Пчелиная семья, с её обширными запасами пыльцы, воска и мёда, подобна крепости, охраняющей сокровища: она обладает мощной защитой, но при этом является лакомым кусочком для врагов, способных её одолеть. Известно более 30 видов паразитов медоносных пчёл – это простейшие, вирусы, бактерии, грибы и членистоногие – и их число постоянно растёт. В результате пчеловоды находятся в постоянном поиске новых способов защиты своих драгоценных ульев.
Команда исследователей из США предположила, что богатый источник экологически чистых средств для борьбы с пчелиными болезнями может находиться прямо перед глазами – в пыльце, собираемой пчёлами. Учёные исходили из того, что так называемые эндофиты – симбиотические бактерии и грибы, обитающие внутри большинства растительных тканей, – должны получать выгоду, когда их хозяева опыляются. Это могло бы стимулировать микробы развивать соединения, которые поддерживают здоровье опылителей их хозяев. И теперь они показали, что их догадка верна.
«Мы обнаружили, что одни и те же полезные бактерии присутствуют в запасах пыльцы медоносных пчелиных колоний и на пыльце близлежащих растений», – сообщают исследователи. Они также добавляют, что «эти бактерии производили сходные антимикробные соединения, которые уничтожают патогены пчёл и растений, что делает их отличной отправной точкой для создания новых методов лечения сельскохозяйственных культур и ульев».
Учёные сфокусировались на бактериях из типа Actinobacteria, которые являются источником двух третей антибиотиков, используемых в настоящее время в клинической практике. В период с апреля по июнь 2021 года они собрали пыльцу с 10 видов местных растений в природном заповеднике Lakeshore Nature Preserve при Университете Висконсина в Мадисоне. Также была собрана пыльца из запасов близлежащего улья медоносных пчёл.
В ходе работы было выделено 16 штаммов актинобактерий из растений и 18 штаммов из запасов пыльцы внутри улья. Методы ДНК-баркодинга и секвенирования генома показали, что одни и те же или близкородственные виды присутствовали в обоих типах образцов. Большая часть (72%) принадлежала к роду *Streptomyces*, который является источником многих соединений, используемых в медицине и сельском хозяйстве, например, в качестве антибиотиков, противораковых или противопаразитарных препаратов. Некоторые из ближайших родственников видов *Streptomyces*, обнаруженных в этом исследовании, в настоящее время изучаются в других работах как потенциальные источники соединений против болезней сельскохозяйственных растений.
Затем исследователи провели «конкурентные анализы», в которых известные патогены выращивались вместе с выделенными *Streptomyces*. Почти все они оказались эффективными ингибиторами плесневого грибка *Aspergillus niger*, который может вызывать у медоносных пчёл болезнь, известную как каменный расплод. Отдельные штаммы также показали умеренную или сильную активность против двух бактериальных патогенов медоносных пчёл – *Paenibacillus larvae* и *Serratia marcescens*, а также против трёх патогенов сельскохозяйственных культур – *Erwinia amylavora*, *Pseudomonas syringae* и *Ralstonia solanaceum*.
«Мы выделили те же самые бактерии *Streptomyces* из цветов, с покрытых пыльцой пчёл, покидающих цветы, и из ульев. На основе наших результатов мы делаем вывод, что эндофитные актинобактерии на пыльцевых зёрнах подхватываются пчёлами-опылителями и переносятся обратно в запасы пыльцы улья, где они помогают защищать колонию от болезней», – объясняют учёные.
Исследователи обнаружили чёткие доказательства в геноме секвенированных видов, что они действительно являются эндофитами, а не просто случайными ассоциациями с растениями. Они обладали генами, кодирующими ферменты, которые позволяют *Streptomyces* колонизировать растительные ткани, вырабатывать гормоны для стимулирования роста своих хозяев или связывать металлы вокруг корней.
Результаты подтвердили, что в эндофитах предстоит открыть ещё большое разнообразие интересных биоактивных соединений, многие из которых могли бы помочь сохранить здоровье медоносных пчёл. Они также предполагают, что ландшафт, богатый видами растений, полезен для пчёл, поскольку обеспечивает большее разнообразие доступных им актинобактериальных эндофитов.
В дальнейшем, «лечение пчелиных болезней может сводиться к простому введению правильных полезных бактерий в ульи, чтобы помочь контролировать специфические патогены», – резюмируют авторы работы.
