На правах рукописи - Российский государственный аграрный
реклама
На правах рукописи Бармина Инесса Энсовна БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫЕ ПРИЗНАКИ ПЧЕЛ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БЕЛКА ТРАНСГЕННОЙ КУКУРУЗЫ И ТРАДИЦИОННЫХ ПОДКОРМОК 06.02.10 – частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук МОСКВА – 2012 Работа выполнена на кафедре пчеловодства и рыбоводства ФГБОУ ВПО Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Маннапов Альфир Габдуллович Официальные оппоненты: Мишуковская Галина Сергеевна доктор биологических наук, профессор кафедры биологии, охотоведения и пчеловодства Башкирского ГАУ Антимиров Святослав Владимирович кандидат сельскохозяйственных наук, редактор журнала «Пчеловодство» Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» Защита состоится «04» июня 2012 г. в 1600 часов, на заседании диссертационного совета Д.220.043.07 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, тел./факс (499)976-24-92. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. Автореферат разослан «03» мая 2012 г. Учёный секретарь диссертационного совета О.А.Калмыкова 2 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Важной составляющей интенсивного развития пчелиных семей в весенний период является обязательное присутствие в гнезде белкового корма. Наилучшим источником белка для пчел является пыльца растений, переработанная в пергу. Если нет возможности использовать пергу, необходимо давать пчелам стимулирующие подкормки с добавлением натуральной пыльцы, которые способны восполнять потери белков, жиров и углеводов, как в организме развивающихся особей в постэмбриональном периоде, так и взрослых пчел. Кривцов Н.И. (2008г.) указывает, что в активный период в семье сменяется четыре-пять поколений рабочих пчел. И если существует недостаток пыльцы, в которой содержится много белка, при выкормке хотя бы одного из них, это отражается на всех последующих поколениях и в конечном итоге на качестве зимовки и способности семьи активно развиваться в следующем сезоне. Для укрепления организма пчел в весенний период и перед зимовкой, исследователи рекомендуют использовать различные биостимуляторы, представляющие собой комплексные препараты и пробиотики. (Лебедев В.И., 1993; Лебедева В.П., с соавт. ,2001; Мишуковская Г.С., 2008; Рапиев Р.А., 2010; Маннапов А.Г. с соавт., 2011). Современное пчеловодство не может обойтись без стимулирующих подкормок пчел сахарным сиропом с добавлением белковых компонентов и биостимуляторов, которые оказывают положительный эффект на интенсивность размножения пчелосемей. Одним из богатейших источников пыльцы среди растений является кукуруза. Пыльца кукурузы обладает высокой биологической ценностью для пчел и содержит 14,2 % белка, 2,3 % жира и очень большое количество витамина С (4,1%) (Бурмистров А.Н., 1990). В настоящее время в мире активно культивируется трансгенная кукуруза, эффективно защищенная белком Cry1Ab от всех вредителей отряда чешуекрылых. За рубежом проводились исследования в области воздействия генетически модифицированных растений и их белков на здоровье медоносных пчел (Malone and Pham-Delègue, 2001; 2002; Pham3 Delègue et al., 2008). В результате было выявлено, что такие растения могут иметь прямое и косвенное воздействие на пчел. Специалисты Американского национального исследовательского комитета отмечают, что вопреки тому, что в отдельных случаях и фиксировались негативные последствия от Bt-трансгенов, в случае с пчелами таких следствий не было. Данные, полученные другими исследователями, противоречивы, поскольку некоторые ученые склоняются к наличию отрицательного воздействия трансгенных белков на пчел (RamirezRomero R., Chaufaux J., Pham-Delegue M.Y., 2005), другая же часть исследователей указывает на то, что согласно современным данным, возделывание Btрастений не может быть причиной гибели пчелиных популяций, так называемого Colony Collapse Dissoder (Pilcher C.D., Rice M.E., Obrycki J.J., 2005). В настоящее время на территории Российской Федерации запрещено возделывать генетически модифицированные культуры, в том числе и кукурузу. Производство трансгенных растений может быть санкционировано лишь тогда, когда будет доказана экологическая безопасность и безвредность ее посевов. Хотя на территории РФ запрещено выращивать генетически модифицированные культуры, их разрешено ввозить. В России разрешены 14 видов продуктов растительного происхождения, которые получены с применением трансгенных технологий. Это: 3 сорта сои, 6 сортов кукурузы, 3 сорта картофеля и по одному сорту сахарной свеклы и риса, а также 5 видов генетически модифицированных микроорганизмов (Вельков В.В., 2003; Соколов М.С. с соавт., 2007). В Российской Федерации исследования по изучению влияния белка трансгенной Bt-кукурузы на медоносных пчел карпатской породы до настоящего времени не проводились. Следовательно, применение стимулирующей подкормки с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, как в лабораторных, так и в полевых опытах, позволит оценить воздействие данного компонента на организм пчелы и на показатели развития пчелиных семей карпатской породы в целом. Цель работы – биологическая оценка и изучение хозяйственно-полезных признаков пчел карпатской породы при традиционных подкормках и с белком 4 трансгенной Bt-кукурузы сорта Mon810. В соответствии с целью работы, перед нами были поставлены следующие задачи исследования: 1. Изучить влияние подкормок с белком трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормок с добавлением перги, пыльцы нетрансгенной кукурузы, а также пробиотика Апиник на продолжительность жизни пчел в условиях лабораторных опытов (в садках). 2. Оценить влияние стимулирующих подкормок с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, а также традиционных подкормок на развитие экстерьерных показателей пчел и их соответствие стандарту карпатской породы. 3. Исследовать влияние белка трансгенной Bt-кукурузы в составе стимулирующей подкормки, а также традиционных подкормок на хозяйственнополезные признаки пчелиных семей: нагрузку медового зобика, летную активность пчел-фуражиров, медовую и восковую продуктивность пчелиных семей. 4. Установить воздействие белка трансгенной Bt-кукурузы, пыльцы нетрансгенной кукурузы, перги и пробиотика Апиник на репродуктивные показатели пчелиных маток и морфофункциональные параметры пчел, от которых зависит рост и развитие пчелосемей. 5. Определить воздействие стимулирующих подкормок с традиционными компонентами и с белком Bt-кукурузы на динамику содержания азота, жира и гликогена в организме пчел в постнатальном онтогенезе. 6. Установить динамику активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), аденозинтрифосфатазы митохондрий (АТФ-азы) и аденозинтрифосфатазы миозина в мышечной ткани рабочих пчел, обеспечивающих их летную активность при стимулирующей подкормке с белком трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормках. 7. Рассчитать экономическую эффективность производства продуктов пчеловодства (меда, воска, пыльцы и прополиса) пчелиных семей, получавших стимулирующие подкормки с белком трансгенной Bt-кукурузы, пробиотиком Апиник и традиционными белковыми компонентами (пыльцой и пергой). 5 Научная новизна. Впервые определены хозяйственно-полезные, морфофункциональные, биохимические критерии качественных и количественных показателей организма пчел при использовании стимулирующих подкормок сахарным сиропом с традиционными компонентами, в том числе с пробиотиком Апиник, и с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы. Впервые изучены показатели динамики печатного расплода, репродуктивных качеств пчелиных маток, состояния глоточных желез рабочих пчел, содержания личиночного корма в ячейках трехдневных личинок, массы рабочих пчел карпатской породы в постнатальном онтогенезе при влиянии подкормки с белком трансгенной Bt-кукурузы. Установлены гистохимические характеристики летательной мышцы по содержанию СДГ, митохондриальной АТФ-азы, АТФ-азы миозина. Оценено влияние стимулирующей подкормки с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы на степень нагрузки медового зобика и показатели летной активности пчел-фуражиров, а также на медовую и восковую продуктивность пчелиных семей. Теоретическая и практическая значимость работы. Изученные морфофункциональные показатели организма пчел дополняют имеющиеся сведения о возрастной физиологии медоносной пчелы карпатской породы, расширяют представления о хозяйственно-полезных признаках, биохимическом гомеостазе в постнатальном онтогенезе, белковом, углеводном и липидном обмене в процессе роста и развития организма, о структурно-метаболических аспектах организации локомоторного аппарата под влиянием традиционных подкормок и с трансгенным белком Bt-кукурузы. В практическом отношении доказано отсутствие отрицательного воздействия белка трансгенной Bt-кукурузы на морфофункциональные, биохимические и хозяйственно-полезные признаки пчел карпатской породы. Экспериментальные данные дают рекомендации по дозам использования белка трансгенной Bt-кукурузы в составе стимулирующей подкормки с целью оптимизации процессов весеннего роста, развития и восстановления потенциальной медособирательной и опылительной деятельности пчел. Подтверждена эффективность 6 применения пробиотического препарата Апиник и перги в составе стимулирующей подкормки, позволяющей повысить жизнеспособность и продуктивные качества пчелиных семей. Рассчитана экономическая эффективность применения стимулирующих подкормок с белком трансгенной Bt-кукурузы и традиционными белковыми компонентами (перга, пыльца), а также с пробиотиком Апиник. Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту: 1. Хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей при использовании традиционных стимулирующих подкормок и с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы. 2. Продолжительность жизни пчел карпатской породы в лабораторных условиях при подкормках с добавлением белковых компонентов – белка трансгенной Bt-кукурузы, пыльцы нетрансгенной кукурузы, перги, а также пробиотика Апиник. 3. Экстерьерные параметры и их соответствие стандарту карпатской породы пчел под влиянием стимулирующих подкормок. 4. Воспроизводительные показатели и функциональная активность пчел различных генераций при использовании стимулирующих подкормок. 