A kutatók megvizsgálták a stressz biomarkerek génexpresszióját – amelyek a különböző stresszútvonalakra válaszul aktiválódnak – azzal a céllal, hogy betekintést nyerjünk az abiotikus és biotikus stresszorok közötti kölcsönhatásokba, illetve abba, hogy azok hogyan fejtenek ki hatást a méhek egészségére. Megmérték a hősokkfehérje-70 (HSP70) génexpresszióját, amely általános marker a méhek szélsőséges hőmérsékletváltozások okozta stresszel szembeni pufferelési képességére. Mérték a profe­noloxidáz (ProPO) génexpresszióját, amely az immunrendszer felszabályozásának markere a betegség okozta stresszre adott válaszként; valamint a vitellogenin (Vg) génexpresszióját, amely általános fiziológiai stresszmarker, az oxidatív stressz, az immunrendszer működése, a fejlődés és az anyagcsere egyik fő szabályozója. A hőmérséklet és a rossz levegőminőség lehetséges káros hatásainak másodlagos méréseként megvizsgálták továbbá az egyes méheket a stressz morfológiai jeleire (szövettani képalkotás). A szövettani képalkotás, amely a szövetek és sejtek mikroszkópos értékelését foglalja magában, újabban a méhkutatók érdeklődésének örvend.

Minden kaptárban hetente etettek sziruppal és ultra méhpempővel. A táplálékszerzésből visszatérő méhek közül minden egyes méhcsaládból rovarporszívóval kb. 150 gyűjtő/kijáró méhet gyűjtöttek össze a kaptár bejáratánál, majd 50 milliliteres laboratóriumi műanyag edényekbe helyezték őket, amelyeken a dátum, a kaptárszám és a hely megjelölése szerepelt. Ugyanazon a napon összesen körülbelül 150 méhet gyűjtöttek be a kaptárból úgy, hogy a méheket a kaptár középső, lefedett költőkereteiről egy külön 50 milliliteres laboratóriumi gyűjtőedénybe söpörték. A mintákat a genetikai vizsgálatokhoz előírt protokoll szerint, a terepi gyűjtések után szárazjégen tárolták, majd a további elemzésekig −80 Celsius-fokos fagyasztóba szállították. Ezek a minták képezték a genetikai és szövettani vizsgálatok alapját. Az egyes méhészetekhez legközelebbi meteorológiai állomásról lekérdezték a napi maximális hőmérsékleteket az egyes mintavételi időpontokra vonatkozóan, illetve feljegyezték az egyes mintavételi időpontokra vonatkozó levegőminőségi indexet (AQI).

A kolónia teljesítményének mérése

A méhcsaládok teljesítményének mérése egy havi részletes felmérést foglalt magában: a méhkeretek (FOB) feljegyzését, a petéző méhanya jelenlétét (peték jelenléte alapján), valamint a költés, a virágpor, a nektár, a méz és az üres hely mennyiségének mérését egy 0–10-ig terjedő skálán. Emellett szintén megbecsülték a kaptárban lévő kifejlett méhek számát.

Az egyes családok Varroa-terhelését a standard alkoholos mosási módszerrel mérték. Körülbelül 300 méhet kapartak ki egy pohárral minden egyes kaptár egyik költőkeretéből, hogy megbecsüljék a kaptárban lévő Varroa atkák teljes számát. A küszöbérték 3 százalékát meghaladó atkafertőzöttségi szintű családok atkairtó kezelést kaptak.

Ez után következett a laboratóriumi mintaelőkészítés és a molekuláris genetikai vizsgálat, illetve a szövettani elemzés. Mindezeket az adatok statisztikai értékelése követte – abiotikus és biotikus stresszor analízis, génexpressziós analízis, a családokhoz köthető korrelációs analízis, illetve a szövettani eredmények kiértékelése.

Eredményeik alapján a napi maximális hőmérséklet és az AQI-értékek (levegőminőségi index) pozitív korrelációt mutattak egymással, és összefüggésbe hozhatók a ProPO és Vg gének kifejeződésével.

A kaptárban élő méhek körében pozitív kapcsolat volt a HSP70 hőmérsékleti és a ProPO általános stresszmarkerek génexpressziója között. A gyűjtők körében pozitív kapcsolat volt a HSP70 gén expressziós szintje és a kaptárban tárolt virágpor mennyisége között. A levegőminőségi index értékei a vizsgálat során a napi maximális hőmérsékletekhez képest nagyobb eltéréseket mutattak a méhészetek között.

A biotikus stresszorok – Nosema ceranae és a Varroa atka – előfordulása összefüggött a ProPO és a HSP70 génexpressziós szintjével. Mindkét stresszor terhelése a szezon későbbi szakaszában nőtt, a legmagasabb szinteket ősszel regisztrálták. A gyűjtögető és a kaptárban lévő méhek között pozitív kapcsolat volt a Varroa atka és a N. ceranae terhelése között. A Varroa és a N. ceranae legmagasabb szintjét természetesen a két kontrollméhészetben tapasztalták, amelyek nem kaptak semmilyen kezelést e stresszorok megfékezésére.

Az eredmények összefüggéseket mutatnak az éghajlatváltozás által közvetített abiotikus stresszorok (napi maximális hőmérséklet és levegőminőség) és a méhek egészségi paraméterei között, beleértve a gyakori biotikus stresszorokat – N. ceranae és Varroa atka –, valamint a különböző biomarker gének kifejeződését, amelyek a méhek egészségét jelzik. A napi maximumhőmérséklet és a rossz levegőminőség közötti pozitív kapcsolat a gyűjtőméhek betegségek iránti fogékonyságának növekedéséhez vezethet, a méhek nagy valószínűséggel az immunrendszerük legyengülése következtében fertőződnek meg.

Általánosságban elmondható, hogy a ProPO enzimaktivitás a méhek egyik első védelmi vonala a betegségekkel szemben, és a vizsgálat alapján úgy tűnik, hogy ez a védelmi vonal a rossz levegőminőségnek való kitettség miatt sérül.

*Christopher Mayack, Sarah E Cook, Bernardo D Niño, Laura Rivera, Elina L Niño és Arathi Seshadri (2023) Poor Air Quality Is Linked to Stress in Honeybees and Can Be Compounded by the Presence of Disease. Insects.

Bagóné dr. Vántus Viola
tudományos munkatárs,
PTE ÁOK Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézet