A lítium-klorid hatékonyan elpusztítja az ázsiai méhatkát

A mézelő méh egyre fontosabb szerepet tölt be a termesztett és a vadon élő növényfajok beporzásában. A mézelő méhcsaládok gyengüléséről és rendszeresen bekövetkező pusztulásáról szóló beszámolókat a méhészek, a gazdálkodók és a kutatók egyaránt aggasztónak találják. Az ázsiai méhatka, tudományos nevén Varroa destructor fertőzés a hozzá kapcsolódó vírusokkal kulcsfontosságú szerepet tölt be a mézelő méhek egészségügyi problémáiban.

A méhcsaládok pusztulásának elkerülése érdekében szükség van azok évenkénti kezelésére, azonban jelenleg meglehetősen kevés hatékony atkaölő szer áll rendelkezésre és az elmúlt 25 évben egyetlen új hatóanyagot sem regisztráltak. Az RNS-interferencia (RNAi) módszert a közelmúltban javasolták, mint ígéretes lehetőséget, alkalmazása azonban meglepő felfedezéshez vezetett. Az RNS kicsapásra használt lítium-klorid, vagy egyéb lítium vegyületek, amikor azokat nagyon kicsi, millimólnyi koncentrációban adták a méheknek, hatékonyan pusztították el a méhatkákat. Zárkába helyezett méhekkel, és fiasításmentes mesterséges rajokkal (amelyek egy anyából és néhány ezer dolgozóból álltak) végzett kísérletek egyértelműen igazolták, hogy nagyszerű lehetőség rejlik a lítium atkaölő szerként való használatában, továbbá a dolgozó méhek is jól tolerálják ezt az anyagot.

A mézelő méhek beporzókként központi szerepet játszanak a mezőgazdaságban, és az élelmiszertermeléshez való gazdasági hozzájárulásuk globális szinten 235 és 285 milliárd USA dollár közé tehető. Az ökoszisztémában betöltött értékes szerepük abból adódik, hogy a mézelő méhek porozzák be a rovarbeporzású növények több mint 90%-át és mint generalista faj, létfontosságúak a növénybeporzó (viráglátogatási) hálózatok kiegyenlítésében, ezért a házi méhek gyengüléséről és az ennek következtében jelentkező nagyobb veszteségekről szóló legújabb jelentések nemcsak a méhészeket és a kutatókat rémisztették meg, hanem a lakosság körében is aggodalmat keltettek. A méhcsaládok pusztulása nemcsak a méhcsaládok tartásánál jelent problémát, hanem jelentősen növeli a beporzás szolgáltatás költségeit, ami a világ növénytermesztésére nézve is következményekkel jár.

Bár a jelenleg tapasztalt méhegészségügyi problémák okait még nem sikerült teljesen feltárni, az biztos, hogy a méhek hemolimfáját szívogató atka a problémák egyik fő kiváltója, és hogy a méhészet történetében egyetlen más parazita, vagy patogén szervezet sem gyakorolt ehhez fogható hatást a méhek egészségére. Az ázsiai méhatka eredetileg kizárólag a keleti mézelő méh (Apis cerana) parazitája volt. Elterjedését követően az új gazdafaj, a nyugati mézelő méh (Apis mellifera) esetében az atkapopuláció exponenciálisan növekszik a fiasításos időszakban, mivel a nőstény atkák kizárólag a fedett fiasításban, vagy a herefiasításban képesek szaporodni.

A nagymértékű atkafertőzöttség komoly károkat okoz, egyrészt az atkák hemolimfa szívogatása, másrészt bizonyos vírusok átvitele miatt. A vírusok táplálékkal, vagy a méhek érintkezésével való és az atka által történő terjedése között az a leglényegesebb különbség, hogy amikor az atka közvetlenül a méh hemolimfájába juttatja a vírust, akkor a gazdaszervezet védekező mechanizmusát megkerüli.

A vándorló méhészkedés és a magas méhcsalád sűrűség tovább növeli a problémát azzal, hogy kedvez a méhvírusok horizontális terjedésének a szomszédos családok között az atkán keresztül. Ennek eredményeként sokkal virulensebb vírustörzsek jelentek meg és ezáltal az atkafertőzött méhcsaládok kárküszöb értéke csökkent az elmúlt 20 évben.

A nem trópusi területeken folytatott általános méhészeti gyakorlat esetében, amelyre a nagy méhsűrűség, a rajzásgátlás és a rendszeres atka elleni védekezés jellemző, nehéznek tűnik a kiegyensúlyozottabb gazdaszervezet-parazita egyensúly kialakítása. Ezidáig az Apis mellifera családok kezelés nélküli hosszú távú túléléséről szinte kizárólag vad populációk, vagy folyamatosan természetes szelekciós nyomás alatt tartott családok esetében számoltak be. A legtöbb esetben még az sem tisztázott, hogy a túlélés az ellenálló képességnek köszönhető, amelynek következtében kisebb károkat szenved a gazda faj, vagy az atka szaporodási sikerét csökkentő rezisztencia mechanizmusoknak. A higiéniás viselkedéssel kapcsolatos tenyésztés és egyéb hasonló próbálkozások ellenére sajnos kétségesnek tűnik, hogy ez a módszer a belátható jövőben önmagában megoldást kínál a globális méhatka problémára. Napjainkban szinte valamennyi háziméh család rendszeres kezelést igényel és nagyon valószínű, hogy ez az elkövetkezendő évtizedekben továbbra is szükséges lesz.

Tekintettel erre a kihívásra, figyelemreméltó, hogy a méhatka ellen alkalmazható regisztrált szintetikus állatgyógyászati készítmények mindössze néhány összetevőn alapulnak, pl. a szerves foszfát kumafosz, néhány piretroid és a formamidin amitráz. Az elmúlt több mint 25 év alatt egyetlen új hatóanyagot sem regisztráltak. Ennek következtében a méhatka rezisztens lett az összes rendelkezésre álló szintetikus atkairtó szerre. A szerves savak és illóolajok alkalmazása sajnos változó hatékonyságot mutat. A fokozott atka elleni védekezés ellenére szinte valamennyi európai és észak-amerikai államból rendszeresen nagymértékű állománypusztulásokról számolnak be. Egyértelmű tehát, hogy növelni kell a méhatka kezeléssel kapcsolatos kutatások számát és sürgősen új, sokkal hatékonyabb anyagokat kell kifejleszteni az atka ellen.

A közelmúltban Garbian és munkatársai egy teljesen új megközelítést alkalmaztak a témában, ez az RNS-interferencia módszer alkalmazása a Varroa atka elleni védekezésben. Ennek lényege röviden az, hogy az atka létfontosságú génjeinek megfelelő dupla szálú RNS szálakat etettek a méhekkel és így az elfogyasztott hemolimfával horizontálisan átvitték ezeket a parazita atkákba. Ez a módszer elegáns módon a gazdaszervezetet használja vektorként, hogy átvigye a szelektív és letális dupla szálú RNS-t a parazitába. A kutatók bemutatták, hogy az atkában a dupla szálú RNS lebontotta a célzott géneket és 2 hónapon belül 60%-kal csökkentette az atkák számát. A kutatók megpróbálták javítani a módszert, hogy újabb atka gének megcélzásával nagyobb aktivitást és rövidebb kezelési időt érjenek el. Azonban a kísérleti tanulmány nem várt eredményeket hozott, minek következtében egy teljesen új megközelítésre derült fény.

A kísérlet során atkával megfertőzött háziméheket tettek zárkába és etettek az atka létfontosságú génjeinek megfelelő dupla szálú RNS szálakat tartalmazó szacharóz-oldattal. Egyszerű szacharóz oldat és a zöld fluoreszkáló fehérjét (GFP) kódoló szekvencián alapuló dupla szálú RNS-t tartalmazó szacharóz oldat volt a kontroll. Azért esett a választás a GFP szekvenciára kontrollként, mert sem a mézelő méh, sem az atka genomja nem tartalmaz ezzel megegyező géneket. A kezeletlen csoportban az atkapusztulás 5% alatt volt. Ezzel szemben az atka létfontosságú génjeinek megfelelő dupla szálú RNS szálakat tartalmazó szacharóz-oldattal etetett méhek esetében az összes atka elpusztult 3 napon belül. Azonban ehhez hasonló hatást figyeltek meg a GFP szekvencián alapuló dupla szálú RNS-t tartalmazó szacharóz oldattal etetett méheknél is.

Az eredmény alapján arra következtettek, hogy az RNS-nek lehet egy más, eddig ismeretlen hatása, vagy a teszt oldat egy másik összetevőjének köszönhető a hatás. Mivel a dupla szálú RNS előállításához nagy koncentrációban használtak lítium-kloridot, és így az RNS-sel együtt azt is etették a méhekkel, kitalálták, hogy lítium-kloridos szacharóz oldatot adnak az állatoknak, hogy vizsgálják annak atkákra gyakorolt hatását. Meglepő módon, a lítium-klorid 25 mM koncentrációban, amely megfelelt az RNS-oldatban is megtalálható koncentrációnak, ugyanolyan hatékonyan pusztította el az atkákat, mint a dupla szálú RNS-t tartalmazó tesztoldat. Ezen kívül, amikor a lítium-kloridot nagyrészt eltávolították a dupla szálú RNS-t tartalmazó oldatból, annak hatékonysága jelentősen csökkent.

A megfigyelésekből arra következtettek, hogy a lítium-kloridnak köszönhető az atkákra gyakorolt hatás és érdemes lenne tanulmányozni a lítium-klorid atkairtó szerként való alkalmazását. Hogy megerősítsék az elsődleges tapasztalataikat, a kutatók új kísérletekbe kezdtek, melyek során különböző koncentrációban alkalmazták a lítium-kloridot és az eredményeket statisztikai módszerek segítségével értékelték. A korábban alkalmazott 25 mM koncentráció mellett 2 mM, 4 mM és 10 mM koncentrációt állítottak be a hatékonyság vizsgálatára. Az eredmények alátámasztották a korábbi megállapításokat. Jelentős gátló hatást figyeltek meg már 2 mM koncentrációnál is. 10 mM és 25 mM koncentrációnál szignifikáns módon nőtt az atka mortalitása a kezelés második napjától kezdve és a vizsgálat végére elérte a 96%-ot. A lítium-kloridot nem tartalmazó kontroll vizsgálatokban az atka mortalitás átlagosan 9,3%-os volt, ami az eltérő környezetben tartott kezeletlen méheken élő atkák mortalitási értékén belül található. Az eredmények alapján a kutatók egyértelműen meggyőződtek arról, hogy a lítium-klorid 2 mM és 25 mM koncentráció között egyértelműen hatással van az atkák életképességére.

A vizsgálatok során a zárkában tartott méheket több napon át etették az adott lítium-klorid oldattal, amíg az atkák elpusztultak. Azonban a módszer gyakorlati alkalmazásához egy rövidebb, egyértelmű kezelési időszakot kellene meghatározni. A kutatók ezért további kísérletbe kezdtek, amely során a leghatékonyabb, 25 mM koncentrációjú oldatot adták a méheknek 24 órán át, majd ezt követően cukoroldattal etették az állatokat további 6 napon keresztül. A megfigyelési időszak végén az atkák 92,9%-a elpusztult és a kezelt méheken semmilyen hatást nem figyeltek meg. Ez az eredmény egyértelműen igazolja, hogy a 25 mM lítium-kloriddal való rövid távú etetés is elegendő az atkapopuláció nagy részének elpusztításához.

Vizsgálták a lítium-kloridnak a méhekre gyakorolt hatását, és arra jutottak, hogy a hosszú ideig tartó kezelés csökkenti a dolgozó méhek élettartamát. Azonban a módszer mégis ígéretes, hiszen igazolták, hogy a rövid idejű lítium-kloridos kezelés is elegendő az atkák elpusztításához és ez alig, vagy egyáltalán nincs hatással a dolgozó méhek élettartamára. A zárkában tartott méhekkel elért eredmények sikeres és sokat ígérő első lépésnek tekinthetők egy újfajta megközelítés felé a Varroa atka elleni védekezésben, azonban a módszer hatékonyságát és lehetséges mellékhatásait gyakorlati körülmények között is meg kell erősíteni.

Fordította: Nagy Judit
Forrás: www.nature.com
(Biokultúra 2018/3)