Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное
На правах рукописи
МИШУКОВСКАЯ ГАЛИНА СЕРГЕЕВНА
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРОВ ДЛЯ РЕГУЛЯЦИИ ПРОЦЕССОВ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМА ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ (APIS MELLIFERA L.) В ОНТОГЕНЕЗЕ
03.00.13 - физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Москва - 2008
Работа выполнена в Башкирском государственном аграрном университете.
Научный консультант: | доктор биологических наук, профессор Маннапов Альфир Габдуллович |
Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор Панов Валерий Петрович доктор биологических наук, профессор Масленникова Валерия Ивановна доктор биологических наук, профессор Хомутов Александр Евгеньевич |
Ведущая организация | ГНУ НИИ пчеловодства Российской академии сельскохозяйственных наук |
Защита состоится л 2008 г. в л часов на заседании диссертационного совета Д.220.043.09 при ФГОУ ВПО Российского государственного аграрного университета - МСХА им. К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, И-550, ул. Тимирязевская, 49, тел.(факс): (495) 976-24-92
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО
Российский государственный аграрный университет - МСХА
им. К.А. Тимирязева
Автореферат разослан л 2008 г. и размещен на сайте ВАК www.vak.ed.gov.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета А.А.Ксенофонтова
- Общая характеристика работы
Актуальность темы. Онтогенез насекомых - одно из наиболее сложных и в то же время малоизученных явлений в современной биологии развития. Особый интерес исследователей вызывает индивидуальное развитие пчелы медоносной, в семьях которой особи, обладая одинаковым геномом, не только затрачивают различное время на эмбриональное развитие, но и обладают запрограммировано различной продолжительностью жизни.
Существует общий план развития функциональной активности систем организма в онтогенезе: рост количественных показателей с последующей стабилизацией либо снижением до дефинитивного уровня. Этот план генетически детерминирован, но его реализация осуществляется под контролем целого ряда биотических и абиотических факторов среды. Одним из наиболее значимых негативных факторов, вносящих свои коррективы в процессы развития пчелы медоносной, является варроатозная инвазия. Питаясь гемолимфой, varroa destructor наносит ощутимый урон организму пчел, снижая уровень белка почти на 20% (Смирнов А.М., 1988) и резко сокращая продолжительности жизни пчел. Большой вред паразит наносит расплоду пчел, т.к. на этой стадии процессы роста и развития идут наиболее интенсивно, а во время метаморфоза происходит закладка и формирование органов и тканей имаго. В этот период особое значение имеет интенсивное и сбалансированное питание. Паразитирование же клеща на пчелах отрицательно сказывается на их физиологическом состоянии, а следовательно, и на качестве и количестве вырабатываемого корма. Достаточно много исследований в нашей стране и за рубежом посвящено проблемам оздоровления пасек от варроатоза (Смирнов А.М., 1977; Таций В.М., 1982; Мельник В.Н., 1983; Гробов О.Ф., 1987; Шатрова Т.С., 1990 др.). В то же время мало внимания уделяется проблемам онтогенеза пчел в норме и в условиях варроатозной инвазии и поиску методов коррекции отрицательного влияния этого фактора на становление и функционирование основных систем организма.
Одним из первостепенных факторов, влияющих на рост и развитие организма пчел, является полноценное кормление (Таранов Г.Ф., 1986; 1987; Лебедев В.И., 1993; Билаш Г.Д., с соавт., 1999, 2003). Содержание в кормах тех или иных жизненно важных компонентов ниже физиологических потребностей организма оказывает негативное влияние на обмен веществ в тканях и органах и замедляет процессы терминальной дифференцировки, особенно в условиях варроатозной инвазии. Прежде всего, это касается белкового компонента корма. Аминокислоты, поступающие в организм при распаде белков, являются необходимым фондом для биосинтеза собственных белков, гормонов, коферментов, витаминов и других соединений. Известно, что белковое голодание замедляет процессы роста, снижает физиологическую реактивность на разных этапах онтогенеза, не позволяет растущему организму в полной мере реализовать генетическую программу развития. В настоящее время все более пристальное внимание физиологов привлекают к себе вопросы функциональной дифференциации медоносных пчел. Исследования в этой области имеют колоссальное значение, как для теории пчеловодства, так и для практического пчеловождения. Рабочие особи медоносной пчелы имеют одинаковое строение тела, но общественный образ жизни выработал у них разделение функций и сложные акты поведения и взаимоотношений в семье - полиэтизм (Лебедева В.П., Лебедев В.И., 2000). Тесные отношения обитательниц улья обусловлены многосторонними закономерными нервно-физиологическими и гуморальными реакциями, позволяющими четко дифференцировать выполнение необходимых работ. Однако взгляды различных ученых о приоритетных факторах, влияющих на характер деятельности отдельных пчел в онтогенезе имагинальной фазы имеют противоречивый характер (Г.А.Реш, 1925; Л.И.Перепелова, 1928, 1955; К.Р.Риббандс, 1952; К.П.Истомина-Цветкова, 1963; С.Ф.Сакагами, 1963, С.Д.Миченер, 1974).
Одним из факторов, оказывающих несомненное влияние на характер деятельности рабочих пчел, является степень зрелости летательной мускулатуры, обеспечивающей чрезвычайно активную летную деятельность пчел-сборщиц. В современной литературе накоплен достаточный материал о структурных и физиологических особенностях мышц насекомых (Pringle, 1957; Smith, 1983; Мандельштам, 1983; Свидерский, 1987; J.Fernandes, 1991; Reedy, 1993). Однако практически нет данных об исследовании ультраструктуры летательной мускулатуры пчелы медоносной, особенно о формировании механизма сокращения, становлении и развитии контрактильного и энергетического компонентов мышц в постэмбриональном онтогенезе. Недостаточны сведения и о гистохимической реактивности организма пчел на разных стадиях постэмбрионального онтогенеза. Знание закономерностей изменения соотношения структурных компонентов изолированного мышечного волокна в период выхода из ячейки, при смене функций рабочих пчел, связанных с внутриульевыми работами и летной деятельностью, является важным в связи с возможностью их коррекции при отклонении от физиологической нормы биологически активными препаратами. Поэтому системный подход к изучению процессов роста через биохимический, физиологический статус структурно-функциональных единиц мышечных волокон приобретает не только теоретическое, но и прикладное значение.
До настоящего времени не исследована возможность повышения летной активности пчел в естественных условиях и в защищенном грунте применением стимулирующих препаратов нового поколения. В условиях неблагоприятного микроклимата теплиц продолжительность жизни рабочих пчел сокращается в среднем до 21 дня, пчелиные семьи слабеют, а в отдельных случаях погибают (Еремия Н.Г., 1982; Зарецкий Н.Н,, 1990; Король В.Г., 2003; Циколенко С.П., 2005). Использование корригирующих подкормок в защищенном грунте способствует уменьшению этих негативных явлений.
Изучение вопросов оптимизации обменных процессов в организме пчел, находящихся в естественных условиях и защищенном грунте; исследование факторов, регулирующих физиологический статус, становление и развитие в онтогенезе систем органов на клеточном, тканевом и органном уровнях у пчелы медоносной в норме и в условиях варроатозной инвазии составили теоретическую и практическую основу наших исследований.
Целью настоящей работы явилось изучение морфофункциональных, ультраструктурных показателей организма пчелы медоносной в онтогенезе в норме и при коррекции стимулирующими препаратами в условиях варроатозной инвазии.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
- Установить влияние нового поколения корригирующих подкормок в садковых опытах на продолжительность жизни рабочих пчел.
- Определить воспроизводительные показатели и функциональную активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте при варроатозной инвазии и при различных методах коррекции.
- Изучить влияние корригирующих подкормок на белковый, углеводный и липидный обмен рабочих пчел в естественных условиях и в защищенном грунте.
