Механизмы врожденной защиты от Nosema ceranae в гигиеничных семьях медоносной пчелы (Apis mellifera)

Пчелиная семья медоносной пчелы (Apis mellifera) функционирует как суперорганизм, обладающий двойной иммунной системой, действующей на индивидуальном и социальном уровнях. Однако взаимосвязи между иммунными механизмами на этих двух уровнях остаются недостаточно изученными, несмотря на их значение для разработки эффективных стратегий селекции, направленных на повышение устойчивости медоносных пчел к заболеваниям. Гигиеническое поведение, включающее удаление нездорового расплода, является ключевым компонентом социального иммунитета медоносных пчел и эффективно ограничивает распространение паразитов и патогенов в семье. Хотя такая форма гигиенического поведения может снижать заболеваемость расплода, паразиты, преимущественно инфицирующие взрослых пчел, такие как Nosema ceranae, непосредственно этим поведением не затрагиваются. Однако при использовании теста на запах нездорового расплода (Unhealthy Brood Odor, UBeeO) для количественной оценки гигиенического поведения было показано, что гигиеничные семьи с течением времени и в целом поддерживают более низкий уровень Nosema spp., чем негигиеничные семьи. Для изучения механизмов, обусловливающих снижение уровня Nosema spp. в гигиеничных семьях, мы провели серию полевых и лабораторных экспериментов для оценки эффективности врожденного иммунитета отдельных пчел. У гигиеничных и негигиеничных пчел оценивали несколько факторов, включая (1) различия в уровнях инфицирования N. ceranae, (2) вероятность выживания, (3) экспрессию генов Vitellogenin и Hymenoptaecin и (4) количество потребленного инокулята N. ceranae. Мы обнаружили, что гигиеничные пчелы потребляли меньше инокулята, демонстрировали повышенную экспрессию гена Vitellogenin на пике инфицирования N. ceranae, характеризовались положительной взаимосвязью между экспрессией гена Hymenoptaecin и уровнем инфицирования N. ceranae и имели более высокую выживаемость при инфицировании N. ceranae по сравнению с негигиеничными пчелами. В настоящей работе представлены новые данные, связывающие эффективность гигиенического поведения на уровне семьи с механизмами устойчивости и толерантности на индивидуальном уровне в ответ на N. ceranae, что указывает на более широкие перспективы успешного применения программ селекции, направленных на формирование гигиенических признаков.