近年来,欧洲和北美冬季发生了蜂蜜蜂群的大量损失。可以证明,瓦螨和变形的翅膀病毒是导致蜂死亡率惊人的主要因素。维也纳兽医大学的研究人员首次成功地使用病毒的人工遗传物质模拟病程。通过注射合成RNA,在没有螨虫的实验室中再现了所谓的螨病的症状。这使得能够审慎制定新战略,以便在未来保护蜜蜂种群。结果发表在PLOS ONE期刊上。
蜜蜂Apis mellifera除了对蜂蜜和蜡的生产具有重要意义外,还对水果和蔬菜植物的授粉起着重要作用。冬季整个蜜蜂群落的损失具有经济上的 - 特别是 - 生态后果,因为传粉者在开花期间缺少传粉者。北美和欧洲的养蜂业尤其受到部分巨额亏损的影响。仅在2014/2015年的冬季,一些奥地利地区的蜂群中有多达50%坍塌。
这种蜜蜂死亡的主要原因似乎不是现代农业中农药的使用。许多研究表明,蜂群的存活很大程度上取决于瓦螨的侵染,广泛的吸血寄生虫以及这些螨虫对变形的翼病毒的传播。维也纳兽医大学病毒学研究所的一个研究小组开发了一个新的实验室系统,使他们能够在病毒调查方面向前迈出重要一步。通过使用分子克隆,他们在实验室条件下以有针对性的方式模拟疾病过程。
变形翼病毒的人工病毒基因组
到目前为止,科学家们只使用了它们从受感染的蜜蜂身上采集的变形翼病毒样本。“然而,混合和多重感染可能会影响这些测试的结果”,主要作者Benjamin Lamp说。对于新的测试系统,研究人员使用人工遗传材料代替变形翼病毒的天然样本,以便将疾病病程与病毒明确联系起来。
“最初,我们扩增病毒的遗传RNA材料并将其保存为载体中的DNA拷贝,载体是遗传物质的特定运输载体。由此产生的分子克隆使我们能够生产相同且基因定义的人工病毒,”解释灯。感染人造病毒的昆虫表现出相同的症状,例如褪色,侏儒,死亡或同样在自然感染中发生的同翅的变形。因此,可以明确地表明这些症状是由变形的翼病毒引起的。
在腺体组织中检测到变形的翼病毒
除了在受控的实验室条件下感染病毒RNA外,还可以显示疾病过程的无偏见。科学家们不仅用病毒的人工遗传物质感染了完全发育的蜜蜂,还感染了幼虫和蛹。在蛹期间,Lamp和他的团队分析了目标组织和宿主细胞 - 病毒最好感染的细胞。
科学家在所有身体区域发现了病毒抗原 - 变形翼病毒的特定蛋白质分子。然而,神经,腺体和结缔组织细胞受到特别的影响。“高浓度的病毒蛋白 - 抗原 - 在腺体中也可能表明病毒从一只蜂到另一只蜂的口腔传播,”最后一位作者,大学病毒学研究所所长TillRümenapf教授解释道。维也纳兽医学院 这可以解释为什么病毒如果不被瓦螨传播也会留在荨麻疹中。然而,在肌肉和血细胞中未检测到病毒蛋白。
新方法的各种应用
通过使用分子克隆,可以在实验室条件下模拟,操作和研究病毒生命周期的不同方面。这涉及瓦螨的病毒传播,感染过程和蜜蜂发育不同阶段的病毒复制。受控制的实验条件将有助于制定新策略,以有效减少病毒引起的蜂群损失。
所描述的实验仅涉及一种DWV菌株,但该方法也可用于其他菌株。“在许多情况下,蜜蜂不仅感染了一种病毒。我们的测试系统提供了一种工具来发现,哪些病毒特别有害以及病毒在多种感染中如何表现,”Lamp解释道。“因此,我们可以针对引起疾病的病毒制定有针对性的策略。”
关于变形的翼病毒
变形翼病毒(DWV)属于Iflaviridae科。这些病毒是所谓的RNA病毒。它们的遗传物质仅由一条核糖核苷酸链组成,与哺乳动物中普遍存在的双链DNA不同。在大多数情况下,但并非所有情况下,变形的翼病毒感染都会受到瓦螨叮咬的影响。“如果蜂巢中没有寄生虫,病毒就会持续存在于蜂巢中,”本杰明兰解释说。