- Выяснить влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник и их композиционных форм на интерьерные показатели организма пчел, пораженных клещом varroa destructor в онтогенезе.
- Установить влияние препаратов оксиметилурацил, микровитам, пробиотика апиник на биохимические показатели трутней и трутневого расплода.
- Изучить становление морфофункциональных показателей летательной мускулатуры медоносных пчел в постэмбриональном онтогенезе.
- Изучить влияние корригирующих подкормок на гистохимические показатели и аминокислотный состав летательной мускулатуры медоносных пчел в норме и при варроатозной инвазии в постэмбриональном онтогенезе.
- Определить возможность коррекции морфометрических экстерьерных показателей медоносных пчел при варроатозной инвазии.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые изучены особенности становления морфофункциональных, ультраструктурных показателей организма пчелы медоносной в постэмбриональном онтогенезе в норме и при коррекции стимулирующими препаратами на фоне варроатозной инвазии.
Определены воспроизводительные показатели и функциональная активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте при варроатозной инвазии и при различных методах коррекции.
Морфометрическими, гистохимическими методами впервые получены данные, характеризующие особенности роста и формирования локомоторного аппарата у рабочих пчел и трутней. В целях ускорения созревания и становления структурных компонентов локомоторного аппарата и усиления морфофизиологического, биохимического статуса организма пчел рекомендованы к использованию отечественные препараты нового поколения: оксиметилурацил, амикислотно-минерально-витаминный препарат микровитам, сыворотка гидролизованная, обогащенная лактатами, пробиотик апиник и их композиционные формы.
Теоретическая и практическая значимость работы. Исследованные морфофункциональные показатели организма пчел дополняют имеющиеся сведения о возрастной физиологии пчелы медоносной, расширяют представления о биохимическом гомеостазе в постэмбриональном онтогенезе, аминокислотном составе, белковом обмене в процессах роста организма в норме и в условиях варроатозной инвазии, в зависимости от функциональной специализации ульевых и летных рабочих пчел, о структурно-метаболических аспектах формирования и организации локомоторного аппарата, которые служат биологической основой для разработки оптимальных методов коррекции роста, развития рабочих пчел и трутней в различные периоды онтогенеза и медособирательной деятельности семей пчел.
В практическом отношении доказана эффективность применения отечественных биостимуляторов: производного пиримидинового ряда - оксиметилурацила, комплексного аминокислотно-витаминно-микроэлементного препарата Микровитам, пробиотика Апиник, сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами для коррекции процессов весеннего роста, развития и восстановления потенциальной медособирательной и опылительной деятельности семей пчел.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
1.Воспроизводительные показатели и функциональная активность пчел различных генераций в естественных условиях и в защищенном грунте в норме и при варроатозной инвазии и различных методах их коррекции.
2. Продолжительность жизни в садковых опытах, возрастные особенности белкового, углеводного и липидного обмена в организме рабочих пчел в естественных условиях и в защищенном грунте.
3. Интерьерные показатели организма пчел, пораженных клещом varroa destructor в постэмбриональном онтогенезе и при восполнении дефицита белка под влиянием стимулирующих подкормок.
4. Аминокислотный обмен трутневого расплода при коррекции стимулирующими препаратами нового поколения.
5. Показатели состояния процессов пролиферации, дифференциации и становления морфофункциональных показателей летательной мускулатуры медоносных пчел в постэмбриональном онтогенезе.
6. Гистохимические показатели и аминокислотный состав летательной мускулатуры медоносных пчел при варроатозной инвазии в постэмбриональном онтогенезе и под влиянием корригирующих подкормок.
7. Морфометрические, экстерьерные показатели медоносных пчел при варроатозной инвазии.
Апробация результатов работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (1999-2006 гг.), Международных научно-практических конференциях-выставках Интермед (2002-2005 гг., г. Москва), научной конференции Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии, гистогенез и регенерация тканей (2004, г. Санкт-Петербург), Всероссийской научно-практической конференции в рамках Международной специализированной выставки АгроКомплекс-2005, Международной научно-практической конференции Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО (2003, г. Уфа), Международной научно-практической конференции Новые достижения в повышении продуктивности пчелосемей, профилактика и лечение болезней пчел (2002, г.Троицк), Международной научно-практической конференции Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России (2002, г. Уфа), Международной научно-практической конференции посвященной 90-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РФ и РБ, профессора Аюпова Х.В. (Уфа, 2004).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 65 работ, в том числе 1 монография и 7 работ в центральной печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, семи глав результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и практических предложений. Список литературы включает 550 работ, в том числе 155 иностранных. Диссертация написана на 287 страницах, иллюстрирована 55 таблицами, 59 графиками - гистограммами, электроннограммами, микрофотографиями.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа выполнялась с 1999 по 2006 г.г. в условиях пасек хозяйств Республики Башкортостан, ОАО Родник г. Челябинск, учебной пасеки и лаборатории кафедры пчеловодства и зоологии Башкирского государственного аграрного университета. Общая схема научных исследований представлена на рисунке 1.
В соответствии с целью исследований было сформировано 7 групп семей аналогов, по 10 в каждой. В 1-ю контрольную группу объединили условно здоровые семьи пчел, заклещеванность которых не превышала 2%. 2 -7 группы включали семьи, пораженные варроатозом, процент заклещеванности которых находился на уровне 10-12%. Все семьи перед уходом в зимовку обработаны противоварроатозным препаратом Апифит.
В качестве стимулирующей подкормки после выхода с зимовки семьям 1 и 2 групп давали сахарный сироп (1:1) небольшими порциями по 300 мл, 7-кратно через каждые 2 дня. Эти группы служили контролем. 3, 4, 5, 6 и 7 группы были опытными. Стимулирующую подкормку их проводили в те же сроки, что и в контрольных группах, с той же кратностью, сахарным сиропом, но с добавлением различных препаратов. Семьи пчел 3 группы подкармливали сахарным сиропом, приготовленным на активированной воде, с добавлением 50 мг оксиметилурацила на 1 литр., 4-й группы - с добавлением пробиотического препарата Апиник согласно инструкции, 5 группы - комплексного аминокислотно-витаминного микроэлементного препарата Микровитам, 6 группы - с композиционной формой стимулирующих препаратов Микровитам + оксиметилурацил, 7 группы - сахарным сиропом с композиционной формой стимулирующих добавок препаратов Апиник + Микровитамм.
Для определения влияния корригирующих подкормок на физиологическое состояние и продолжительность жизни пчел в условиях закрытого грунта было сформировано 7 групп семей пчел по принципу пар-аналогов по 10 в каждой. В 1-ю контрольную группу объединили условно здоровые семьи пчел, заклещеванность которых не превышала 2%. 2 -7 группы включали семьи, пораженные варроатозом, после проведенного лечения. В качестве лечебного средства использовали апифит. В качестве стимулирующей подкормки контрольным семьям 1 и 2 групп давали сахарный сироп (1:1) небольшими порциями по 300 мл, через каждые 2 дня, 7 раз. 3, 4, 5, 6 и 7 группы были опытными. Стимулирующую подкормку их проводили в те же сроки, что и в контрольных группах, но разными препаратами. 3-ю группу подкармливали сахарным сиропом с добавлением пробиотика апиник, 4-ю - препарата микровитам, 5-ю подкармливали сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами (СГОЛ), 6-ю - препаратами СГОЛ + апиник, 7-ю - СГОЛ + микровитам.
Исследование влияния корригирующих подкормок на продолжительность жизни пчел проводили в садковых опытах.
Для определения яйценоскости маток учитывали количество печатного расплода рамкой-сеткой 5 х 5 см. Летную активность пчел определяли при помощи видеокамеры.
Для получения одновозрастных пчел проводили инкубацию зрелого расплода в термостате марки ТС-80 при +35 С и влажности 75-85. По 1000 однодневных пчел метили и возвращали в ульи по группам. Определение физиологического состояния меченых пчел в контрольных и опытных группах, проводили на первые, 7-ые, 12-ые, 19-ые, 24-ые сутки. Каждую пробу пчел делили на три части для получения экстракта с целью определения биохимических показателей и приготовления анатомических препаратов.
Количество общего азота в теле пчел определяли по методу Къельдаля. Биохимические исследования содержания в организме пчел РНК проводили по Спирину в модификации Раецкой, гликогена - по Бертрану.
Определение активности каталазы ректальных желез у пчел проводили по методике Жеребкина М.В., (1979). Физиологическое состояние жирового тела оценивали по методике Маурицио А. (1954).
С целью изучения особенностей структурной организации мышечных волокон в онтогенезе, полутонкие и ультратонкие срезы контрастировали
Рисунок 1 А. Схема исследований
Рисунок 1 Б
- РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Влияние нового поколения корригирующих подкормок на продолжительность жизни медоносных пчел (садковые опыты)
Анализ динамики гибели рабочих пчел в садковых опытах показал, что при подкормке сахарным сиропом семей с высокой степенью заклещеванности (2-я группа) половина пчел, взятых в эксперимент (49,0%), погибает уже на 7 сутки опыта, а 100% - на 17 сутки. В 1-й группе отход пчел начался позже и продолжался до 24 суток. Подкормка пчел сахарным сиропом в комплексе с апиником или с микровитамом, а также использование их композиционных форм: микровитам с оксиметилурацилом и микровитам с апиником, способствовали их лучшей сохранности. В 3-й группе этот показатель находился на уровне здоровых пчел 1-й группы, в 4-6 группах превышал его. Максимальный показатель продолжительности жизни рабочих пчел в садках - 33 суток - регистрировался в 7 группе.
3.2 Воспроизводительные показатели и функциональная активность
потомства семей пчел в естественных условиях и защищенном
грунте при варроатозной инвазии и при различных методах коррекции
Количество печатного расплода в начальный период исследований в семьях пчел варьировало в пределах от 70,9 до 86,7 квадратов. Максимальное количество отмечено в первой группе, в остальных различия между группами были в пределах ошибки. Значение этого показателя, регистрируемое через каждые 12 дней, в семьях пчел контрольных и опытных групп увеличивалось до 22 мая. Затем к 16 июня процесс замедляется. Различия по группам в показателях воспитания расплода стали более заметными за десять дней до наступления главного медосбора. Достоверное превышение показателя по сравнению со 2-й группой на 28 июня зарегистрировано во всех опытных и в 1-й контрольной группах. Максимальное количество печатного расплода (218,5 и 221,6 кв. соответственно) установлено в 6 и 7 группах, где оно превысило показатель 2-й группы соответственно на 41 и 44 квадрата (Р0,99). В опытных группах наблюдали динамичное повышение уровня яйценоскости маток в течение всего срока наблюдения. 16 апреля максимальный показатель яйценоскости - 925 шт./сут. оставался в 1-й группе. 10 мая в семьях 3- 7-й групп он превысил показатели контрольных групп. Максимальная яйценоскость зарегистрирована 16 июня. На эту дату в 3-й группе она была выше, чем во 2-й на 8,5%; в 4-й - на 16%; в 5-й - на 15,5%; в 6-й - на 17,5%; в 7-й - на 18,7%. В 1-й группе, получавшей в
Рисунок 2. Динамика печатного расплода в семьях пчел по вариантам опыта, в квадратах
Рисунок 3. Динамика изменения массы однодневных пчел, мг
качестве подкормки только сахарный сироп, начиная с 10 мая, наблюдали все возрастающее отставание в яйценоскости маток, по сравнению с опытными группами.
Изучаемые препараты оказывали влияние не только на яйценоскость матки, но и на качество потомства. Во всех группах наблюдали постепенное нарастание массы однодневных рабочих пчел и трутней. Более активное нарастание массы отмечено в 6-й и 7 опытных группах. Здесь эти показатели выше контрольных значений 2 группы 19 мая - на 12,6-15,2 мг (Р0,99). К этому сроку в опытных группах масса однодневных пчел достигает стандарта породы. Те же тенденции прослеживаются и при изучении массы однодневных трутней. В 4-7 группах наблюдается повышение их массы во все сроки наблюдений как в сравнении со второй, так и с 1-й группой. Максимальные различия между 7 и 2 группами 24 июня составили 49,9 мг (Р0,999).
3.3 Влияние корригирующих подкормок на морфофункциональные показатели организма медоносных пчел в онтогенезе
Для изучения белкового, липидного и углеводного обмена и возможной коррекции этих показателей стимулирующими подкормками провели биохимические исследования. Анализ полученных данных показывает, что основные биохимические показатели организма пчел, только вышедших из ячейки, находились на самом низком уровне.
Содержание азота в теле рабочих пчел 1 контрольной группы, отнесенных к категории здоровых, к 7- суточному возрасту с началом функционирования глоточных желез увеличилось в 1,16 раза (на 3,8 мг). Затем вновь наблюдалось его снижение до 19 суточного возраста. Незначительный рост вновь наблюдали на 24-е сутки развития. Максимальный уровень жира - 7,17; 7,94 мг - регистрируется у пчел 12 и 19 сут. возраста. В возрасте 24 суток уровень жира достоверно снижается. В этой возрастной группе установлен максимальный уровень гликогена в теле рабочих пчел 1-й группы - 6,19 мг - в 1,5 раза (на 2,1 мг) выше, по сравнению с уровнем суточных особей. У рабочих пчел 2 контрольной группы, пораженных варроатозом, даже после проведенного лечения при использовании для подкормки сахарного сиропа во всех возрастных группах основные биохимические показатели были ниже, чем в 1-й группе. Достоверное повышение по сравнению с пчелами 2-й группы отмечено по азоту и гликогену - в 4-7 Цгруппах, по жиру - во всех опытных группах. Максимальные показатели азота регистрируются у пчел 5-й и 7-й групп; жира - в 4-й и 7-й; гликогена - 6-й и 7-й группах. В этих же группах уровень азота у 7- суточных пчел был выше, по сравнению с 1-й группой, получавшей только сахарный сироп на 4,1 и 6,7 % соответственно. По сравнению с 1-й группой более высокое содержание жира наблюдалось только в 4-й и 7-й группах, в 5-й и 6-й различия с 1-й недостоверны; по концентрации гликогена 4 и 5 группы достигли уровня здоровых пчел, 6 и 7 - превысили его на 24 сутки соответственно на 3,5 и 9,1 %.
Подобные тенденции выявлены и при анализе биохимических показателей в организме пчел 2 генерации. Минимальные значения также регистрировались у рабочих пчел 2-й группы. Общий уровень азота в этом поколении был несколько выше. Семьи пчел, получавшие в качестве подкормки после выхода с зимовки аминокислотный препарат в комплексе с витаминами и микроэлементами, сохраняли свои преимущества по этому показателю. Наиболее высокие данные получены у пчел 7-й группы во все возрастные периоды. У пчел 3-й генерации регистрировались самые высокие показатели белкового, липидного и углеводного обмена в организме. Пчелы опытных групп и в этом поколении опережали своих сверстниц по изучаемым показателям.
Исследования показателей обмена веществ пчел мы провели также в условиях теплиц, микроклимат которых неблагоприятен для пчелиной семьи. Для поддержания жизнеспособности и активизации летной деятельности пчел в условиях теплиц в наших исследованиях применялись следующие препараты: сахарный сироп, апиник, микровитам, СГОЛ и СГОЛ в сочетании с апиником и микровитамом. В опыт брали суточных пчел разных поколений с интервалом 21 день. Максимальный уровень азота и жира в организме регистрировался в семьях, получавших в качестве подкормки сыворотку гидролизованную, обогащенную лактатами (5 группа), а также СГОЛ в сочетании с препаратом микровитам (7 группа). Здесь эти показатели превышали аналогичные в других группах, причем достоверное превышение отмечали в срав нении с 1-й, 2-й и 3-й группами. Во втором поколении в 1-й, 2-й и 3-й группах отмечали незначительное снижение концентрации азота в организме пчел. Достоверный рост показателя отмечен в 4-й, 6-й и 7-й группах. Максимальный уровень гликогена сразу после выставки также регистрировали у пчел 1-й контрольный группы. В семьях, пораженных варроатозом, он был ниже в среднем в 1,19 раза.
В последующих поколениях достоверное повышение концентрации гликогена в организме пчел в течение всего опыта наблюдали в семьях 3-7 групп. В 4-7 группах он достоверно превышал также показатель 1 контрольной группы (Р0,99).
Таблица 1 Динамика биохимических показателей в организме пчел 1 генерации
Группы | Биохим. показатель | Возраст пчел, сут. | ||||
1 | 7 | 12 | 19 | 24 | ||
1 | Азот, мг | 23,020,23 | 26,820,64 | 25,160,26 | 24,040,35 | 24,380,38 |
Жир, мг | 6,270,17 | 6,260,14 | 7,170,22 | 7,940,20 | 6,810,22 | |
Гликоген, мг | 4,180,16 | 4,110,17 | 4,450,14 | 5,070,11 | 6,190,17 | |
2 | Азот, мг | 21,120,35 | 24,160,32 | 22,440,37 | 22,830,34 | 23,010,23 |
Жир, мг | 4,210,15 | 5,240,18 | 5,950,19 | 6,510,22 | 5,670,17 | |
Гликоген, мг | 3,860,17 | 3,810,16 | 4,120,16 | 4,440,13 | 5,170,14 | |
3 | Азот, мг | 23,730,38a | 25,730,46a | 24,290,48b | 23,110,31b | 25,150,37c |
Жир, мг | 5,850,20 c | 6,210,18 b | 7,010,17 c | 6,880,21 | 6,250,19 a | |
Гликоген, мг | 4,010,16 | 4,300,13 a | 4,810,14 b | 5,210,15 b | 6,020,18 b | |
4 | Азот, мг | 24,350,35 c | 27,480,48 c | 26,010,45 | 26,470,45 c | 26,140,42 c |
Жир, мг | 6,260,18 c | 6,870,15 c | 8,050,20 c | 8,220,22 c | 6,110,14 a | |
Гликоген,мг | 4,410,15 a | 4,600,21 b | 4,640,21 | 5,910,14 c | 6,280,17 c | |
5 | Азот, мг | 25,410,55 b | 28,960,50 c | 27,710,45 c | 26,160,35 c | 26,860,47 c |
Жир, мг | 6,170,19 c | 6,260,17 c | 6,950,20 b | 7,710,18 b | 6,40,16 b | |
Гликоген, мг | 4,400,15 a | 4,610,22 b | 5,240,17 c | 5,720,13 c | 6,170,17 c | |
6 | Азот, мг | 25,010,46 b | 28,410,41 c | 26,910,47 c | 26,100,34 c | 26,360,45 c |
Жир, мг | 6,120,12 c | 6,100,14 b | 6,980,20 b | 7,510,22 b | 6,620,18 c | |
Гликоген, мг | 4,550,15 b | 4,390,09 b | 5,200,17 c | 6,010,20 c | 6,410,15 c | |
7 | Азот, мг | 25,630,60 c | 28,890,53 c | 27,240,63 c | 27,080,60 c | 27,640,46 c |
Жир, мг | 6,700,16 c | 7,060,17 c | 7,950,15 c | 8,470,20 c | 7,460,15 c | |
Гликоген, мг | 4,620,14 b | 5,110,12 b | 5,830,15 c | 6,210,18 c | 6,810,1 c | |
Таблица 2 Динамика биохимических показателей в организме пчел
в условиях защищенного грунта
Группы | показа- тель, мг | 18.II после выставки | Сроки исследований | ||||||||||||||||
11.III | 1.IV | 22.IV | 13.V | 3.VI | 20.VI | ||||||||||||||
поколения рабочих пчел после выставки | |||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||||||||||||
1 | азот | 22,67 | 19,89 | 19,03 | 18,74 | 19,11 | 19,20 | 18,81 | |||||||||||
жир | 8,83 | 8,56 | 8,42 | 8,32 | 8,30 | 8,80 | 9,09 | ||||||||||||
гликоген | 8,63 | 7,73 | 7,91 | 7,40 | 8,17 | 8,59 | 8,47 | ||||||||||||
2 | азот | 20,89 | 18,57 | 18,61 | 18,04 | 18,10 | 18,61 | 18,14 | |||||||||||
жир | 8,49 | 8,27 | 8,11 | 8,21 | 8,33 | 8,16 | 8,07 | ||||||||||||
гликоген | 7,06 | 7,31 | 7,25 | 7,13 | 6,27 | 6,21 | 6,64 | ||||||||||||
3 | азот | 19,64 | 21,08 a | 21,63 a | 22,12 b | 20,97 a | 21,16 a | 20,47 a | |||||||||||
жир | 8,41 | 8,69 | 8,77 a | 8,91 a | 8,73 b | 9,15 c | 8,64 c | ||||||||||||
гликоген | 7,14 | 7,58 | 7,41 | 7,96 | 8,01 b | 8,13 c | 8,32 c | ||||||||||||
4 | азот | 21,71 | 21,77 b | 22,63 b | 23,81 c | 25,04 c | 25,12 c | 26,21 c | |||||||||||
жир | 8,31 | 8,97 a | 9,06 b | 9,11 a | 9,01 c | 9,25 c | 9,18 c | ||||||||||||
гликоген | 7,25 | 7,82 | 8,64 b | 8,23 b | 8,61 b | 9,14 c | 9,20 c | ||||||||||||
5 | азот | 20,20 | 22,01 b | 22,91 b | 24,18 c | 25,83 c | 26,19 c | 26,54 c | |||||||||||
жир | 8,44 | 9,03 a | 9,20 b | 9,61 c | 10,11 c | 10,27 c | 10,14 c | ||||||||||||
гликоген | 7,31 | 7,96 | 8,12 a | 8,32 a | 9,22 c | 9,41 c | 9,23 c | ||||||||||||
6 | азот | 20,17 | 21,83 b | 22,65 b | 23,96 b | 25,03 c | 26,71 c | 26,12 c | |||||||||||
жир | 8,20 | 9,12 a | 9,41 b | 9,34 b | 9,67 c | 10,17 c | 10,01 c | ||||||||||||
гликоген | 7,20 | 7,92 | 8,63 a | 8,75 b | 9,11 c | 9,65 c | 9,17 c | ||||||||||||
7 | азот | 20,57 | 22,63 b | 22,83 b | 24,01 c | 24,84 c | 26,56 c | 26,41 c | |||||||||||
жир | 8,39 | 9,01 a | 9,07 a | 9,86 b | 10,21 | 10,03 c | 10,14 c | ||||||||||||
гликоген | 7,18 | 7,59 | 7,99 | 8,36 b | 8,99 c | 9,24 c | 9,30 c | ||||||||||||
Согласно многочисленным морфологическим исследованиям, изменения в составе корма и особенно белковое голодание прежде всего сказываются на состоянии жирового тела и глоточных желез у рабочих пчёл. В нашей работе состояние этих органов мы использовали как параметры
питательной ценности используемых кормов в условиях варроатозной инвазии. В здоровых семьях (1 группа) наиболее высокого уровня развития глоточные железы (3,8 балла) и жировое тело (3,5 балла) достигают у пчел в 7-дневном возрасте. По мере старения наблюдается их постепенное редуцирование. Под влиянием варроатоза степень развития глоточных желез у 7-дневных пчел снижается на 9,8%, жирового тела - на 4,6. Корригирующие подкормки снижают отрицательное влияние клеща варроа на состояние этих органов. При этом максимальный показатель жирового тела у 7-суточных рабочих пчел, регистрируемый в 7 группе, получавшей микровитам в комплексе с апиником, был больше по сравнению с аналогичными данными 2 контрольной группы в 1,21 раза (на 0,61 балла), а по сравнению с группой здоровых пчел, не получавших стимулирующей подкормки, Ц в 1,1 раза (на 0,33 балла). В 6 и 7 группах, получавших композиционные формы микровитама, степень развития глоточных желез была также несколько выше, чем в других группах. Здесь в 7-дневном возрасте этот показатель превысил 2 контрольную группу соответственно на 0,44 и 0,51 балла. Необходимо отметить, что разница в показателях жирового тела и глоточных желез по группам у 7-дневных пчёл между 1 - 3 группами не достоверна, а между 2 и 4-7 группами высоко достоверна (Р ≥ 0,999).
