Геном медоносної бджоли

Відео: Селекція медоносної бджоли. Пчеловодство.Пасека

Розшифровка геному медоносної бджоли є найприємнішим кроком в дослідженнях над цим видом комах, як відкриття генеологіческіх древа і розшифровки танцю бджіл. Перші аналізи цього генома, засновані на дослідженнях, в яких взяли участь понад 200 вчених, опубліковані 26 жовтня 2006 р журналі «Nature». З генома можна вважати всю генетичну інформацію, що зберігається в клітинах організму. Геном складається з хромосом, яких у бджоли налічується 16. Гени, в свою чергу, складаються з молекул ДНК, що мають вигляд довгих ниток, відбудованих з чотирьох органічних підстав: аденіну, цитозину, гуаніну та тиміну. Ці нитки утворюють спіраль. Мікробіологи відповідними методами за допомогою апаратури змогли встановити порядок (розташування) підстав в нитки ДНК. Гени є фрагментами хромосом з однаковим розташуванням підстав в нитки ДНК. У клітинах організму інформація, одержувана з розташування підстав, як би зчитується і відповідно бере участь у процесі синтезу білків, які є основою всіх структур в організмі. З них складаються ензими, які регулюють процеси в організмі.

Кожна клітина тіла бджоли має в своєму ядрі 16 хромосом, що містять в цілому 10157 генів. Деякі гени в даний час не ідентифіковано. Геном бджоли характеризується найбільшою частотою рекомбінації (тобто з`являються нові властивості в результаті обміну генетичною інформацією між двома гомологічними хромосомами під час поділу ядра), які коли-небудь відзначалася у тварин.

Касти у громадських комах, тобто виділення маток і працівників, це виняткове явище в процесі еволюції. У жодного з видів тварин, геном яких до теперішнього часу вивчений, немає поділу на касти, і це особливо зацікавило вчених. З запліднених яєць бджолиної матки можуть з`являтися і матки, і робочі бджоли. Кожна личинка бджоли має гени, необхідні обом каст. Те, які з них будуть активізовані, залежить від виду корму, яким харчується личинка. Бджолине молочко, яким годуються матки, містять відоме вже специфічні білки. В ході аналізу генома робочих бджіл відкриті гени, відповідальні за освіту деяких з цих білків. Серед цих генів 9 сусідять поруч на одній хромосомі. Якщо порівнювати структуру цих генів зі структурою генів фруктової мухи (Drosoрhila melanogaster), то видно деяку схожість між ними. Але схожі гени у фруктової мухи грають зовсім іншу роль - вони є відповідальними за забарвлення цієї комахи. Це означає, для того щоб забезпечити поділ бджіл на касти, нові гени не потрібні. Простіше кажучи, вже існуючі гени грають нову роль.

Якщо бджолина личинка вигодовується бджолиним молочком, то в ній активізуються певні гени, завдяки яким з неї може розвинутися бджолина матка. Активізацію генів забезпечує знаходяться серед них фрагменти хромосом з певним розташуванням підстав. Коли відповідні білки з бджолиного молочка відкладуться в згаданих фрагментах, що знаходиться в них ген починає ділитися. Якщо порівнювати між собою, а також з відповідними фрагментами хромосом інших організмів, фрагменти генів, характерних для робочих бджіл, і генів, характерних для маток, то виявляється, що у робочих бджіл немає ніяких особливих властивостей, вони і не відрізняються від аналогічних фрагментів у фруктової мухи. У маток ж, навпаки, відкриті повністю невідомі до цього часу фрагменти, з чого можна зробити висновок, що в процесі еволюції каста маток є новою, більш молодою, а каста робочих бджіл старішої, первинної.

Природний корм бджіл (нектар і пилок) містить дуже мало мікробів і вони виділяють токсичних речовин. Мед же, який служить бджолам, в основному, в якості зимового корму, відрізняється антибіотичну активність, а високий вміст в ньому цукрів, додатково пригнічує ріст шкідливих грибів. Одноманітним харчуванням і малою вірогідністю присутності в ньому токсичних речовин можна пояснити те, що бджоли мають досить мало рецепторів смаку і відповідних генів, так як відносно рідко вони можуть бути зустрічатися з такого виду складовими корми. Таких рецепторів і генів у них менше, ніж у фруктової мухи, яка харчується в основному гнилими фруктами. Бджола ж має значно більше рецепторів запахів, оскільки в темному вулику тисячі бджіл спілкуються між собою за допомогою феромонів. Для сприйняття та ідентифікації різних ароматичних сигналів їм необхідно дуже розвинений нюх.

В останні роки відкинуті давні погляди, що стосуються системи імунітету у комах. Довгі роки вважали, що імунна система є тільки у хребетних, а комахи виробляють тільки кілька антибіотичнихречовин, за допомогою яких здатні досить примітивним способом захищати себе від хвороботворних мікроорганізмів. Однак згодом з`ясувалося, що імунна система комах значно складніша. Виявилося, що у них може розвиватися свого роду імунна пам`ять. Це дозволяє їм в процесі першого контакту з хвороботворними мікроорганізмами, які їм вдалося перемогти, запам`ятати молекулярний знак, який відрізняє ці мікроорганізми. Пізніше ці «знання» дозволяють бджолам швидко і ефективно протистояти їм. Величезні запаси корму, а також кількість розплоду, які в певний час знаходяться в вулику, утворюють для всякого роду паразитів і хвороботворних мікроорганізмів сприятливе середовище. Але кожен з них має на вибір безліч особин в певному стані, і дуже мало можливостей переходу на інших особин. Тому несподіваним виявився результат порівняння кількості генів, відповідальних за імунну систему у бджіл, фруктових мух і комарів. Таких генів у бджіл на 50% менше. Оскільки бджолам, незважаючи на властиві їх хвороби, в світовому масштабі вимирання не загрожує, передбачувана імунна система не є для них, в кінцевому підсумку, так вже важливою.

Знайомство з розташуванням підстав в молекулах ДНК в геномі бджоли полегшує вивчення їх генів. Чим більше генів, відповідальних за різні способи поведінки бджіл або їх властивості, важливі для селекції, виявиться відкрито, тим легше буде можна розробляти такі програми селекції, які в майбутньому дозволять значно ефективніше проводити відбір кращих ліній розводяться бджіл.

M. Lattorff

Deutsches Bienen-Journal № 1/07

Пер. В. Єфімов

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі