Основным сырьем для производства мёда медоносными пчелами является нектар, который вырабатывается активными железами растений – нектарниками. Одна из функций нектара – привлечение насекомых и птиц, осуществляющих перекрестное опыление у данного вида растений. Кроме того, нектар содержит вещества гормональной природы [5; 12], роль которых в жизни пчел пока досконально не установлена [7]. В литературе, как правило, обсуждается роль летучих фитогормонов метилсалицилат и метил жасмонат, которые служат важными сигнальными молекулами в коммуникации растений [12]. Значение же основных рострегулирующих соединений практически не обсуждается [7].
Нектар попадает в медовый зобик пчелы во время её посещения растений, в зобике нектар обрабатывается ферментами и затем попадает в ячейки сотов, где подвергается дальнейшей переработке другими пчелами. По мнению ряда исследователей, порода пчел оказывает влияние на химический состав мёда ввиду специфики в переработке нектара в мёд из-за различий ферментов в организме пчел [3; 5]. Установлено положительное влияние экзогенных синтетических фитогормонов на продление жизни пчел, яйценоскость, весеннее развитие пчелиных семей, силу семей, улучшение физиологического состояния зимующих пчел, их медовую продуктивность и зимостойкость [4]. Однако при этом не проводилась оценка уровня содержания фитогормонов, поступающих с медом. Следовательно, при использовании синтетических гормональных препаратов для более правильной подборки дозы необходимо оценивать уровень содержания фитогормонов в меде. Кроме того, обследование меда на содержание эндогенных фитогормонов позволит оценивать качество и подлинность меда [7].
Целью данной работы является сравнительный анализ содержания фитогормонов в мёде и нектаре (напрыске), собранном и переработанном разными породами пчёл. Ранее было показано, что фитогормоны транспортируются в мёд по трофическим цепям пчелы [7]. При этом источником поступления ауксинов и цитокининов в мёд в основном является нектар, а уровень содержания абсцизовой кислоты в мёде формируется из двух частей: одна за счет абсцизовой кислоты, поступающей из нектара, а другая, вероятно, выделяется самими пчелами [10]. Предполагалось выявить различное содержание фитогормонов в медах, произведенных различными породами пчёл, и сравнить количественное содержание абсцизовой кислоты (АБК), ауксинов (ИУК) и цитокининов (ЦК) в нектаре и мёде.
Материалы и методы. Работа выполнялась в Бурзянском районе Республики Башкортостан. Были отобраны три группы пчелиных семей, относящиеся к бурзянской бортевой темной лесной пчеле, кавказской желтой и помесной. Семьи содержали по технологиям, принятым в пчеловодстве, в 12-рамочных двухкорпусных ульях, с магазинными надставками в одинаковых условиях.
Определение уровня содержания фитогормонов в меде проводили согласно методическим рекомендациям «Твердофазный иммуноферментный анализ содержания фитогормонов в нектаре, пыльце и меде» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины РАСХН, протокол № 3/2 от 8 июня 2010 г.) [8].
Для сбора нектара отбирали сильную пчелиную семью от каждой группы, которую размещали в непосредственной близости от изучаемого медоноса за несколько дней до сбора нектара. Формировали гнездо пчелиной семьи следующим образом: отбирали рамки, имеющие свободные ячейки, которые пчелы могли бы использовать для складирования напрыска. Накануне опытов с помощью рамок, заполненных медом, укомплектовывали гнездо. Рано утром устанавливали рамку, которая не содержала меда (так называемую сушь), для сбора нектара пчелами и вечером после захода солнца отбирали данную рамку. С помощью микропипетки собирали напрыск из сотов и замораживали при температуре –18 ºС. Определение фитогормонов проводили с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ТФИФА) по разработанной нами схеме [10]. Для проведения анализов отбирали не менее 3-5 мл нектара, который размораживали непосредственно перед ТФИФА. Средняя проба зрелого меда для анализа на фитогормоны составляла не менее 5 г.
Процентное соотношение видового состава пыльцы в меде определяли под микроскопом Миктрон по методике А. Маурицио и Ж. Луво c помощью справочных таблиц и собственных эталонных образцов [6]. Анализ проводился с выполнением требований ГОСТ Р 52940-2008 «Мед. Метод определения частоты встречаемости пыльцевых зерен». Для установления ботанического происхождения изученных образцов меда и при выявлении среди них монофлорных сортов были использованы показатели представленности пыльцы согласно ГОСТ Р 31766-2012 «Меды монофлорные. Технические условия».
Результаты и их обсуждение
Хотя пчелиные семьи располагались на одной пасеке, и мед был собран в одно время, по ботаническому происхождению изученные меды различались. Мед, собранный бурзянскими бортевыми пчелами и помесными пчелами, был монофлёрным липовым медом (монофлёрным мед считается, если доля доминантной пыльцы превышает 30%; содержание пыльцы липы сердцелистной составляла 58% у бортевых пчел и 65% у помесных). Мед, полученный от кавказских пчел, по ботаническому происхождению является полифлёрным (доля пыльцы липы составляла 13%). Такие различия связаны со спецификой организации полета к нектароносным растениям [3].
В связи с вышесказанным нам было интересно, как сказываются данные различия на уровне содержания фитогормонов. Было установлено, что во всех образцах нектара и мёда содержались фитогормоны (ауксины (ИУК), абсцизовая кислота (АБК) и цитокинины (ЦК)).
Разнообразие нектароносов сказалось на гормональном статусе нектара, собранного бурзянскими бортевыми и помесными пчелами, с одной стороны, и кавказскими пчелами - с другой. Как видно из табл. 1, содержание фитогормона-ингибитора растительных процессов, абсцизовой кислоты было больше в нектаре, собранном бурзянскими и помесными пчелами. При определении уровня содержания ауксинов в нектаре у всех исследуемых групп достоверных различий между ними не было установлено. Наибольшее количество цитокининов было определено в нектаре, собранном помесными пчелами, а наименьшее значение содержалось в нектаре, собранном кавказскими пчелами.
Как было показано ранее, нектар, полученный из различных растений, имеет разный уровень содержания фитогормонов [7; 9]. Это, как видно из таблицы 1, привело к формированию близкого гормонального статуса в нектаре, собранном бурзянскими и помесными пчелами, и в проявлении достоверных различий, особенно по содержанию цитокининов, по сравнению с нектаром, собранным кавказскими пчелами.
Таблица 1
Содержание абсцизовой кислоты (АБК), ауксинов (ИУК) и цитокининов (ЦК) в нектаре, собранном разными группами пчел (нг/мл)
|
Группы пчел |
Фитогормоны |
||
|
АБК |
ИУК |
ЦК |
|
|
Бурзянские пчелы |
11,68±0,2 |
23,84±0,9 |
575,14±12 |
|
Кавказские пчелы |
9,5±0,1 |
20,15±0,5 |
546,9±9 |
|
Помесные пчелы |
12,24±0,09 |
21,28±0,9 |
702,69±21 |
При анализе данных, представленных в таблице 2, мы установили, что тенденция по содержанию фитогормонов наблюдалась и в мёде. Так, мед собранный и переработанный бурзянскими и помесными пчелами, содержал больше ИУК, АБК и цитокининов, чем мед, который был взят у кавказских пчел. По сравнению с нектаром мы видим определенную кратность увеличения уровня содержания фитогормонов. Вероятно, это связано с эффектом концентрирования нектара при переработке его в мед [9]. Содержание сухих веществ в нектаре, собранном «бурзянскими пчелами», составило 25%, «кавказскими пчелами» - 22%, а «помесными пчелами» - 24%. Содержание сухих веществ в меде было соответственно 85, 86 и 83%. Таким образом, мы наблюдаем увеличение уровня содержания сухих веществ примерно в 3,4, 3,9 и 3,5 раза соответственно. В то же время, если по содержанию ауксинов у всех образцов меда эффект кратности составил примерно 3 раза, кратность в содержании АБК в меде и нектаре составила уже 4 раза. Изменение в содержании суммарных цитокининов было разнохарактерным. Так, мед, полученный в группе «бурзянские пчелы», содержал больше гормона всего на 7%, у группы «кавказские пчелы» меньше на 37%, и в группе «помесные пчелы» больше на 69%. С чем связаны данные особенности изменения уровня содержания цитокининов - это предмет дальнейших исследований. В качестве гипотезы можно сказать, что такой характер изменений, возможно, связан с тем, что данный гормон инактивировался в меде, полученном от группы «кавказские пчелы». Что послужило фактором деструкции цитокининов меде, пока неизвестно, вероятно, это связано с тем, что в этой группе самое низкое значение рН = 4. У медов, полученных от других групп пчел, были более высокие значения рН меда. Уровень содержания цитокининов на порядок выше был и в нектаре, и в меде, чем содержание в них ауксинов и АБК.
Таблица 2
Содержание абсцизовой кислоты (АБК), ауксинов (ИУК) и цитокининов (ЦК) в меде, собранном разными группами пчел (нг/г)
|
Группы пчел |
Фитогормоны |
||
|
АБК |
ИУК |
ЦК |
|
|
Бурзянские пчелы |
47,32±3,2 |
70,95±7,1 |
615,9±25 |
|
Кавказские пчелы |
36,09±3,1 |
58,52±2,3 |
345,4±19 |
|
Помесные пчелы |
45,7±2,9 |
68,8±7,2 |
1191,7±22 |
С точки зрения практического применения полученных результатов можно рассмотреть данные по применению фитогормонов и их синтетических аналогов при подкормке пчелиных семей. Интересны в этом отношении эксперименты, проделанные С.В. Антимировым (2004), в которых пчелы получали фитогормоны с помощью подкормки сахарным сиропом, содержащим в том числе и цитокинины [2]. При этом яйценоскость маток в подопытных семьях была значительно выше - на 19%, чем в контроле. Это привело к закономерному увеличению силы семей при подкормке цитокинином - на 95%. Отмечается также заметная разница в летной активности пчел подопытных и контрольной групп. Так, из семей, получавших цитокинин, вылетали в среднем 180 пчел, а в контроле - 66 пчел за три минуты [2]. Летная активность пчел может рассматриваться в качестве косвенного показателя медовой продуктивности. На основе этих данных и результатов исследований по медосборной активности разных пород пчел, полученных нами ранее [1], можно предположить, что более высокие показатели по приносу нектара в улей у групп «бурзянские пчелы» и «помесные пчелы» по сравнению с группой «кавказские пчелы» могут быть связаны с более высоким содержанием эндогенных цитокининов в меде.
Выводы. В результате проведенных исследований выявлено, что и в нектаре, и в меде содержатся фитогормоны ИУК, АБК и цитокинины. Показано наличие различий в гормональном статусе медов, полученных в одной местности, но от пчел, имеющих разные морфологические и генетические признаки. Обсуждается роль фитогормонов цитокининовой природы в увеличении летной активности пчел.
Рецензенты:
Саттаров В.Н., д.б.н., профессор биоэкологии и биологического образования ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы», г. Уфа;
Туктаров В.Р., д.б.н., профессор кафедры частной зоотехнии и разведения животных факультета биотехнологий и ветеринарной медицины, ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет», г. Уфа.