Анализ динамики состояния жирового тела и глоточных желез у пчел второй и третьей генераций подтверждает закономерности, выявленные при изучении пчел 1 генерации.
возраст пчел возраст пчел
Рисунок 4. Динамика изменения состояния жирового тела (А) и глоточных желез (В) у рабочих пчел 1 генерации по вариантам опыта, в баллах
При изучении возрастной динамики гемоцитов в гемолимфе пчел в здоровых семьях отмечена максимальная их концентрация 17,26 тыс. в 1 мм3 у только что народившихся пчел. С возрастом число их постепенно снижалось до 9,3 тыс. у 24-суточных пчел. Во 2-й группе с более высоким процентом заклещеванности, получавшей в качестве подкормки только сахарный сироп, отмечено снижение концентрации гемоцитов во все возрастные периоды, что можно объяснить общим ослаблением организма пчел, идущих в зиму, по влиянием варроаозной инвазии. В опытных группах, получавших корригирующие подкормки, концентрация гемоцитов достоверно превышала этот показатель, не только во 2-й, но и в 1-й группе. Наиболее высокие результаты - 21,7 тыс. гемоцитов на 1 мм3 гемолимфы, получены при использовании микровитама, содержащего все незаменимые аминокислоты, в сочетании с апиником.
Содержание РНК в организме рабочих пчел подвержено колебаниям как в зависимости от их возраста, так и от вида применяемых стимулирующих подкормок. Максимальный уровень ее синтеза - 12,34 мг - поддерживается при подкормке аналогом пиримидина - оксиметилурацилом, а также композиционнми формами препарата микровитам с оксиметиллурацилом (13,26 мг) и пробиотиком Апиник (12,24 мг).
Рисунок 5 Динамика содержания РНК в организме рабочих пчел 1-й генерации
2.2.4 физиологическое состояние и биохимический статус трутневого
расплода, пораженного варроатозом и при разных методах коррекции
В пчелиной семье наиболее подвержен вредному влиянию клеща varroa трутневый расплод. При сравнении биохимических показателей личинок, взятых в семьях 1-й и 2-й групп, у последних содержание протеина, жира, сухого вещества оказалось ниже, чем в 1-й контрольной группе соответственно на 6,4 %, на 2,51 %, и на 12,5 %. Подкормка семей пчел оксиметилурацилом и апиником (3-4 группы) способствовала незначительному повышению уровня исследованных показателей, однако
Таблица 3. Биохимический состав трутневого расплода на фоне варроатозной инвазии
и при разных методах коррекции
| Показатели | Группы семей пчел | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
Зола | 0,720,02 | 0,610,01 | 0,680,01 | 0,730,02 | 0,730,02 | 0,710,01 | 0,770,01 |
Протеин | 14,480,27 | 12,270,21 | 12,410,29 | 13,830,18a | 14,170,24 b | 14,780,27c | 14,920,21c |
Жир | 4,560,15 | 4,090,20 | 4,090,27 | 4,140,17 | 4,00,24 | 4,110,18 | 4,190,22 |
Фосфор | 0,170,02 | 0,130,01 | 0,130,01 | 0,140,02 | 0,160,01 | 0,140,01 | 0,180,02 |
Гигр. влага | 10,60,11 | 9,250,09 | 10,10,14 | 10,80,17 | 10,90,20 | 10,30,16 | 11,10,15 |
Общая влага | 79,670,87 | 82,20,65 | 81,11,18 | 80,50,91 | 80,70,78 | 80,10,82 | 79,120,97 |
Сухое вещество | 20,330,18 | 17,80,27 | 18,90,14 | 19,50,18 b | 19,30,27 b | 19,90,12 b | 20,880,21 b |
они не достигли уровня 1 группы. В 5-й группе они почти достигли нижней границы физиологической нормы. В 6-й и 7-й группах - соответствовали ее верхней границе, превысив данные 2-й группы по содержанию протеина соответственно на 2,51 и 2,65%, по жиру - на 0,1%, по сухому веществу - на 3,08 %, гигроскопической влажности - на 1,85%, фосфору - на 0,01% . золы - 0,1 и 0,16%.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать заключение о том, что использование в качестве корригирующей подкормки композиционной формы препарата микровитам в комплексе с пробиотиком Апиник на фоне противоварроатозной терапии препаратом апифит обеспечивает баланс биохимического статуса и рождение физиологически полноценных трутней.
Результаты исследования разных вариантов корригирующих подкормок с микровитамом, и апиником на аминокислотный состав трутневого расплода показали, что суммарная концентрация аминокислот в организме пораженных личинок 2-й группы снизилась по сравнению с 1-й контрольной группой в 1,37 раза. Снижение произошло, главным образом, за счет понижения уровня аспарагиновой и глутаминовой кислот, глицина, аланина и гистидина. В тоже время во 2-й группе отмечено существенное повышение концентрации пролина и метионина. Уровень незаменимых аминокислот снизился в 1,41 раза (на 61,9 мкг/г). В опытных группах на фоне общего повышения уровня аминокислот в организме личинок, концентрация незаменимых увеличилась, по сравнению с показателем пчел 2 группы в 1,3 раза (3 группа) - 1,42 раза (5 группа). Общий показатель незаменимых аминокислот у пчел трутневого расплода 5 группы достиг контрольного значения.
Анализ биохимических показателей взрослых особей показал, что сухая масса трутней в здоровых семьях варьирует в пределах 41,7-48,6 мг. Концентрация азота составляет примерно 10% от сырой массы тела, липидов - 2,5%, гликогена - 2,5-3%. Биохимические показатели меняются с возрастом. Концентрация азота в теле трутней максимального уровня достигла на 12-й день (29,7 мг), жира - на 24-й день (8,6 мг), гликогенаЦ на 21 день (7,0 мг) и РНК - на 14 день развития (15,2 мг). Последствия варроатоза проявляются в том, что содержание азота и гликогена в теле половозрелых особей 2-й группы снизилось на 21% по сравнению с 1-й группой, жира - на 14%, РНК - на 40%. В наших опытах, комплексное использование препаратов микровитам, апиник и оксимтелиурацил привело к коррекции биохимического статуса организма трутней в условиях варроаозной инвазии, приблизив основные показатели к физиологической норме.
Таблица 4 Аминокислотный состав трутневого расплода в пчелиных
семьях, пораженных варроатозом при разных методах коррекции
Аминокислота | Группы | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
здоровые сах.сироп (контроль) | пораженные варроатозом | ||||
сах.сироп | сах.сироп + ОМУ | сах.сироп + Апиник | сах.сироп + Микро- витам | ||
Аспарагиновая кислота | 45,2 | 31,7 | 35,4 | 40,4 | 43,1 |
Треонин | 14,0 | 10,2 | 11,9 | 12,8 | 13,5 |
Серин | 13,3 | 11,8 | 12,3 | 12,7 | 13,0 |
Глутаминовая кислота | 78,0 | 47,1 | 67,2 | 72,8 | 78,8 |
Пролин | 1,5 | 5,5 | 3,1 | 2,3 | 1,8 |
Глицин | 20,7 | 8,6 | 15,0 | 16,7 | 20,6 |
Аланин | 33,7 | 16,1 | 18,4 | 23,6 | 27,2 |
Цистин | 5,9 | 5,1 | 5,4 | 5,6 | 5,8 |
Валин | 27,5 | 23,4 | 25,4 | 26,2 | 26,9 |
Метионин | 7,2 | 17,2 | 9,7 | 8,1 | 7,8 |
ейцин | 29,7 | 31,8 | 30,2 | 30,0 | 29,7 |
Изолейцин | 44,9 | 27,3 | 39,6 | 41,2 | 44,1 |
Тирозин | 18,1 | 10,6 | 13,5 | 15,9 | 16,8 |
Фенилаланин | 20,4 | 13,2 | 17,6 | 19,8 | 19,9 |
Гистидин | 31,6 | 15,4 | 25,0 | 27,3 | 30,2 |
изин | 12,3 | 18,1 | 14,2 | 15,6 | 17,2 |
Аргинин | 10,1 | 9,2 | 9,7 | 10,4 | 11,1 |
Сумма всех аминокислот, мг/г | 414,1 | 302,3 | 353,6 | 392,2 | 407,5 |
Содержание незаменимых аминокислот, % от суммы всех аминокислот | 187,6 45,3%% | 126,6
41,9% | 153,6 43,4% | 181 46% | 189,3 46,5% |
2.2.5 Морфофункциональные показатели летательной мускулатуры
медоносных пчел в онтогенезе
Полет пчел обеспечивается работой летательной мускулатуры, которая сосредоточена в тораксе, и представлена двумя группами фибриллярных мышц: продольными спинными и дорсовентральными. В ответ на один нервный импульс эти мышцы могут давать до 300 сокращений в секунду. Асинхронные мышцы характеризуется и другими функциональными особенностями - максимальная сила их сокращения на порядок меньше максимальной силы сокращений в мышцах других типов. Длина саркомера при сокращении уменьшается лишь на 2%, а не на 20%, как в обычных мышцах (Смит, 1967; Мандельштам, 1983).
В нашей работе мы исследовали ультраструктуру сократительного аппарата продольных крыловых мышц пчелы медоносной, становление и развитие отдельных его компонентов в онтогенезе, начиная со стадии куколки и до перехода пчелы к активной летной деятельности. В ходе электронномикроскопического исследования гистологических препаратов летательной мышцы у медоносной пчелы регистрируется структурная единица мышечной ткани - мышечное волокно, представляющее собой симпластическое надклеточное образование. Сократительную систему его составляют миофибриллы, организованные в саркомеры, имеются каналы Т- системы, крупные митохондрии, большое количество ядер и значительный объем саркоплазмы. Трахеолы проникают внутрь крупных волокон, саркоплазматическая сеть в мышечных волокнах практически отсутствует.
Саркомеры разделены темными Z- мембранами, к которым с двух сторон прилегают светлые изотропные диски. Анизотропный диск разделен на две половины более светлым участком - зоной Н, в центре ее заметна темная М-линия (рис.6). Именно в этой плоскости регистрируется наличие канальцев Т-системы. Четко выраженной саркоплазматической сети не удается выявить. Пространство между пучками миофиламентов занято большими митохондриями различной формы с плотно упакованными кристами и ответвлениями трахей и трахеол, доходящими до миофиламентов. Величина изотропного диска при длине саркомера в 2,8 мкм составляет 0,3 мкм. На поперечных срезах волокна образуют гексогональные решетки, сформированные толстыми и тонкими миофиламентами. В летательных мышцах пчелы медоносной нами зарегистрировано существование третьего типа тонких миофилламентов, связывающих концы миозиновых нитей с Z-дисками.
Изучение динамики морфофункциональных показателей летательной мышцы медоносной пчелы в онтогенезе показало, что площадь мышечного волокна, начиная со стадии куколки, и до 20 суточного возраста у рабочих пчел постепенно возрастает, достигнув максимального показателя - 115 мкм2 у пчел 11-20 суточного возраста.
Число мышечных волокон в мышце в постэмбриональном онтогенезе нарастает от 145 до 228 шт. Динамичное увеличение данного параметра наблюдается до 7 суточного возраста. Затем наступает относительная стабилизация числа мышечных волокон в мышце с некоторым недостоверным уменьшением (Р<0,95) их количества у 11-20 суточных рабочих пчел.
Увеличение диаметра миозиновых миофиламентов мы регистрировали у рабочих пчел 2-ой - 4-ой возрастных групп. У куколки он составил 122 , у 11-20 суточных пчел возрос до 224 , кратность увеличения составила 1,84 раза. Некоторое снижение этого показателя по сравнению с предыдущей стадией наблюдается у пчел 21-30 суточного возраста - до 221 .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Рисунок 6 Ультраструктура летательной мышцы рабочей пчелы 30 суточного возраста (продольный срез): 3 Цядро; 2 - митохондрия; 4 - трахеола; 1 - Z-мембрана, разделяющая саркомеры; 5 - М-линия.
Рисунок 7 Основные параметры мышечного волокна летательной мускулатуры пчел в онтогенезе (МВ - мышечное волокно, ММФ - миозиновые миофиламенты)
В динамике увеличения длины саркомера наблюдается поступательный рост в течение всего периода развития, начиная со стадии куколки (1,91 мкм) до 21-30 суточного возраста имаго (2,8 мкм).
Таким образом, в процессе онтогенеза в продольных крыловых мышцах пчел происходят закономерные структурные изменения, детерминирующие процессы дифференцировки мышечных волокон и образование дефинитивных мышц, обеспечивающие готовность летательной мускулатуры к нарастанию нагрузки во время медосбора.
Стереометрическое изучение содержания миофибрилл (Vv мф., %) в различные сроки развития пчел показывает, что относительная численность их в единице объема с возрастом увеличивается. Наименьшее содержание миофибрилл в волокнах крыловых мышц регистрируется у куколки с показателем равным 14 2,1% (таблица 4). С возрастом этот показатель увеличивается, достигнув максимума - 58% - к 11-20 суточному возрасту
На электронно-микроскопических фотографиях, полученных нами, видно, что в грудной продольной мышце пчел митохондрии занимают все прослойки саркоплазмы между миофибриллами. Если на стадии куколки суммарный объем митохондрий составляет 9,4%, то к 11-20 суточному возрасту он увеличивается, более, чем в 4 раза. Поверхностная плотность митохондрий с возрастом также увеличивается, достигая максимума к 11-20 суточному возрасту. Нами установлено преобладание интерфибриллярных митохондрий над периферическими в процессе индивидуального развития пчел. Максимальноый объем интерфибриллярных митохондрий превысил аналогичный показатель периферических митохондрий в 11-20 суточном возрасте рабочих пчел в 2,12 раза
Таким образом, стереометрические характеристики летательного аппарата пчел в онтогенезе свидетельствуют о возрастании метаболической активности в симпластах мышечных волокон. Наиболее значительные изменения параметров мышечного волокна регистрируются в 8-10 и 11-20 суточном возрасте, что связано с подготовкой пчел к активной летной деятельности.
