Распространение РНК-содержащих вирусов у медоносной пчелы Apis mellifera L. на территории России

Калашников А.Е., Удина И.Г.
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, г. Москва

Заражение пчел клещом V. destructor является предрасполагающим фактором для инфицирования пчел вирусами (1). Инвазия клеща V. destructor привела к гибели диких пчелиных семей во многих областях России, и является основной проблемой при содержании пчел на пасеках. С одной стороны, клещ является резервуаром для векторов вируса, с другой стороны, инвазия клеща ослабляет иммунитет пчел и способствует развитию вирусной инфекции (2). Во время инвазии клеща V. destructor ослабляется иммунитет пчел, снижается уровень экспрессии генов, вырабатывающих основные антибактериальные и противовирусные белки (3), что обуславливает развитие заболеваний, в том числе вирусного происхождение (4).

В настоящее время обнаружено по крайней мере 18 различных вирусов, поражающих семьи медоносной пчелы Apis mellifera L. Несмотря на то, что клинические симптомы проявляются не во всех случаях, вирусные заболевания приводят к серьезным и даже смертельным случаям, вплоть до гибели всей колонии пчел и исследование вирусных инфекций имеет большое экономическое значение для животноводства.

Из обнаруженных вирусов медоносной пчелы шесть вирусов вызывают такие тяжелые последствия. Это вирусы: деформации крыла (DWV), вирус острого паралича (ABPV), вирус хронического паралича (CBPV), кашмирский вирус (KBV), вирус мешотчатого расплода (SBV), вирус черных маточников (BQCV) (5). По последним данным также является опасным инфицирование вирусом израильского паралича, вызвавшего гибель большого количества колоний пчел в Израиле (6). Необходимо отметить, что в случае поражения вирусными заболеваниями матки, весь расплод является инфицированным теми же вирусами (7).

Нами были анализированы выборки пчел карпатской породы с территории Ставропольского края (СК) (N=93), Адыгеи (N=42) (РА), Московской области Истринского (N=9) (МОИ) и Домодедовского районов, (N=12) (МОД), Тульская область (N=21) (ТУ), серой горной породы с территории Абхазии (N=15) (АБ), средне русской породы с территории Удмуртской республики (N=30) (УД). Определение присутствия вирусной инфекции проводили методом полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР), так как генетический материал вируса представлен РНК и на первом этапе ОТ-ПЦР образуется кДНК с помощью фермента обратной транскриптазы. Полученная кДНК служит матрицей на последующих этапах ОТ-ПЦР. Перед постановкой ОТ-ПЦР выделяли пул РНК из живых или замороженных образцов пчел. Выделение РНК проводили с применением набора “Trizol” (Изоген, Россия), ОТ-ПЦР - с применением набора “GenPack RT-PCR Core” (Изоген, Россия). В работе мы использовали праймеры для ОТ-ПЦР, предложенные ранее для изучения зарубежных популяций пчел(5), температура отжига составляла 52ºС. ОТ-ПЦР проводили на приборе BioRad MyCycler (США). Мы целенаправленно отбирали образцы биологического материала на пасеках, где погибло не менее 20% пчелиных семей, и не менее 37% из них были поражены вароозом.

Показано, что практически во всех семьях исследуемых выборок наблюдалась вирусная инфекция (с частотами от 0,7000 до 0,8387) (табл. 1). На первом месте по распространенности стоит DWV, который встречался во всех регионах. Затем SBV (везде, кроме МОД), ABPV (везде, кроме Московской области), CBPV (в СК, РА, ТУ, АБ, но не наблюдался в Московской области). Наименее часто встречались KBV и BQCV, которые встречались только в РА, ТУ и АБ. Встречаемость вирусов внутри выборок отдельных популяций отличалась (табл. 1). В СК наиболее распространенным был SBV и ABPV, в РА − DWV и ABPV с CBPV, в МОИ и МОД − DWV (причем в МОД только один улей из четырех был заражен) и SBV (только в МОИ), в ТУ и АБ все шесть вирусов были широко распространены, в УД − ABPV, DWV и SBV (с частотой в 1,75 раза меньшей). В Европе наиболее часто выявлялись вирусы (в порядке убывания) DWV, BQCV, SBV и KBV (7) и DWV, ABPV, SBV, BQCV, CBPV и KBV (5). Однако в наших исследованных выборках эта тенденция не соблюдается во всех случаях (табл. 1), например, в выборке СК наиболее распространен SBV и BQCV встречался реже.

Мы проанализировали частоты встречаемости комбинированной инфекции (сразу несколькими вирусами одновременно (табл. 2).
В табл. 2 указана встречаемость комбинированной инфекции в ульях (в скобках указана частота явления). В СК выявлено до четырех вирусов одновременно, в РА до пяти вирусов, в МОИ − до двух, в ТУ − до шести, в АБ − до шести, в МОД − только один вирус, в УД до трех вирусов. По данным о распространенности вирусных инфекций пчел в Европе также показано (5, 6, 7), что 20% инфекций обусловлено более, чем двумя вирусами пчел. При этом наблюдались следующие комбинации: наиболее часто встречалась комбинация DWV-ABPV, затем ABPV-CBPV и ABPV-CBPV-KBV, и лишь в одном случае в РА наблюдалась комбинация ABPV-KBV (5, 6, 7).

В работах Береней О. с соавторами и Миранда Дж. с соавторами также выявлены комбинативные инфекции DWV-APBV, DWV-ABPV-SBV, DWV-SBV-ABPV, DWV-ABPV-SBV-BQCV, DWV-ABPV-BQCV, DWV-SBV, DWV-BQCV, DWV-SBV-BQCV (5, 6). Известно, что комбинация вирусов ABPV-CBPV-KBV является комплексом вирусов, одновременно поражающих пчел и развивающихся в пчелах на стадии от куколки и личинки до стадии взрослой особи. Такие комбинативные инфекции, вероятно, играют значительную роль в распространении явления “коллапса” пчелиных семей (CCD), приводя к высокой вероятности гибели всей пчелиной семьи (8) и создавая угрозу для сохранения пчел.

Работа поддержана грантом РФФИ-офи_ц 08-04-13740.

В табл. 1 указаны число исследуемых семей N (в скобках общее количество обследованных пчел), а также количество семей, где обнаружен каждый из вирусов (в скобках указана частота встречаемости вирусов, здесь и далее рассчитанная относительно общего количества семей в выборке исследованной популяции).

Таблица 1. Встречаемость РНК-содержащих вирусов пчел

*Примечание: в таблице для каждого вируса первым столбиком указано количество случаев встречаемости вируса, вторым – частота встречаемости.

Таблица 2. Встречаемость комбинированной инфекции РНК-содержащих вирусов пчел

*Примечание: в таблице первым столбиком указано количество случаев встречаемости вируса, вторым – частота встречаемости.

Литература:

Allen M., Ball B. V. The incidence and world distribution of honey bee viruses // Bee World. 1996. V. 77. P. 141–162.
Yang X. and Cox-Foster D. L. Impact of an ectoparasite on the immunity and pathology of an invertebrate: Evidence for host immunosuppression and viral amplification. // Proc Nat Ac Sci. 2005. Vol. 102. N. 21. P. 7470 – 7475.
Nordstom S., Fries I., Aarhus A., Hansen H., Korpela S. Virus infection in Nordic honey bee colonies with no, low or severe Varroa jacobsoni infestations // Apidologie. 1999. V. 30. P. 475–484.
Ball B. V., Allen M. The prevalence of pathogens in honey bee (Apis mellifera) colonies infested with the parasitic mite Varroa jacobsoni // Ann Appl Biol. 1998. V. 813. P. 237–244.
Berenyi O., Bakonyi N., Derakhshifar I., Koglberger H., Nowotny N. Occurrence of six honey bee viruses in diseased Austrian apiaries // Appl Envir Microbiol. 2006. V.72. N 4. P. 2414-2420.
Miranda J.R., Cordoni G., Budge G. The acute bee paralysis virus- Kashmir bee virus- Israeli acute paralysis virus complex // J Invertebr Pathol. 2010. V. 103. N. 1. P. 30-47.
Chen Y.P., Pettis J.S., Collins A., Feldlanter M.F. Prevalence and transmission of honey bee viruses // Appl Environ Microbiol. 2006. V. 72. N 1. P. 606-611.
Autunez K., Anido M., Garrido-Bailon E., Botias C., Zunino P., Martinez-Salvador A., Martin-Hernandez R., Wiger H. low prevalence of honeybee viruses in Spain during 2006 and 2007 // Res Vet Sci. 2012. April 16 (в печати).