянской популяции среднерусской породы медоносной пчелы», «Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины РАСХН, протокол № 3/2 от 8 июня 2010 г.). Материалы диссертационной работы используются в ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ при проведении лекционных и лабораторно-практических занятий.
Апробация работы. Основные положения работы были представлены на на международная конференция «инновации в АПК»… Бгау, Российской агропромышленной выставке «Золотая осень – 2011» (диплом, золотая медаль входные данные; на научно-практической конференции в рамках экологического форума и специализированной выставки «Уралэкология. Промышленная безопасность – 2011» (Уфа, 2011); на Международной научной конференции аспирантов и молодых ученых «Развитие АПК в свете инновационных идей молодых ученых» (Санкт-Петербург, 2012); на первой Международной научно-практической заочной конференции «Современные проблемы и перспективы сохранения медоносных пчел и некоторые аспекты развития и внедрения школьного пчеловодства» (Уфа, 2013).
Связь работы с плановыми исследованиями и научными программами. Исследования проводились в рамках планов НИР кафедры разведения животных и пчеловодства ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ «Биотехнологические особенности комплексного использования башкирской породы медоносных пчел на фоне инфекционных и инвазионных заболеваний» гос.рег. №01201059478 и «Выявление в Республике Башкортостан природных зон с оптимальными условиями для производства высококачественных экологически чистых продуктов пчеловодства» № гос.рег.№ 0120.0404877.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК МОН РФ. Издана монография совместно с коллективом авторов «Методология фундаментальных исследований популяций Apis Mellifera L., 1758.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего ?? наименования, в том числе ?? на иностранных языках. Работа изложена на ?? страницах машинописного текста, содержит ?? рисунков и ?? таблиц.
Благодарности. Выражаю признательность д.б.н., профессору Фархутдинову Рашит Габдулхаевичу за большое внимание и постоянные консультации, оказанные при выполнении настоящей работы.
Выражаю благодарность за ценные консультации всем сотрудникам кафедры разведения животных и пчеловодства Башкирского ГАУ и лаборатории физиологии растений Института биологии УНЦ РАН. Мне хотелось бы выразить особую признательность за ценные советы д.б.н.. Кудояровой Г.Р. и д.х.н. Егуткину Н.Л. при разработке метода экстракции и определения фитогормонов в продуктах пчеловодства.