5. Возрастные показатели белкового, углеводного и липидного обменов в организме рабочих пчел при подкормке сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, традиционных белковых компонентов и пробиотика Апиник. 6. Активность ферментов сукцинатдегидрогеназы (СДГ), аденозинтрифосфатазы митохондриальной и миозина (АТФ-аза митохондриальная и миозина) в составе летательной мускулатуры медоносных пчел в постнатальном онтогенезе и под влиянием стимулирующих подкормок с добавлением белка Btкукурузы, пыльцы нетрансгенной кукурузы, перги, а также пробиотика Апиник. Апробация результатов работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции с меж7 дународным участием «Безопасность жизнедеятельности: проблемы и пути их решения в АПК» (2010, г. Уфа), Всероссийском инновационном форуме аграрной молодежи (2010, г. Орел), Юбилейной конференции, посвященной 75летию образования Новосибирской ЗПЯОС им. И.В. Мичурина (2010, г. Новосибирск), Международной научно-практической конференции «Кадровое и научное обеспечение инновационного развития отрасли животноводства» (2010, г. Казань), Научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (2011, г. Москва), Научнопрактической конференции IV Международного съезда «Пчеловод. Инфо» (2011, г. Москва). Публикация результатов исследований. По результатам исследования опубликовано 12 работ, в том числе 4 работы в изданиях, рецензируемых ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и практических предложений. Работа изложена 165 страницах, иллюстрирована 32 таблицами, 25 рисунками. Список используемой литературы включает 231 источник, в том числе 95 на иностранном языке. 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В соответствии с целью исследования проводились опыты на базе учебно-опытной пасеки и лаборатории кафедры пчеловодства и рыбоводства РГАУМСХА им. К.А. Тимирязева. Объектом исследования были медоносные пчелы карпатской породы. Предметом исследования явилось влияние трансгенного Cry1Ab белка, выделенного из Bt-кукурузы сорта Mon810, на биологические и хозяйственно-полезные признаки медоносных пчел карпатской породы. Схема научных исследований представлена на рисунке 1. Было сформировано 5 групп по 3 пчелиной семьи в каждой, подобранных по принципу параналогов. Пчелиные семьи 1 контрольной группы подкармливались сахарным 8 сиропом (1:1) по 400 мл через 3 дня, семикратно, используя потолочные кормушки. 2-я группа получала стимулирующую подкормку сахарным сиропом с Стимулирующие подкормки по вариантам опыта №1 Сахарный сироп (СС) контрольная 1 часть сахара : 1 часть воды, по 400 мл, через 3 дня №2 СС + пыльца нетрансгенной кукурузы 8 мг пыльцы : 1 л СС, по 400 мл, через 3 дня № 3 СС + белок Bt-кукурузы 10 мл белка : 1 л СС, по 400 мл, через 3 дня № 4 СС + перга 10 г перги : 1 л СС, по 400 мл, через 3 дня № 5 СС + Апиник 10 мг Апиника : 1 л СС, по 400 мл, через 3 дня Оценка влияния белка трансгенной Bt-кукурузы на морфофункциональные параметры и биохимические показатели организма рабочих пчел и хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей Параметры развития пчелиных семей и морфофункциональные параметры: 1. Динамика печатного расплода 2. Динамика изменения среднесуточной яйценоскости 3. Развитость глоточных желез у 9-ти дневных пчел 4. Содержание личиночного корма в сотах 3-х дневных личинок 5. Изменение массы 3-х дневных личинок 6. Динамика изменения массы рабочих пчел в онтогенезе Биохимические показатели организма рабочих пчел: 1. Динамика изменения содержания азота, жира и гликогена 2. Изменение активности СДГ 3. Динамика изменения содержания митохондриальной АТФ-азы и АТФ-азы миозина Хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей: 1. Нагрузка медового зобика 2. Динамика медо- и воскопродуктивности 3. Динамика изменения летной активности Экстерьерные показатели рабочих пчел Рисунок 1 Общая схема научных исследований 9 пыльцой нетрансгенной кукурузы из расчета 8 мг пыльцы на 1 литр сиропа. В 3-й опытной группе в качестве подкормки использовали сахарный сироп, с добавлением белка трансгенной из расчета 10 мл на 1 литр сахарного сиропа. 4-я группа получала стимулирующую подкормку в соотношении 10 г измельченной перги на 1 литр сахарного сиропа. В 5-й группе, пчелиные семьи получали стимулирующую подкормку в виде сахарного сиропа с добавлением пробиотика Апиник в соотношении 10 мг препарата на 1литр сиропа. Исследование влияния стимулирующих подкормок на продолжительность жизни пчел проводили в лабораторных опытах (в садках). Определение количества пчёл, расплода и яйценоскости матки в семьях при помощи метода фотографирования. Яйценоскость маток определяли через каждые 12 дней, учитывая количество печатного расплода с помощью рамкисетки 5x5 см. Лётную активность пчелиных семей учитывали с помощью видеокамеры по числу пчел, возвращавшихся в улей в 9, 11 и 15 ч, в течение трех минут. Силу пчелиной семьи определяли в улочках и переводили в массу, исходя из того, что пчелы, покрывающие с обеих сторон сот стандартной рамки (435х300 мм) весят 300 г. Массу однодневных рабочих пчёл, нагрузку медового зобика и массу обножки цветочной пыльцы определяли взвешиванием на торсионных весах ВТ-500. Состояние глоточных желез оценивали под микроскопом МБС-10 на глицериновых препаратах, с предварительным окрашиванием изучаемого органа гематоксилин-эозином, 4 баллами по методике Гесса. Для определения массы, общего азота, жира, гликогена однодневных пчел получали путем помещения зрелого расплода в изолятор рамочный. После выхода из ячеек однодневных рабочих пчел по 100 штук отбирали из изолятора. Каждую пробу пчел делили на 3 части для получения экстракта, определения общего азота и жира и приготовления анатомических препаратов. Количество общего азота в теле пчел определяли по методу Къельдаля, жира – по Сокслету, гликогена – по Бертрану. Активность АТФ-азы определяли по мето10 ду Падикула и Герман при рН 9,4. Активность сукцинатдегидрогеназы определяли тетразолиевым методом по Нахласу. Определение экстерьерных показателей проводили на временных глицериновых препаратах: измеряли длину хоботка, длину и ширину переднего крыла, определяли кубитальный и тарзальный индекс, длину и ширину 3-го тергита и стернита, количество зацепок на заднем крыле, по методике, разработанной Алпатовым В.В. Полученные данные были подвергнуты статистической обработке методами вариационной статистики с проверкой достоверности результатов с помощью критерия Стьюдента и уровня значимости (Р) по существующим методикам. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Влияние белка трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормок на продолжительность жизни пчел в лабораторных условиях (в садках) Анализ продолжительности жизни рабочих пчел в садковых опытах показал, что минимальная средняя продолжительность жизни пчел была зафиксирована в контрольной группе и составила 10,5 суток. Стимулирующие подкормки, в особенности с добавлением перги (4 группа) и пробиотика Апиник (5 группа), способствовали увеличению продолжительности жизни опытных пчел, составившей 15,6 и 15 суток, соответственно. Во второй группе, получавшей подкормку с добавлением пыльцы кукурузы, средняя продолжительность жизни была на уровне 13,6 суток. В третьей группе, получавшей подкормку сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, анализируемый показатель составил 14,1 суток. На основании полученных данных, можно сделать вывод, что скармливание белка трансгенной Bt-кукурузы не оказывает токсического воздействия на пчел. 3.2 Влияние белка трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормок на экстерьерные параметры рабочих пчел 11 Многочисленными исследованиями доказано, что в условиях неполноценного питания личинок могут нарождаться карликовые, уродливые рабочие особи. По результатам наших опытов, направленных на изучение влияния стимулирующей подкормки с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы на экстерьерные признаки рабочих пчел, наблюдались процессы качественного и количественного роста морфометрических параметров. Во всех опытных группах изучаемые параметры соответствовали верхним показателям стандарта карпатской породы. При этом нижние пределы колебаний регистрировались у пчел, подкармливаемых сахарным сиропом, верхние пределы – в группах, получавших пергу и пробиотик Апиник. Анализ экстерьерных параметров позволяет сделать вывод, что учитываемые показатели 3-й группы, получавшей стимулирующую подкормку сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной Btкукурузы, находятся на среднем уровне по сравнению с другими вариантами опыта. По результатам опыта можно говорить о тенденции увеличения значения морфометрических показателей экстерьера пчел опытных групп. 3.3. Влияние белка трансгенной Bt-кукурузы на развитие, воспроизводительные параметры и функциональную активность пчелиных семей Яйценоскость маток исследовали в период с 3 по 27 мая с интервалом 12 дней. Максимальная яйценоскость на конец опыта была зафиксирована в 4-й (1980 шт.) и 5-й группах (1833,3 шт.), превышавшая аналогичный показатель контрольной группы на 29% и 19,4% соответственно. Показатели среднесуточной яйценоскости 2-й и 3-й групп находились на одном уровне на протяжении всего опыта. Учитываемый по2000 Я йценос кос ть, шт казатель в 3-й группе на конец опыта 27 мая составлял 1791,7 1750 шт., что на 16,7% превысило со- 1500 ответствующий результат кон1250 трольной группы. 1000 03 мая С С - контроль С С + белок С С + Апиник 15 мая 27 мая 12 С С + пыль ца С С + перга Рис. 2 Среднесуточная яйценоскость пчелиных маток. Количество печатного расплода регистрировалось с 15 мая по 9 июня, каждые 12 дней. Так, по сумме печатного расплода за три учета, показатель 3-й группы, получавшей белок трансгенной Bt-кукурузы, превышает аналогичный результат контрольной группы на 12% (55,8 квадратов). Результаты 3-й группы (515,6 квадратов) незначительно уступают 2-й группе, получавшей подкормку сахарным сиропом с добавлением пыльцы нетрансгенной кукурузы (на 1,8 квадрата). Максимальные показатели печатного расплода были зарегистрированы в 4-й группе, получавшей стимулирующую подкормку сахарным сиропом с добавлением перги и 5-й группе, получавшей подкормку с добавлением пробиотика Апиник. Так, полученные результаты 4-й группы на 31% выше значений контрольной группы, а показатели 5-й группы превышают аналогичное значение контроля на 15,5%. Наибольший показатель содержания личиночного корма в ячейках сота трехдневных личинок был зафиксирован в 4-й группе (17,6 мг) и 3-й группе (17 мг), что превысило результаты контрольной группы более чем в 2 раза. Содержание личиночного корма в ячейках сота находится в прямой связи с развитием глоточных желез у рабочих пчел. Максимальное развитие выводных протоков и альвеол глоточных желез в 3-й группе было зафиксировано 30 мая и составило 3,87 балла (в 1,2 раза выше, чем показатель контрольной группы), что указывает на положительное воздействие стимулирующей подкормки сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной кукурузы на развитие глоточных желез у 9-ти дневных рабочих пчел. Стимулирующие подкормки оказывали влияние не только на воспроизводительные параметры пчелиных семей, но и на качество потомства. Во всех группах на протяжении опыта с 30 мая по 24 июня наблюдалось постепенное увеличение массы рабочих пчел в онтогенезе. Показатели массы рабочих пчел опытных групп были выше, чем у контрольной в 1,4 – 1,5 раза. Максимальный 13 показатель к концу опыта был зафиксирован у 4-й группы и составил 105,6 мг, на 5 мг превысив аналогичный показатель контрольной группы. В 3-й группы масса 24-дневных рабочих пчел составила 105 мг, что в 1,04 раза выше, чем результат контрольной группы (на 4,4 мг). Рис. 3 Динамика массы рабочих пчел в онтогенезе, мг Таким образом, результаты исследований позволяют заключить, что наиболее полновесные рабочие пчелы рождаются в 3-й и 4-й группах, получающих корм в виде сахарного сиропа с добавлением белка трансгенной Btкукурузы и сахарного сиропа с добавлением перги, соответственно. 3.3 Влияние белка трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормок на биохимические показатели пчел Применение стимулирующих подкормок с белковыми компонентами и пробиотиком Апиник оказало положительное влияние на показатели белкового, липидного, углеводного обмена (таблица 1). Наибольшее увеличение содержания азота, жира и гликогена наблюдалось в организме пчел 4-й, 5-й и 3-й групп. В 4-й группе, получавшей подкормку с добавлением перги, содержание азота в организме пчел повысилось по сравнению с контролем на 20,9%, жира – на 62%, гликогена – на 27%. В 5-й группе, которой скармливался сахарный сироп с добавлением пробиотика Апиник, также было отмечено увеличение по сравнению с показателем контрольной группы количества азота на 17,2%, жира – на 43,4%, гликогена – 14 на 21,4%. В группе, получавшей подкормку с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, уровень азота повысился на 19%, жира – на 30%, гликогена – на 12,8% по сравнению с контролем. Таким образом, можно сделать вывод, что Cry1Ab белок Bt-кукурузы не оказывает отрицательного воздействия на биохимический статус организма пчел. Таблица 1 Динамика биохимических показателей пчел, мг на 10 пчел. № 1 2 3 4 5 Показатель Азот, мг Жир, мг Гликоген, мг Азот, мг Жир, мг Гликоген, мг Азот, мг Жир, мг Гликоген, мг Азот, мг Жир, мг Гликоген, мг Азот, мг Жир, мг Гликоген, мг Возраст пчел, сут. 1 12 17,40±0,93 18,60±0,87 7,00±0,32 9,60±0,6 8,80±0,37 11,60±0,40 20,20±0,8 24,00±0,45** 12,60±0,51** 14,20±0,86* 10,40±1,03 12,80±0,37 19,80±0,58 23,60±0,51 12,20±0,86 14,00±0,55 10,40±0,51 13,60±0,75 22,40±0,51** 24,80±0,37** 16,00±0,58** 16,80±0,97** 15,00±0,55*** 17,00±1,0* 20,20±1,16 22,60±0,68** 15,00±0,51** 15,40±0,75** 14,00±0,55*** 16,20±0,58** 24 22,00±1,14 11,85±0,67 14,00±0,95 26,60±0,51* 15,60±0,68** 14,60±0,40 26,20±0,58 15,40±0,51 15,80±0,49 26,60±0,68* 19,20±0,58*** 17,80±0,66* 25,80±1,24 17,00±0,71** 17,00±0,55* Примечание: * -Р≥0,95; ** - Р≥0,99; *** - Р ≥0,999, по сравнению с контрольной группой Внесение в сахарный сироп белковых компонентов, в том числе белка трансгенной Bt-кукурузы, а также пробиотика Апиник, вызвало повышение уровня активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), АТФ-азы митохондриальной и АТФ-азы миозина в летательной мышце рабочих пчел (таблица 2). Усиление летной активности подтверждается высокой динамикой содержания АТФ-азы митохондриальной и миозина в летательных мышцах рабочих пчел 3-й группы в постэмбриональном онтогенезе. При скармливании пчелам подкормки с трансгенным белком Bt-кукурузы, содержание АТФ-азы миозина в летательной мускулатуре 24-дневных пчел 15 превысило показатель контрольной группы на 9,5%, а уровень АТФ-азы митохондрий возрос на 6,4%. Наиболее выраженный рост активности митохондриальной и миозиновой АТФ-аз наблюдался у рабочих особей в 24 суточном возрасте после перехода от выполнения ульевых работ к активной медособирательной деятельности. Так, по результатам наших исследований у рабочих пчел 2-й, 3-й и 4-й опытных групп в летательной мышце ускоряются процессы становления энергетического и функционального компонентов. При этом в летательной мышце рабочих пчел 3-й группы, получавших подкормку сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной кукурузы, активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ) повысилась в 13,58 раза, АТФ-азы миозина в 28,3 раза, АТФ-азы митохондрий в 20,9 раза за опытный период. Таблица 2 Возрастная динамика активности реакций в летательной мышце рабочих пчел, усл. ед. Группы 1 2 3 4 5 Фермент СДГ АТФ-аза миозина АТФ-аза митохондриальная СДГ АТФ-аза миозина АТФ-аза митохондриальная СДГ АТФ-аза миозина АТФ-аза митохондриальная СДГ АТФ-аза миозина АТФ-аза митохондриальная СДГ АТФ-аза миозина АТФ-аза митохондриальная Возраст пчел, сутки 1 12 24 1,96±0,08 10,6±0,68 26,6±0,68 1,12±0,05 16,4±0,81 33,6±1,21 1,38±0,10 14,2±0,66 28,0±0,63 2,32±0,19 14,4±1,08** 29,4±1,29* 1,26±0,07 19,4±0,51* 36,6±0,87 1,4±0,04 15,8±0,37 30,4±0,93 2,12±0,06 14,0±0,63 28,8±1,16 1,3±0,05 19,2±0,97 36,8±0,97 1,42±0,04 15,6±0,51 29,8±0,51 2,48±0,09** 14,8±0,37** 29,2±1,07* 1,5±0,03 19,8±1,16 38,6±0,68* 1,52±0,04 15,8±0,73 30,0±0,32* 2,14±0,06 14,2±0,66** 26,4±0,51 1,38±0,04** 19,4±1,03 38,8±2,08 1,44±0,05 15,2±0,37 29,2±0,58 Примечание. * - Р≥0,95; ** - Р≥0,99; *** - Р ≥0,999, по сравнению с контрольной группой. 3.5 Влияние белка трансгенной Bt-кукурузы и традиционных подкормок на хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей 16 Повышение активности исследованных ферментов способствует увеличению нагрузки медового зобика. Во всех группах наблюдалась положительная динамика данного показателя при переходе от поддерживающего медосбора к главному. Нагрузка медового зобика у рабочих пчел 4-й и 5-й групп по сравнению с другими группами заметно больше, что позволило проявить им максимальные продуктивные качества, что подтверждается данными других исследователей (Смольникова Е.А., 2003; Трифонова Т.В., 2009). Нагрузка медового зобика пчел 3-й группы, уступала показателям 2-й, и особенно 4-й и 5-й групп, но превышала показатель контрольной группы на 3,7%. На основании полученных данных можно сделать вывод, что скармливание пчелам белка трансгенной Bt-кукурузы не оказывает отрицательного влияния на объем медового зобика. Показатели нагрузки медового зобика рабочих пчел на поддерживающем и главном медосборе по вариантам опыта представлены на рисунке 3. Рис. 3 Нагрузка медового зобика на поддерживающем и главном медосборе Средний показатель медовой продуктивности пчел 3-й группы, находящийся во взаимосвязи с показателем нагрузки медового зобика, уступал результатам 2-й, 4-й и 5-й групп, но превышал соответствующий показатель контроля на 6% (рисунок 4). Исходя из полученных результатов опыта, видно, что трансгенный Cry1Ab белок Bt-кукурузы не оказывает отрицательного влияния на средний показатель медовой продуктивности пчелиных семей 3-й группы. 17 Рис. 4 Медовая продуктивность пчелиных семей По восковой продуктивности пчелиных семей наблюдался аналогичный результат: максимальные показатели были зарегистрированы в 4-й и 5-й группах, получавших стимулирующие подкормки сахарным сиропом с добавлением перги и пробиотика Апиник (рисунок 5). Результат восковой продуктивности во 2-й группе, получавшей пыльцу нетрансгенной кукурузы, превышал показатель контрольной группы на 21,6%. Показатель восковой продуктивности в 3-й группе, получавшей подкормку с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, был выше результата контрольной группы на 8,1% (рисунок 5). На основании полученных данных, можно сделать вывод, что белок трансгенной Bt-кукурузы оказывает положительное влияние на восковую продуктивность пчелиных семей. Рисунок 5 Восковая продуктивность пчелиных семей Стимулирующие подкормки по-разному влияют на летно-опылительную деятельность рабочих пчел (рисунок 6). У пчел 3-й группы, получавших подкормку сахарным сиропом с добавлением белка Bt-кукурузы, средний показа18 тель летной активности рабочих пчел во время поддерживающего медосбора превысил результат контрольной группы на 4%, а по время главного медосбора произошло увеличение изучаемого показателя по сравнению с поддерживающим на 71,3%. В 4-й группе, получавшей в составе подкормки пергу, разница между показателем летной активности при главном и поддерживающим медосборе составила 61,4%, а в 5-й группе аналогичная разница составляла 58,6%. Таким образом, максимальная динамика летной активности рабочих пчел была зафиксирована в группе, получавшей стимулирующую подкормку сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы. Рисунок 6 Летная активность рабочих пчел на поддерживающем и главном медосборе Представленные данные свидетельствуют о том, что рабочие пчелы, получавшие стимулирующую подкормку с добавлением белка трансгенной Btкукурузы, были способны к интенсивной полевой работе и приносу нектара в гнездо, как при поддерживающем, так и главном медосборе. Уровень произведенной пчелосемьями опытной группы медовой и восковой продукции, превышал показатель контроля на 6% и 8% соответственно. Максимальные показатели нагрузки медового зобика, медовой и восковой продуктивности, летной активности на поддерживающем и главном медосборе были зафиксированы в 4-й и 5-й группах, получавших стимулирующие подкормки с добавлением традиционного белкового компонента – перги и пробиотика Апиник соответственно. 3.6 Экономическая эффективность производства продуктов 19 пчеловодства Максимальную продуктивность, выраженную в медовых единицах (МЕ), показали пчелиные семьи 4-й группы, превысив аналогичный показатель контрольной группы на 22%. Общая продуктивность пчелиных семей 3-й группы, получавшей подкормку с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, превысила показатель контрольной группы на 9%, и составила 35,01 МЕ. Анализ экономических результатов показал, что при одинаковых затратах на содержание пчелиной семьи, прибыль от реализации продукции и уровень рентабельности производства различны (таблица 3). Минимальные экономические показатели были получены в контрольной группе, получавшей подкормку сахарным сиропом. Таблица 3 Расчет экономической эффективности использования подкормок (в расчете на одну пчелиную семью) Группы семей Затраты на одну пчелосемью, руб. Получено Выручка за товарной товарную продукции, продукцию, МЕ руб. Прибыль от реализации, руб. Уровень рентабельности, % Сахарный сироп (СС) - контроль 8084 32,09 10525 2441 30,2 СС + пыльца нетрансгенной кукурузы 8107 35,81 11745 3638 44,8 СС + белок Btкукурузы 8224 35,01 11483 3259 39,6 СС + перга 8224 39,08 12818 4594 55,8 СС + Апиник 8444 37,55 12316 3872 45,8 Уровень рентабельности производства меда, воска, пыльцы и прополиса в данной группе составила 30,2%. Максимальный уровень рентабельности производства продуктов пчеловодства был в 4-й группе (55,8%) и 5-й группе (45,8%), получавших стимулирующие подкормки сахарным сиропом с добавлением перги и пробиотика Апиник, соответственно. В 3-й группе, получавшей стимулирующую подкормку с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, рентабельность производства продуктов пчеловодства составила 39,6%, превысив на 9,4% аналогичный показатель контрольной группы. Во 2-й группе, получав20 шей подкормку с добавлением пыльцы нетрансгенной кукурузы, уровень рентабельности производства составил 44,8%. Проведенный экономический анализ подтверждает результаты исследования хозяйственно-полезных признаков пчелиных семей. Стимулирующие подкормки с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, а также традиционных белковых компонентов и пробиотика Апиник увеличивают экономическую эффективность производства и способствуют успешному использованию их на практике. ВЫВОДЫ 1. Максимальная продолжительность жизни рабочих пчел в садках была зафиксирована при получении подкормок с добавлением перги и пробиотика Апиник и составила 15,6 и 15 суток соответственно. Продолжительность жизни пчел при подкормке с добавлением белка Bt-кукурузы была на уровне 14,1 суток, превысив соответствующий показатель контрольной группы на 34,2% . 2. Применение стимулирующей подкормки с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы оказало положительное влияние на яйценоскость пчелиных маток, среднесуточный показатель которой на конец опыта превысил результат контрольной группы на 16,7%. Количество печатного расплода за опытный период с 15 мая по 9 июня увеличилось на 59%, степень развития глоточных желез - на 21%. Содержание личиночного корма за время опыта возросло на 39,3%, превысив контрольное значение в 16 раз. 3. Стимулирующие подкормки оказывают влияние на увеличение нагрузки медового зобика, летной активности, медовой и восковой продуктивности. Наиболее высокие результаты показали семьи пчел, получавшие подкормки с добавлением перги и пробиотика Апиник. У пчелиных семей, получавших стимулирующую подкормку с добавлением белка Bt-кукурузы, на главном медосборе регистрировалось увеличение нагрузки медового зобика– на 4,3%, летной активности – на 1,84%, медовой продуктивности – на 6%, восковой продуктивности – на 8,1% по сравнению с контрольной группой. 21 4. Скармливание пчелиным семьям стимулирующих подкормок сахарным сиропом с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, перги, пыльцы нетрансгенной кукурузы, также пробиотика Апиник способствовало улучшению морфометрических параметров пчел, которые соответствовали показателям стандарта карпатской породы. 5. Использование белка трансгенной Bt-кукурузы в составе стимулирующей подкормки, а также традиционных подкормок, в том числе с пробиотиком Апиник оказало положительное воздействие на показатели белкового, липидного и углеводного обмена в организме рабочих пчел. У пчел, получавших подкормку с добавлением белка трансгенной кукурузы, уровень азота повысился на 19%, жира – на 30%, гликогена – на 12,8% по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы. 6. В постнатальном онтогенезе максимальный уровень сукцинатдегидрогеназы (СДГ) регистрировался у 24-дневных рабочих пчел, получавших подкормку с добавлением пыльцы нетрансгенной кукурузы (29,4 усл. ед.) и перги (29,2 усл. ед.). Содержание СДГ при скармливании пчелам сахарного сиропа с добавлением белка трансгенной Bt-кукурузы, превысило контрольное значение на 8,2% и составило 28,8 усл. ед. 7. Добавление в сахарный сироп традиционных белковых компонентов, белка трансгенной Bt-кукурузы, пробиотика Апиник оказало положительное влияние на функциональную активность мышечной ткани. При скармливании пчелам подкормки с трансгенным белком Bt-кукурузы, содержание АТФ-азы миозина в летательной мускулатуре 24-дневных пчел превысило показатель контрольной группы на 9,5%, а уровень митохондриальной АТФ-азы возрос на 6,4%. Данные ферменты участвуют в превращении химической энергии в механическую работу, происходящую в мышцах во время полета пчел и повышение их уровня способствовало увеличению летной активности и повышению опылительной деятельности. 8. Уровень рентабельности производства продуктов пчеловодства (меда, воска, пыльцы, прополиса) при стимулирующей подкормке с трансгенным бел22 ком Bt-кукурузы составил 39,6%, что указывает на возможность успешного использования данного компонента. Максимальный уровень рентабельности регистрировался в группах, получавших подкормки с добавлением перги и пробиотика Апиник, составив 55,8 % и 45,8%, соответственно. Практические предложения 1. Белок трансгенной Bt-кукурузы сорта Mon810 не оказывает отрицательного влияния на хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей, безвреден для организма пчелы, поэтому рекомендуем использовать его в составе стимулирующей подкормки сахарным сиропом (10 мл белка на 1 л сиропа). 2. Для восполнения дефицита белка с целью стимуляции физиологических процессов организма рабочих пчел в онтогенезе, повышения темпов роста и развития пчелиных семей в весенний период, рекомендуем использовать широкий спектр биологически активных веществ, а именно стимулирующие подкормки сахарным сиропом в комплексе с пергой (10 г на 1 л сиропа) и пробиотиком Апиник (10 мг на 1 л сиропа). Список опубликованных работ по теме диссертации: 1. Курамшина И.Э. К проблеме экологической безопасности пищевой продукции пчеловодства/ Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Маннапова Р.Т.// Бюллетень Московского общества испытателей природы МОИП. – М.: 2009, ч.2. – С. 64-65. 2. Курамшина И.Э. Основные подходы к оценке экологической безопасности и рисков генетически модифицированных растений/ Курамшина И.Э., Маннапов А.Г.// Актуальные проблемы БЖД и экологии: Сб. Научных трудов. – Уфа: 2010. – С. 28-31. 3. Курамшина И.Э. Потенциальная опасность и пути снижения риска применения трансгенных культур и ГМ пищи/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г.// Безопасность жизнедеятельности: Проблемы и пути их решения в АПК: Сб. научных трудов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Уфа: 2010. – С. 182-185. 4. Курамшина И.Э. Влияние стимулирующих подкормок с трансгенным белком на воспроизводительные качества пчелиных маток и воспитание печатного расплода пчелиных семей/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г.// Безопасность жизнедеятельности: Проблемы и пути их решения в АПК: Сб. научных трудов 23 всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Уфа: 2010. – С.171-173. 5. Курамшина И.Э. Использование различных стимулирующих подкормок в пчеловодстве при выводе маток/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Маннапов У.А., В. В. Косарева// Безопасность жизнедеятельности: Проблемы и пути их решения в АПК: Сб. научных трудов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Уфа: 2010. – С. 192-197. 6. Курамшина И.Э. Биохимические показатели пчел и репродуктивные свойства маток при использовании стимулирующих препаратов/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Кропивянский М.В., Маннапов У.А.// Оценка состояния и резерва повышения эффективности производства продукции садоводства и пчеловодства: Сб. научных трудов Юбилейной конференции (посвященный 75летию образования Новосибирской ЗПЯОС им. И.В. Мичурина, г. Бердск, 23 апреля 2010г.). – Новосибирск: 2010. – С. 204-208. 7. Курамшина И.Э. Стимулирующие подкормки в пчеловодстве при выводе маток/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Косарева В.В., Маннапов У.А.// Оценка состояния и резерва повышения эффективности производства продукции садоводства и пчеловодства: Сб. научных трудов Юбилейной конференции (посвященный 75-летию образования Новосибирской ЗПЯОС им. И.В. Мичурина, г. Бердск, 23 апреля 2010г.). – Новосибирск:2010. – С.200-204. 8. Курамшина И.Э. Возможности дрессировки пчел в нектарных угодьях Ярославской области/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Камозин А.А., Маннапов У.А.// Оценка состояния и резерва повышения эффективности производства продукции садоводства и пчеловодства: Сб. научных трудов Юбилейной конференции (посвященный 75-летию образования Новосибирской ЗПЯОС им. И.В. Мичурина, г. Бердск, 23 апреля 2010г.). – Новосибирск:2010. – С.195-200. 9. Курамшина И.Э. Биохимические показатели в организме пчел северных регионов России/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Маннапов У.А.// Ученые записки: Материалы Международной научно-практической конференции «Кадровое и научное обеспечение инновационного развития отрасли животноводства. – Казань:2010. – С. 135-140. 10. Курамшина И.Э. Дрессировка как фактор повышения работоспособности пчелиных семей/Курамшина И.Э., Маннапов А.Г., Маннапов У.А.// Ученые записки:Материалы Международной научнопрактической конференции «Кадровое и научное обеспечение 24 инновационного развития отрасли животноводства. – Казань:2010. – С. 110-114. 11. Бармина И.Э. Влияние стимулирующих подкормок с добавлением комплексных аминокислотных и пробиотических препаратов на рост и развитие пчелиных семей/Бармина И.Э.// Материалы Научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева – Москва: 2011. – С. 53-55 12. Бармина И.Э. Стимулирующие подкормки для пчелиных семей с добавлением комплексных аминокислотных и пробиотических препаратов/Бармина И.Э., Маннапов А.Г., Карпова Г.В.// Вестник Оренбургского государственного аграрного университета № 12 (131)/декабрь 2011. – Оренбург:2011. – С. 376-377. 25
