Статья: Вклад ученых Уфы в создание и внедрение феромонных препаратов для пчеловодства

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Уфимский Институт химии Российской академии наук

Вклад ученых Уфы в создание и внедрение феромонных препаратов для пчеловодства

Н.М. Ишмуратова, М.П. Яковлева,

В.А. Выдрина, Г.Ю. Ишмуратов

г. Уфа

Феромоны насекомых - биоактивные вещества, выделяемые насекомыми в окружающую среду и специфически влияющие на физиологическое состояние и поведение других особей того же вида. Функционально их делят на половые, агрегационные, следовые, тревоги и матки у общественных насекомых. Хотя большинство из известных сегодня феромонов относится к алифатическим веществам липидной природы, их структурное разнообразие велико, благодаря чему каждый вид насекомых «говорит» на своем химическом языке. К тому же, феромоны, являясь продуктами генетически запрограммированного метаболизма насекомых, не токсичны, и к ним практически невозможно развитие нечувствительности даже при применении в высоких дозах. Это позволяет использовать феромоны в совершенно новых аспектах регулирования жизнедеятельности и поведения полезных медоносных пчел.

В результате сложившихся на сегодня социально-экономических условий и традиций пчеловоды России не могут резко увеличить нагрузку обслуживания пчелиных семей и их продуктивность. Немалую роль в этом, по нашему мнению, играет отсутствие современных методов регулирования поведения и жизнедеятельности и оздоровления медоносных пчел, в том числе и с помощью феромонных препаратов.

В настоящее время рынок веществ для лечения пчёл относительно полон, однако представленные на нём препараты фактически не решают поставленных перед ними задач. К ряду препаратов у грибка аскосферы, европейского и американского гнильца, а также клеща варроа уже выработался определённый уровень устойчивости. Ещё большая проблема связана с высоким уровнем токсичности этих препаратов для пациента - медоносной пчелы. Внимание ученых и практиков все больше привлекают препараты, созданные на основе доступных из природных источников биологически активных веществ, применяемых для стимулирования жизнедеятельности, повышения иммунитета, устойчивости к стрессовым факторам и лечения заболеваний пчел.

Среди большого набора таких соединений с разной химической структурой особый интерес вызывают природные метаболиты. Повышение естественной резистентности и иммунитета с использованием последних в условиях благополучия сопровождается усилением обменных процессов и активизацией анаболизма, что приводит к увеличению продуктивности и жизнеспособности животных. Среди вторичных метаболитов медоносных пчел особое место занимают 10-гидрокси- (10-ГДК) и 9-оксо- (9-ОДК) -2Е-деценовые кислоты - важнейшие компоненты соответственно «маточного молочка» и «маточного вещества» медоносной пчелы Apis mellifera L.

Авторами с использованием теории феромонной коммуникации насекомых сформулировано и развито перспективное научное направление по созданию препаратов для пчеловодства и шмелеводства на основе синтетически полученных метаболитов медоносной пчелы Apis mellifera L. (компонентов «маточного вещества», «маточного молочка», пахучей железы Насонова и феромона расплода), включающее разработку эффективных и экономичных синтезов 9-ОДК и 10-ГДК, исследование их фармакологической активности, подбор оптимальных композиций препаративных форм и методов их применения.

Поскольку феромоны вырабатываются в организмах насекомых обычно в нанограммовых количествах, единственным путем их получения для практического использования является многоступенчатый химический синтез. Несомненными достоинствами производства феромонов являются наукоемкость и малокилограммовость, что дает возможность применять в синтезе феромонов стандартное лабораторное оборудование без проблемы утилизации отходов и стоков. Нами разработаны практичные синтезы 10-ГДК и 9-ОДК с использованием хемоселективных трансформаций олеиновой кислоты, 1-метилциклогексена и 1,7-октадиена.

Для 9-ОДК фармакологическая активность была неизвестна, вероятно, из-за малой доступности из природного источника. Мы, имея её в результате химического синтеза в достаточном количестве, изучили совместно с сотрудниками БГАУ токсикологические свойства и фармакологическую активность на теплокровных животных и медоносных пчелах. Для 9-ОДК предсказаны и выявлены новые, ранее неизвестные значительные фармакологические свойства:

? (на теплокровных - мышах и крысах) антибактериальные (на инфекциях, вызванных золотистым стафилококком, протеем, кишечной и синегнойной палочками), противовоспалительные (на моделях формалинового, белкового и лидокаинового воспалений), ускорителя заживления лоскутных ран и термических ожогов, иммуномодулятора и антидота;

? (на медоносных пчелах) противоварроатозное действие, антибактериальную и антигрибковую активность при гнильцовых заболеваниях и аскосферозе, что свидетельствует о выполнении «царицей улья» кроме уже хорошо известных функций и лечебной, которая, в свою очередь, прямо коррелируется с количеством 9-ОДК и, в конечном счёте, с качеством матки.

Предсказано и установлено, что маточное вещество медоносных пчел, кроме уже известных многочисленных функций, выполняет роль пищевого аттрактанта. препарат пчеловодство иммунитет феромонный

Для синтетически полученного компонента маточного молочка медоносной пчелы Арis тellifera L. - 10-ГДК - с известной антимикробной, антибиотической, фунгицидной, противоопухолевой и антилейкемической активностью - выявлено свойство высокоэффективного биостимулятора устойчивости пчел к гипотермии.

С использованием современной теории феромонной коммуникации и базируясь на данных собственных результатов нами впервые в Российской Федерации выполнены исследования по феромонному регулированию пчеловодства: созданы, сертифицированы и внедрены 7 феромонных препаратов серий: «Аписил» и «Апимил», причем они соответствуют мировому уровню или превышают его. Препараты серии Апимаг^® в зависимости от состава, соотношения компонентов и областей применения подразделяется на марки:

Препараты серии Аписил^® в зависимости от состава, соотношения компонентов и областей применения подразделяется на марки:

Создан и запатентован многофункциональный феромонный препарат «Апимил» на основе биологически активных компонентов мандибулярных желез пчелиной матки и компонентов железы Насонова медоносных пчел и разработаны способы его применения для привлечения, поимки и предупреждения слета пчелиных роев, при подсадке и выводе пчелиных маток.

Предложен метод улучшения качества меда и защиты пчелосемей от вредителей - уховерток путем отлова их с помощью ловушек на основе кайромонного препарата «Апимил». Разработан, запатентован и сертифицирован феромонный препарат «Меллан» на основе синтетических составляющих секрета пахучей железы и маточного вещества медоносных пчел как эффективное успокаивающее средство для пчел, снижающее их агрессивность и двигательную активность. Предложен, апробирован и сертифицирован феромонный препарат «Опылил» на базе компонентов агрегационного феромона рабочих пчел в качестве высокоэффективного корректора летной активности рабочих пчел в защищенном грунте. Разработан феромонный препарат «Аписил» на основе биологически активных компонентов мандибулярных желез пчелиной матки - 9-ОДК и 9-гидрокси-2Е-деценовой кислоты (9-ГДК) - и способ его применения для нормализации пищеварительного процесса (улучшения состояния задних кишок), увеличения сохранности пчел, силы и количества печатного расплода и повышения выхода товарного меда.

Для повышения жизненных функций ослабевших за зиму пчел, а также пчелосемей, работающих в закрытом грунте, разработан и запатентован феромонный препарат «Кандисил», стимулирующий рост и развитие пчелиных семей, что подтверждено опережающим ростом подопытных семей и количества печатного расплода. К тому же отмечено, что в теплицах матки опытной группы приступают к яйцекладке через 1-2 дня после выставки из зимовника, а при традиционном способе стимулирования канди - через 7-10 дней.

Создан, запатентован и сертифицирован многофункциональный феромонный препарат «ТОС-3» на основе биологически активных компонентов маточного вещества для подсадки маток и улучшения продуктивных свойств пчелиных семей, усиления летной деятельности, увеличения массы новорожденных пчел и яйцекладки маток и в качестве противороевого средства.

Предложен экономичный способ противороевой обработки пчелиных семей внесением феромонной композиции «ТОС-3» в трутневые ячейки до появления роевых мисочек. Установлено, что участки трутневых ячеек являются биологически активной зоной пчелиного гнезда, обработка которой синтетическим феромоном пчелиной матки предотвращает возникновение роевого процесса на ранней стадии, а также уменьшает степень поражения варроатозом в обработанных участках сотов. На основе 10-ГДК создан препарат «ТОС-БИО», позволяющий повысить устойчивость насекомых к холодовому стрессу (-13^оС, 15 мин): при его скармливании смертность «летних» пчел снижалась на 20%, «осенних» ? на 48%.

Показано, что использование феромонной композиции ТОС-БИО в составе стимулирующей подкормки при выводе маток в семьях-воспитательницах карпатской и среднерусской пород пчел оказывает значительное положительное влияние на прием личинок и массу неплодных маток. Впервые в практику тепличных хозяйств введены новые стимулирующие и оздоравливающие препараты для пчел ТОС-БИО и экстракт корня солодки с высокой фармакологической и биологической активностью. Установлено, что феромонный препарат «ТОС-3» оказывает лечебное действие при европейском и американском гнильцах и аскосферозе, причем его применение в композиции с «ТОС-БИО» и йодинолом позволяет полностью избавиться от последнего.

Показано, что использование биостимуляторов Аписил и ТОС-БИО при подкормках семей-воспитательниц способствует получению качественных пчелиных маток в ранние сроки, что важно для поддержания рентабельности пчеловодства на Южном Урале. Выявлен синергетический эффект компонента феромона расплода (глицерил-1,2-диолеат-3-пальмитата) в привлечении летных пчел феромонными препаратами «Апимил» и «ТОС-БИО», позволяющий сократить в 5 раз концентрацию действующих веществ и увеличить пролонгированность их действия. Созданы феромонные гелеобразная ТОС-Ш-1 (на основе 9-ОДК) и спиртовая ТОС-Ш-2 (на базе 9-ГДК) композиции для регулирования поведения особей шмеля Bombus terrestris в искусственных семисоциальных колониях.

Созданные авторами препараты для пчеловодства и щмелеводства на базе синтетически полученных феромонов медоносной пчелы позволяют бороться с болезнями пчел (аскосферозом, варроатозом, европейским и американским гнильцами и др.) и увеличивать их продуктивность по товарному меду, цветочной пыльце, прополису и др. без нанесения экологического ущерба окружающей природе и вреда пчелиной семье. К тому же, по себестоимости, меньшей цены 1 кг меда на российском рынке в расчете на 10 пчелосемей, разработанные феромонные препараты практически вдвое дешевле импортных аналогов, так как они готовятся на основе доступного отечественного сырья.

Социально-экономический эффект при применении препарата «Апимил» для поимки роев заключается в повышении эффективности работы пчеловода (в 4 раза) за счет избавления от трудоемких и зачастую опасных для здоровья людей (особенно пожилых и инвалидов с ограниченными физическими возможностями) операций, увеличении производительности труда и, в конечном счете, продуктивности пасеки.

Литература

1. Ишмуратова Н.М., Ишмуратов Г.Ю., Яковлева М.П., Тамбовцев К.А., Исмагилова А.Ф., Толстиков Г.А. Маточное вещество медоносных пчел: свойства, синтез, применение в пчеловодстве и шмелеводстве. - М.: Наука, 2015. - 179 с.