ФУНГІЦИДНА ДІЯ ЦИКЛІЧНИХ ПЕРОКСИДІВ НА РІСТ ЕНТОМОПАТОГЕННОГО ГРИБА ASCOSPHAERA APIS

Дмитро Олександрович Кісіль

doi:10.32782/bsnau.vet.2023.4.10

Дмитро Олександрович Кісіль https://orcid.org/0000-0003-3088-951X

DOI: https://doi.org/10.32782/bsnau.vet.2023.4.10

Ключові слова: Пероксиди, ВетОкс-1000, Бровадез Плюс, SELMI, A. mellifera, Ascosphaera apis, бджола

Анотація

За останні роки кількість комах-запилювачів у світі значно скоротилася. Можливою причиною цього є токсична дія агрохімікатів, що знижує імунітет комах, що призводить до їх підвищеної чутливості до патогенів. Ascosphaera apis – небезпечний ентомопатогенний гриб, що вражає як медоносних, так і джмелів. Ascosphaera apis викликає хворобу названого в народі як «крейдовий розплід» у бджіл і загрожує бджільництву в усьому світі. Усі ідентифіковані види грибів, що належать до роду Ascosphaera (Ascomycota: Plectomycetes, Ascosphaearales), були виявлені при ураженні бджіл. Гриб Ascosphaera apis (Maassen ex Claussen) є етіологічним збудником інвазійного мікозу медоносних бджіл під назвою крейдовий розплід. Це гетероталічний організм, який утворює спори, коли міцелії двох різних штамів протилежної статі торкаються один одного і утворюються плодові тіла. Передача захворювання відбувається через ковтання спор із зараженої їжі молодими личинками бджіл. Після зараження личинки швидко скорочують споживання їжі, поки зовсім не перестануть їсти. Найбільш чутливі до хвороби личинки бджіл у п’ятиденному віці, оскільки вони мають сприятливі умови внутрішнього середовища кишечнику для проростання спор. Потрапляючи в кишечник личинки, спори активуються CO2, отриманим із клітин. Потім вони можуть проростати в просвіт, утворюючи міцелій, який проколює кутикулу личинки. У цій фазі личинки виглядають як крихітні шматочки крейди або «мумії», що дає назву хворобі крейдового розплоду. У міру прогресування хвороби личинки муміфікуються, змінюючи колір від білого до темно-сірого або чорного через наявність спор на кутикулі личинки. Ми досліджували фунгіцидну активність циклічних пероксидів на основі атамарного кисню проти A. apis, виділеного з медоносної бджоли (A. mellifera). Пероксиди демонстрували високе пригнічення росту міцелію A. apis до 92–100 % при концентрації 10 мл/л. Для найбільш активних пероксидів визначено значення ЕС50 (напівмаксимальна ефективна концентрація). Два дослідні пероксиди показали вищу протигрибкову активність проти A. аpis, ніж комерційний фунгіцид перекис водню 30%. Досліджувані пероксиди не знижували здатність бджіл до польоту і не призводили їх до загибелі. Відкрито нову область застосування пероксидів у бджільницькій діяльності.

Посилання

1. Aufauvre, J., Biron, D. G., Vidau, C., Fontbonne, R., Roudel, M., Diogon, M., ... & Blot, N. (2012). Parasite-insecticide interactions: a case study of Nosema ceranae and fipronil synergy on honeybee. Scientific reports, 2(1), 1-7.
2. Bailey, L. (2005). Honey bee pathology. Annual review of entomology, 13(1), 191-212.
3. Belu, A., Schnitker, J., Bertazzo, S., Neumann, E., Mayer, D., Offenhäusser, A., & Santoro, F. (2016). Ultra-thin resin embedding method for scanning electron microscopy of individual cells on high and low aspect ratio 3D nanostructures. Journal of microscopy, 263(1), 78-86.
4. Boergens, K. M., & Denk, W. (2013). Controlling FIB-SBEM slice thickness by monitoring the transmitted ion beam. Journal of microscopy, 252(3), 258-262.
5. Bozzola, J. J., & Russell, L. D. (1999). Electron microscopy: principles and techniques for biologists. Jones & Bartlett Learning.
6. C Fisher, L., & AL Blackie, M. (2014). Tetraoxanes as antimalarials: Harnessing the endoperoxide. Mini Reviews in Medicinal Chemistry, 14(2), 123-135.
7. Cardona, A., Saalfeld, S., Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Preibisch, S., Longair, M., ... & Douglas, R. J. (2012). TrakEM2 software for neural circuit reconstruction. PloS one, 7(6), e38011.
8. Dalmon, A., Peruzzi, M., Le Conte, Y., Alaux, C., & Pioz, M. (2019). Temperature-driven changes in viral loads in the honey bee Apis mellifera. Journal of invertebrate pathology, 160, 87-94.
9. DeGrandi-Hoffman, G., Corby-Harris, V., DeJong, E. W., Chambers, M., & Hidalgo, G. (2017). Honey bee gut microbial communities are robust to the fungicide Pristine® consumed in pollen. Apidologie, 48, 340-352.
10. Goggin, P., Ho, E. M. L., Gnaegi, H., Searle, S., Oreffo, R. O. C., & Schneider, P. (2020). Development of protocols for the first serial block-face scanning electron microscopy (SBF SEM) studies of bone tissue. Bone, 131, 115107.
11. Grassl, J., Holt, S., Cremen, N., Peso, M., Hahne, D., & Baer, B. (2018). Synergistic effects of pathogen and pesticide exposure on honey bee (Apis mellifera) survival and immunity. Journal of Invertebrate Pathology, 159, 78-86.
12. Hao, H. D., Wittlin, S., & Wu, Y. (2013). Potent Antimalarial 1, 2, 4-Trioxanes through Perhydrolysis of Epoxides. Chemistry–A European Journal, 19(23), 7605-7619.
13. Harwood, G. P., & Dolezal, A. G. (2020). Pesticide–virus interactions in honey bees: challenges and opportunities for understanding drivers of bee declines. Viruses, 12(5), 566.
14. Kakumanu, M. L., Reeves, A. M., Anderson, T. D., Rodrigues, R. R., & Williams, M. A. (2016). Honey bee gut microbiome is altered by in-hive pesticide exposures. Frontiers in microbiology, 7, 1255.
15. López, J. H., Krainer, S., Engert, A., Schuehly, W., Riessberger-Gallé, U., & Crailsheim, K. (2017). Sublethal pesticide doses negatively affect survival and the cellular responses in American foulbrood-infected honeybee larvae. Scientific reports, 7(1), 40853.
16. Luckner, M., & Wanner, G. (2018). From Light Microscopy to Analytical Scanning Electron Microscopy (SEM) and Focused Ion Beam (FIB)/SEM in Biology: Fixed Coordinates, Flat Embedding, Absolute References. Microscopy and microanalysis: the official journal of Microscopy Society of America, Microbeam Analysis Society, Microscopical Society of Canada, 24(5), 526–544.
17. Maxfield-Taylor, S. A., Mujic, A. B., & Rao, S. (2015). First detection of the larval chalkbrood disease pathogen Ascosphaera apis (Ascomycota: Eurotiomycetes: Ascosphaerales) in adult bumble bees. PloS one, 10(4), e0124868.
18. McMenamin, A. J., Brutscher, L. M., Glenny, W., & Flenniken, M. L. (2016). Abiotic and biotic factors affecting the replication and pathogenicity of bee viruses. Current Opinion in Insect Science, 16, 14-21.
19. Pereira, K. D. S., Meeus, I., & Smagghe, G. (2019). Honey bee-collected pollen is a potential source of Ascosphaera apis infection in managed bumble bees. Scientific Reports, 9(1), 4241.
20. Pridal, P., Sedlácek, L., & Marvanová, L. (1997). Microbiology of Bombus terrestris L. larvae (Hymenoptera: Apoidea) from laboratory rearing. Acta univ agric et silvic Mendel Brun, 8, 59-66.
21. Rhodes, C. J. (2018). Pollinator decline–an ecological calamity in the making? Science progress, 101(2), 121-160.
Rhodes, C. J. (2018). Pollinator decline–an ecological calamity in the making? Science progress, 101(2), 121-160.
22. Sgolastra, F., Medrzycki, P., Bortolotti, L., Renzi, M. T., Tosi, S., Bogo, G., ... & Bosch, J. (2017). Synergistic mortality between a neonicotinoid insecticide and an ergosterol-biosynthesis-inhibiting fungicide in three bee species. Pest Management Science, 73(6), 1236-1243.
23. Spiltoir, C. F. (1955). Life cycle of Ascosphaera apis (Pericystis apis). American Journal of Botany, 501-508.
24. Steffan, S. A., Dharampal, P. S., Diaz-Garcia, L., Currie, C. R., Zalapa, J., & Hittinger, C. T. (2017). Empirical, metagenomic, and computational techniques illuminate the mechanisms by which fungicides compromise bee health. JoVE (Journal of Visualized Experiments), (128), e54631.
25. Syromyatnikov, M. Y., Kokina, A. V., Lopatin, A. V., Starkov, A. A., & Popov, V. N. (2017). Evaluation of the toxicity of fungicides to flight muscle mitochondria of bumblebee (Bombus terrestris L.). Pesticide biochemistry and physiology, 135, 41-46.
26. W Jefford, C. (2012). Synthetic peroxides as potent antimalarials. News and views. Current topics in medicinal chemistry, 12(5), 373-399.
27. Xu, C. S., Hayworth, K. J., Lu, Z., Grob, P., Hassan, A. M., García-Cerdán, J. G., Niyogi, K. K., Nogales, E., Weinberg, R. J., & Hess, H. F. (2017). Enhanced FIB-SEM systems for large-volume 3D imaging. eLife, 6, e25916.
28. Yaremenko, I. A., Chernyshev, V., Dembitsky, V. M., & Nikishin, G. I. (2012). Selective Synthesis of Cyclic Peroxides from Triketones and H2O2. Journal of organic chemistry.
29. Zaghloul, O. A., Mourad, A. K., El Kady, M. B., Nemat, F. M., & Morsy, M. E. (2005). Assessment of losses in honey yield due to the chalkbrood disease, with reference to the determination of its economic injury levels in Egypt. Communications in agricultural and applied biological sciences, 70(4), 703-714.
30. Zhu, Y. C., Yao, J., Adamczyk, J., & Luttrell, R. (2017). Feeding toxicity and impact of imidacloprid formulation and mixtures with six representative pesticides at residue concentrations on honey bee physiology (Apis mellifera). PLoS One, 12(6), e0178421.