2.2.6 Гистохимические показатели летательной
мускулатуры медоносных пчел
Гистохимическое исследование летательной мускулатуры свидетельствует о повышении с возрастом у рабочих пчел активности ферментов, обеспечивающих энергией процессы сокращения. Так, минимальный показатель активности АТФазы миозина и митохондриальной АТФ-азы -соответственно 1,12 усл.ед и 0,52 усл.ед. регистрируется у рабочих пчел в в 1-3 суточном, максимальный - 9,35 и 15,31 усл.ед.- в 21-30 суточном возрасте. Самый низкий показатель гистохимической реакции по сукцинатдегидрогеназе -
Рисунок 9 Показатели активности АТФ-азы миозина, АТФ-азы митохондрий и
сукцинатдегидрогеназы в летательной мышце пчел
Таблица 4 Стереометрическая характеристика органелл мионов летательной мышцы
медоносных пчел в онтогенезе
Параметры, показатели | Возраст, сутки | |||||
куколка | рабочих пчел | |||||
19 | 1-3 | 4-7 | 8-10 | 11-20 | 21-30 | |
Vv мф., % | 14±2,1 | 25±3,2 | 36±4,5 | 55±5,3 | 58±6,1 | 56±5,9 |
Vv мх. п., % | 6,4±1,0 | 12,3±1,1 | 10,4±1,2 | 8,5±0,9 | 9,2±0,8 | 8,0±0,9 |
Vv мх. ц., % | 3,0±0,5 | 12,1±0,8 | 26,3±0,9 | 29,4±1,3 | 30,2±2,2 | 30,3±2,1 |
Vv лип.,% | - | 0,02±0,04 | 0,26±0,01 | 0,33±0,02 | 0,21±0,01 | 0,27±0,02 |
Sv мх. п., мм-1 | 289±26 | 587±49 | 595±51 | 592±49 | 608±43 | 602±56 |
Sv мх. ц., мм-1 | 341±34 | 305±28 | 601±57 | 659±35 | 803±71 | 757±64 |
Nv мх. п., мм-3 | 156±17 | 148±13 | 164±15 | 125±9 | 139±13 | 136±11 |
Nv мх. ц., мм-3 | 297±18 | 305±27 | 398±29 | 406±37 | 423±38 | 411±36 |
V v мх. п., мкм3 | 0,25±0,05 | 0,31±0,03 | 0,33±0,04 | 0,25±0,03 | 0,22±0,06 | 0,24±0,01 |
V v мх. ц., мкм3 | 0,29±0,07 | 0,33±0,02 | 0,42±0,05 | 0,44±0,02 | 0,47±0,09 | 0,38±0,02 |
Vv мх.сум./Vv мф | 0,67±0,03 | 0,97±0,05 | 1,01±0,06 | 0,68±0,05 | 0,67±0,08 | 0,68±0,03 |
0,180,07 усл.ед., нами также регистрировалась у 1-3 суточных рабочих пчел, что свидетельствует о низком уровне окислительно-восстановительных процессов на кристах митохондрий в этот период. Сравнительный анализ различных возрастных групп на СДГ показывает, что ее активность ритмично увеличивается с 4-7 суточного возраста. Это, видимо, является закономерным для летательных мышц, так как в этом возрасте молодые рабочие пчелы совершают первые очистительные полеты и ориентировочные облеты вокруг улья. В 11-20 суточном возрасте показатели активности сукцинатдегидрогеназы летательной мышцы максимально приближаются к значениям, характерным для летных пчел и удерживается на этом уровне в последующей возрастной группе.
Внесение в сахарный сироп препаратов оксиметилурацил, апиник, микровитам, и, особенно композиционных форм микровитама с оксиметилурацилом, а также апиника с микровитамом вызвало в различной степени выраженности повышение уровня активности исследуемых ферментов в летательной мышце рабочих пчел. Положительное влияние сбалансированного кормления на становление энергетического аппарата летательной мускулатуры пчел прослеживается до последней, используемой в опыте, возрастной стадии. Наибольший эффект получен при использовании препарата микровитам и композиционных форм на его основе. Активность АТФ-азы миозина и митохондрий при использовании этих подкормок у летных пчел в 1,3 раза превышала показатели контрольной группы, сукцинатдегидрогеназы - в 1,2 раза.
2.2.7 Аминокислотный состав торакальной мускулатуры пчел
При изучении аминокислотного состава торакальной мускулатуры пчел и влияния на эти показатели различных вариантов стимулирующей подкормки в опыте использовали 4 группы пчел. В 1 группе в качестве подкормки использовали сахарный сироп, 2 группу подкармливали сахарным сиропом в
сочетании с оксиметилурацилом, 3 группе в сахарный сироп добавляли пробиотик Апиник и 4 группу - препарат микровитам.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о высокой концентрации аминокислот в летательных мышцах пчел контрольной группы (таблица 5). Суммарное содержание всех АК составило 794 мг/г. Доля незаменимых аминокислот - 346,63 мг/г или 44,03%. Наиболее высоким было содержание глутаминовой (87,8 мг/г) и аспарагиновой (68,34 мг/г) кислот, а также лизина (84,66) и лейцина (64,86). Несколько ниже была
Таблица 5 Аминокислотный состав торакальной мускулатуры пчел, мг/г
Аминокислота | Группы пчел | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
сах. сироп | ОМУ | Апиник | Микро- витам | ||
Аспарагиновая кислота | 68,34 | 71,86 | 75,67 | 77,02 | |
Треонин | 37,17 | 35,30 | 38,81 | 39,42 | |
Серин | 43,80 | 45,23 | 45,87 | 47,11 | |
Глутаминовая кислота | 87,81 | 93,96 | 95,93 | 96,97 | |
Пролин | 34,59 | 36,47 | 37,43 | 38,91 | |
Глицин | 48,58 | 49,37 | 52,14 | 53,76 | |
Аланин | 58,12 | 61,72 | 71,55 | 73,12 | |
Валин | 45,18 | 44,73 | 48,34 | 49,58 | |
Цистин | 23,64 | 21,24 | 19,25 | 20,36 | |
Метионин | 3,28 | 4,60 | 5,97 | 6,41 | |
Изолейицн | 46,84 | 44,49 | 52,93 | 55,23 | |
ейцин | 64,86 | 61,01 | 74,80 | 75,78 | |
Тирозин | 17,43 | 33,05 | 27,34 | 30,11 | |
Фенилаланин | 45,08 | 40,63 | 49,24 | 49,98 | |
изин | 84,66 | 83,45 | 103,11 | 105,41 | |
Гистидин | 22,56 | 22,04 | 29,42 | 30,86 | |
Аргинин | 62,11 | 64,65 | 42,32 | 43,17 | |
Таурин | - | - | - | ||
Сумма всех аминокислот, мг/г | 794,05 | 813,80 | 870,12 | 894,42 | |
Содержание незаменимых аминокислот от суммы всех аминокислот, % | 44,03 | 41,32 | 46,27 | 46,28 | |
концентрация аргинина (62,11) и аланина (58,12). Минимальные значение приходились на долю тирозина (17,43) и метионина (3,28 мг/г). Сравнительное изучение аминокислотного состава пчел 4-х групп, используемых в опыте, показало более высокую суммарную концентрацию аминокислот, а также концентрацию незаменимых АК в торакальной мускулатуре пчел 3 и 4 групп. Общее содержание аминокислот в 3-й группе превосходило контроль на 76,07 мг/г или 8,8%, содержание незаменимых - на 55,99 мг/г или 14%; в 4-й соответственно на 11% и 15%. Здесь же отмечено более высокое содержание практически всех аминокислот за исключением аргинина, тирозина и цистина. Наибольшее превышение выявлено по концентрации глутаминовой кислоты, лизина и аланина. Концентрация лизина превосходила контроль на 17,9% и 19,4%, аланина - на 17,8% и 20,1%, глутаминовой кислоты - на 8,5% и 9,6% соответственно. Образцы второй группы занимали промежуточное положение по основным показателям. В них наблюдали повышенное содержание аргинина - на 22,3 мг/г или на 35% выше, чем в образцах 3-й группы. Однако сумма незаменимых аминокислот была несколько ниже, чем у пчел остальных групп.
Таким образом, концентрация аминокислот в мышечной ткани зависит от питания пчел. Добавление в корм пробиотиков, содержащих культуры бифидо- и лактобактерий, аминокислотного препарата микровитам нормализует работу пищеварительного тракта пчел и стимулирует обменные процессы, в том числе и метаболизм белков и аминокислот в летательной мускулатуре пчел. Это косвенно подтверждается и данными о повышении летной активности пчел при использовании аминокислот и пробиотиков в качестве компонентов подкормки.
