Bakterie chrání včely před plísněmi

7. 8. 2022

Dělnice nosí do úlu obrovské množství pylu a s ním také spoustu spor nejrůznějších plísní. Jsou mezi nimi i nebezpeční původci chorob. Významnou roli ochránce úlů i včelího organismu hraje bakterie Bombella apis.

Mikrobioložka Irene Newtonová z University Bloomington zkoumala se svými spolupracovníky bakterii Bombella apis (dříve označovanou jako Parasaccharibacter apium), která se hojně vyskytuje v bakteriální obsádce čili mikrobiomu včelích matek. V mnohem menším množství najdeme tuto bakterii i u dělnic a v uloženém nektaru. Bombella apis je zatím jediný známý mikrob, který roste i v silně antimikrobiálním prostředí mateří kašičky. To také vysvětluje jeho přítomnost v mikrobiomu matek.

Ve studii zveřejněné předběžně v databázi BioRxiv došel tým Irene Newtonové k závěru, že Bombella apis potlačuje růst patogenních plísní a chrání před infekcí plísněmi včelí plod. Dobře se této bakterii vede třeba v pylu, kde se dokonce množí.

„Skutečnost, že včely přinášejí do kolonie pyl a přitom se v jejich mikrobiomu nevyskytují plísně, je opravdu zarážející,“ říká Newtonová a v této souvislosti upozorňuje, že včely mohou navštívit tisíce květů denně, a včelstvo se přesto nenakazí patogenními plísněmi, jež se na rostlinách běžně vyskytují.

Ochranné polyketidy

Laboratorní experimenty prokázaly, že kmeny bakterie Bombella apis potlačují růst nejméně dvou patogenních plísní infikujících hmyz. Konkrétně jde o plísně Beauveria bassiana a Aspergillus flavus. Beauveria bassiana patří k tak všestranným hmyzím patogenům, že se dokonce využívá k biologické ochraně proti hmyzím škůdcům. Napadené rostliny, ale i jiné objekty se stříkají sporami Beauveria bassiana ve formě emulze nebo prášku. Testuje se dokonce nasazení této plísně proti komárům přenášejícím malárii. Pro tyto účely se spory plísně nastříkávají na tkaninu moskytiér.

V dalších experimentech se fungicidní účinek bakterie Bombella apis projevoval celkem razantně i u včelího plodu. Pokud byl plod ošetřen bakterií Bombella apis, dramaticky klesalo riziko, že se nakazí plísní Aspergillus flavus. Bombella apis navíc potlačila tvorbu spor Aspergillus flavus u včel infikovaných plísní. To znamená, že bakterie nejen hubí plíseň, ale zároveň tlumí šíření nákazy.

Analýzy různých kmenů Bombella apis naznačují, že fungicidní látky z její produkce patří k sekundárním metabolitům ze skupiny polyketidů. To potvrdily i pokusy, při kterých nebyla pro ochranu včel proti patogenním plísním zapotřebí fyzická přítomnost buněk bakterie Bombella apis. Zcela postačilo, když na plísně působily bakteriální metabolity.

Již dříve někteří badatelé pozorovali, že včelstva krmená pylem s přídavkem bakterie Bombella apis bývají zdravější. Testy u včel krmených pylem s bakterií prokázaly vyšší odolnost vůči nosematóze. Autoři této studie přičítali pozitivní efekt celkovému posílení organismu včel po doplnění mikrobiomu o bakterii Bombella apis. Ve světle výsledků studie týmu Irene Newtonové se však zdá jako pravděpodobnější, že je k fungicidním polyketidům bakterie Bombella apis vnímavý i významný včelí patogen hmyzomorka včelí (Nosema apis).

Vyhlídky na fungicidní léky

Plísně patří k častým původcům chorob hmyzu. Devastují hmyz chovaný člověkem, ale i volně žijící druhy. U hmyzu s tak velkým ekologickým a ekonomickým významem, jako je evropská včela medonosná, může mít výskyt plísňových patogenů dalekosáhlé důsledky, a to včetně narušení potravinové bezpečnosti. Pokud by včelstva zachvátilo plísňové onemocnění, byla by naše schopnost zvládnout nákazu silně omezená, protože není k dispozici dostatek fungicidních přípravků. Nová fungicidní léčiva jsou často odvozena od látek bakteriálního původu. Produkují je symbiotičtí mikrobi chránící hostitelský živočišný nebo rostlinný organismus před nákazou plísněmi. Objev fungicidních polyketidů bakterie Bombella apis je příslibem pro vývoj nové léčby plísňových onemocnění a pro zmírnění ztrát včelstev. Do budoucna by mohly fungicidní látky bakterie Bombella apis najít uplatnění také při likvidaci plísňových nákaz jiných druhů organismů.

Newtonová a její spolupracovníci v závěru studie připomínají, že udržení dobrého zdravotního stavu včelstev má zásadní význam i pro volně žijící opylovače. Včela medonosná sdílí řadu zdrojů potravy se širokým druhovým spektrem samotářských včel a čmeláků, a přenos nákaz z chovů včel na populace hmyzu v přírodě tak představuje celkem reálnou hrozbu s obtížně odhadnutelnými ekologickými i ekonomickými dopady.

Jaroslav Petr
Zdroj:
Delaney L. Miller, Eric A. Smith, Irene L. G. Newton:
A bacterial symbiont protects honey bees from
fungal disease. BioRxiv https://www.biorxiv.org/
content/10.1101/2020.01.21.914325v1