- Влияние коррегирующих подкормок на морфометрические
экстерьерные показатели медоносных пчел
В исследованиях по пчеловодству имеются многочисленные наблюдения над вариациями размеров рабочих пчел в зависимости от условий воспитания. Так, данные Алпатова (1948) свидетельствуют об уменьшении размеров длины хоботка и III тергита, а также количества зацепок при недокорме личинок. Анализируя полученные нами морфометрические данные, можно сделать вывод об определенной однородности исследованного материала. Все изучаемые показатели находились в пределах стандарта среднерусской породы пчел. При этом нижние пределы колебаний регистрировались у пчел после варроатозной инвазии, подкармливаемых сахарным сиропом, верхние пределы - в группах, получавших аминокислотно-витаминный препарат и пробиотики. Так, значения кубитального индекса в 5 и 7 опытных группах были выше примерно на 0,4-0,5 %, тарзального индекса - на 2,8-4,9%, длина хоботка была больше на 0,38-0,4 мм, площадь воскового зеркальца - на 0,5-0,7 мм. Несмотря на то, что средняя разность значений экстерьерных параметров недостоверна, повторяемость результатов по всем трем генерациям позволяет говорить о тенденции увеличения значения морфометрических показателей экстерьера пчел опытных групп.
4. ВЫВОДЫ
1. Использование препаратов нового поколения (оксиметилурацил, апиник, микровитам, сыворотка гидролизованная, обогащенная лактатами и их композиционные формы) в качестве стимулирующих подкормок позволяет направленно воздействовать на динамику морфофункциональных, ультраструктурных показателей организма пчелы медоносной в онтогенезе в условиях варроатозной инвазии, способствует успешному преодолению критических периодов роста пчелиной семьи и лучшей подготовке ее к главному медосбору.
2. Стимулирующие подкормки оказывают влияние на продолжительность жизни рабочих пчел, пораженных варроаозом, после терапии Апифитом в садковых опытах. Максимальная продолжительность жизни регистрируется в группах, получавших с подкормкой препарат Микровитам в сочетании с пробиотиком Апиник, и Микровитам в комплексе с сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами.
3. Скармливание пчелиным семьям комплексного аминокислотно-витаминно-микроэлементного препарата Микровитам, композиционной формы данного препарата с оксиметилурацилом и пробиотического препарата Апиник в комплексе с Микровитамом способствует более быстрой смене перезимовавших пчел на молодых, весенней генерации, усиленному их накоплению во втором периоде роста и максимальному их содержанию перед главным медосбором. Яйценоскость маток увеличивается при этом на 15,5-18,7 %, количество печатного расплода в среднем в 1,23 раза.
4. В постэмбриональном онтогенезе накопление азота в организме рабочих пчел установлено до 7 суточного возраста, жира - до 19 суток, гликогена - до 24 суток;
- использование препаратов оксиметилурацил, апиник, микровитам и их композционных форм при весенней подкормке пчел снижает отрицательное влияние варроатоза на баланс этих компонентов в организме. Это проявляется:
- повышением уровня азота в 1,13- 1,22 раза, жира - 1,15-1,3 раза, гликогена - в 1,13-1,31 раза по сравнению с контролем;
- использование сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами в комплексе с препаратами микровитам и апиник для подкормки пчел в условиях защищенного грунта повышает уровень азота в организме пчел в среднем в 1,19 раза, жира - в 1,12 и гликогена - в 1,4 раза по сравнению с контролем.
5. Использование корригирующих подкормок способствует оптимизации интерьерных показателей рабочих пчел и трутней в онтогенезе:
- степень развития жирового тела повышается по сравнению с контролем на 0,25-0,3 балла;
- глоточных желез - на 0,41-0,44 балла;
- показатель сухой массы - на 2,67-2,8 мг;
- каталазная активность - в 1,19-1,24 раза;
- содержание РНК - в 1,15-1,17 раза.
6. Варроатоз вызывает изменения в биохимическом статусе и физиологическом состоянии организма трутневых личинок.
- Использование в качестве коррегирующей подкормки композиционной формы препарата микровитам в комплексе с пробиотиком Апиник на фоне противоварроатозной терапии препаратом Апифит у трутней обеспечивает баланс биохимического статуса, способствуя повышению:
- сухой массы в 1,39 раза; концентрации азота - в 1,24 раза; жира - в 1,2 раза; гликогена в 1,18 раза; РНК - в 1,7 раза;
- добавление микровитама в рацион пчел при весенней подкормке восполняет потери белка при варроатозе, повышая суммарную концентрацию аминокислот в трутневом расплоде в 1,5 раза, долю незаменимых - на 8%.
7. Становление в онтогенезе летательной мускулатуры пчел связано с поступательным развитием органелл специального назначения и формированием энергетического аппарата мышечных волокон, что проявляется положительной динамикой морфометрических показателей структурных единиц мышечного волокна и нарастанием активности ферментов, обеспечивающих энергией процессы сокращения.
- Максимальные показатели площади мышечного волокна - 115 мкм2, диаметра миозиновых миофиламентов - 224 , длины саркомера - 2,75 мкм регистрируются у пчел 11-20 суточного возраста в период перехода внутриульевых пчел к активной летной деятельности. Способность летательной мускулатуры к интенсивной работе обеспечивается высоким суммарным объемом митохондрий на этой стадии - 58% от площади мышечного волокна, активностью АТФ-зы миозина - 6,52 усл.ед, АТФ-азы митохондрий - 15,24 усл.ед. , сукцинатдегидрогеназы - 8,19 усл. ед.
8. Добавление в корм пробиотиков, содержащих культуры бифидо- и лактобактерий, аминокислотного препарата микровитам нормализует работу пищеварительного тракта пчел и стимулирует метаболизм белков и аминокислот в летательной мускулатуре пчел. Суммарная концентрация аминокислот при этом повышается на 11%, доля незаменимых - на 8%.
9. Коррегирующие подкормки оказывают влияние на функциональную активность мышечной ткани:
- в группе летных рабочих пчел активность АТФ-азы миозина при использовании микровитама и его композиционных форм возрастает в 1,26; АТФ-азы митохондрий - в 1,29; сукцинатдегидрогеназы - в 1,22 раза;
- у трутней в период брачных полетов активность АТФ-азы миозина в опытных группах повышается в 1,22 раза; АТФ-азы митохондрий - в 1,3 раза.
10. Использование препаратов оксиметилурацил, апиник, микровитам и их композиционных форм способствует коррекции морфометрических показателей экстерьера рабочих пчел в условиях дефицита белка при варроатозной инвазии.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Учитывая высокую биологическую активность оксиметилурацила, пробиотика Апиник, аминокислотно-витаминно микроэлементного препарата Микровитам и их композиционных форм, необходимо применять их в пчеловодстве в качестве биостимуляторов, обладающих широким спектром действия, в период весеннего роста и развития семей пчел в условиях варроатозной инвазии.
Для увеличения продолжительности жизни пчел в условиях защищенного грунта рекомендуется использовать сыворотку гидролизованную, обогащенную лактатами в комплексе с пробиотиком Апиник и препаратом Микровитам.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
1. Косарев М.Н. Динамика экстерьерных признаков рабочих пчел государственного природного заповедника Шульган-Таш в процессе селекции./М.Н.Косарев, Р.Ш.Мукимов, Ф.Г.Юмагужин., Г.С.Мишуковская/ Иммунобиологические, технологические, экономические факторы повышения производства продукции сельского хозяйства. М.-Уфа, 2002.-С.162-165. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ицензия № 0261 от 10 апреля 1998 года. Формат 60х84. Бумага типографская. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 2,2 . Усл. изд. л. 2,0.Тираж 100 экз. Заказ № .
Издательство Башкирского государственного аграрного универсттета: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное