Оцінка гібридних популяцій медоносної бджоли

Популяційно-генетичне дослідження медоносної бджоли в Томській області показало, що значна частина пасік представлена гібридними бджолами [1, 2]. Для більш повної характеристики гібридних популяцій і оцінки інформативності вивчених показників було проведено детальне дослідження бджіл пасіки в селі Леботер Чаінского району Томської області. Пасіка виділилася зі складу великого бджільницького радгоспу і являє собою типову пасіку Томської області.

Морфометричними і молекулярно-генетичними методами вивчено 54 особини робочих бджіл від 10 бджолиних сімей. Методами морфометрического аналізу виміряна довжина хоботка і основні ознаки правого верхнього крила: кубітальний і гантельний індекси, дискоїдальне зміщення. Результати морфометричного дослідження порівнювалися з усередненими екстер`єрними ознаками робочих особин різних порід бджіл. Для молекулярно-генетичного аналізу були використані зразки ДНК, виділені з м`язів робочих бджіл за стандартною методикою [3, 4]. Досліджували міжгенних локус цитохромоксидаза I - цитохромоксидаза II (COI - COII) мітохондріального геному методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) з використанням праймерів [4]:

3 `САСАТТТАGАААТТССАТТА;

5 `АТАААТАТАААТСАТGТGGА.

Локус COI - COII включає ген тРНК tPNA і повторювані елементи P і Q, що мають довжину 54 і 196 пар нуклеотидів (п.н.) відповідно, і відрізняється у різних порід медоносної бджоли. Структура локусу COI - COII мтДНК дозволяє встановити походження бджіл по материнській лінії.

Морфометричний аналіз бджіл виявив особин з екстер`єрними ознаками, характерними для середньо і для південних порід бджіл. Довжина хоботка досліджених бджіл виявилася досить короткою і склала в середньому (5,61 ± 0,081) мм, тобто його довжина не відповідає ні середньо, ні південним породам медоносної бджоли. Аналіз окремих морфометричних показників крила (кубітальний і гантельний індекси, дискоїдальне зміщення) у робочих бджіл показав, що більшість досліджуваних особин відповідає гібридам середньо породи з південної (табл. 1).

Відео: середньо гірничо алтайської популяції

На малюнку представлені варіаційні криві значень кубитального і гантельного індексів. Крива розподілу значень кубитального індексу всіх бджіл пасіки характеризується наявністю двох високих і двох невеликих піків. Перший високий пік, розташований між значеннями кубитального індексу від 44 до 52%, відповідає південним породам бджіл. Другий пік, що має межі 54-60%, вказує на наявність на цій пасіці гібридних бджіл і на вплив південних порід медоносної бджоли. Піки в зоні значень кубитального індексу більше 60% показують присутність на пасіці бджіл середньо породи.

Цікавою є аналіз поєднань досліджених морфологічних ознак у бджіл пасіки (табл. 2). Так, з 54 проаналізованих особин одночасно всі три ознаки (кубітальний і гантельний індекси, дискоїдальне зміщення), характерні для середньо породи, зустрічалися у 7 особин (13%), і лише 4 особи (7,4%) мали всі ознаки, характерні для південних порід. Переважало число особин з двома ознаками середньо породи і однією ознакою південній породи - 28 зразків бджіл, тобто більше 50% особин. Причому у більшості особин (24 зразка) поєднувалися гантельний індекс і дискоїдальне зміщення.

Бджоли, досліджені Морфометрично, були також проаналізовані молекулярно-генетичними методами. Виявлено два алелі локусу СОI - СОII мтДНК: аллель PQQ виявлений у 24 особин (44,44%) - аллель Q виявлено в 30 зразках (55,56%). Оскільки передача мітохондріального геному у бджіл відбувається тільки по материнській лінії, отримані результати відображають внесок в структуру генофонду досліджуваної пасіки середньо і південних порід тільки по лінії самок.

Цікаві результати отримані при комплексній оцінці морфометрических і молекулярно-генетичних показників. Поділ всієї вибірки бджіл на групи по генетичному маркеру COI - COII мтДНК - среднерусская порода (аллель PQQ) і південні породи (аллель Q) - і побудова відповідних кривих розподілу дозволили деталізувати отримані результати (рис.). Крива розподілу значень кубитального індексу для групи особин, що мають аллель Q (південні породи), показала пік з «горбом» в межах значень кубитального індексу 44-52%, що відповідає південним породам- другий пік в межах значень кубитального індексу, рівних 54-58 %, є показником гібридних форм (див. рис.). Крива розподілу значень кубитального індексу для групи особин, у яких ген PQQ (среднерусская порода), має також кілька піків: невеликий пік, в межах значень 42-46%, відповідає карпатської породе- високий пік, в межах 50-52%, вказує на південну жовту кавказьку породу- другий найвищий пік, розташований в зоні значень кубитального індексу вище 58%, вказує на середньоросійську породу. Таким чином, отримані результати показують на вплив окремих порід медоносної бджоли на формування гібридних форм і популяції в цілому. Мабуть, карпатська порода медоносної бджоли, активно завозяться на пасіки області, бере участь у формуванні помісних форм. Среднерусская бджола також утворює гібридні форми з жовтою кавказької породою. Криві розподілу значень гантельного індексу бджіл двох груп, виділених за генетичним маркером, характеризуються деякою протифазні, крім зони значень 0,88-0,94%, що відповідає гібридним бджолам.

За даними морфометричного і молекулярно-генетичного аналізу, морфометричними ознаками, найбільш погоджених зі середньо породою, виявленої за локусом COI - COII мтДНК, є гантельний індекс і дискоїдальне зміщення (табл. 3). Більшість особин (55,56%) відноситься до південної породі бджіл по генетичному маркеру. Однак не виявлено жодної особини, що має повну відповідність південній породі як за генетичним маркером, так і по морфометричних показників (табл. 4). Показано невеликий відсоток бджіл (14,8%), що мають аллель Q і два морфометрических ознаки південних порід. У переважній більшості випадків (18 зразків) у особин, що мають аллель Q, виявили два морфометрических ознаки, характерні для середньо породи (33,3%).

Повна відповідність бджіл середньо породі з генетичного маркера і по морфометричних показників виявлено тільки у трьох особин (5,6%). У 10 особин (18,5%), що мають аллель PQQ, виявлено дві ознаки, характерних для середньо породи, і один - для південної (див. Табл. 4).

Відео: Через терни до бджіл

За мтДНК среднерусская і південні породи можуть бути строго ідентифіковані. Однак на дослідженої пасіці у особин бджіл практично не реєструється відповідність даних по мтДНК і морфометричних показників, характерним для відповідних порід. Це вказує на процес метизації середньо і південних порід в популяції медоносної бджоли на даній пасіці.

Процес витіснення генів у бджіл середньо породи менш значимий, оскільки серед особин, що володіють характерним для даної породи локусом COI-COII, зареєстрований менший відсоток бджіл з морфометричними ознаками, характерними для південних порід, в порівнянні з аналогічними даними, показаними для бджіл з локусом Q. можлива причина даної ситуації - особливості формування популяції бджіл: південні породи стали завозитися на пасіки недавно, і їх частка була незначною.

Для характеристики популяції бджіл пасіки в селі Леботер були використані морфометричні і генетичний маркер. Кожен окремо взятий показник не дає можливості повно оцінити стан гібридної популяції. Мітохондріальний маркер дозволяє однозначно визначити походження особини, але тільки по лінії самки. Кубітальний індекс досить інформативний показник чистопородності медоносної бджоли. Для аналізу породного складу в гібридних популяціях кубітальний індекс найбільш значущий в поєднанні з генетичним маркером, оскільки дозволив деталізувати вплив окремих порід на формування популяції в селі Леботер. Гантельний індекс є необхідним, але недостатнім показником для оцінки популяцій медоносної бджоли. Можливо, в поєднанні з дискоїдальним зміщенням він дозволить охарактеризувати популяцію більш детально. Тільки різні морфометричні показники в поєднанні з генетичними маркерами забезпечують більш повний опис популяції генетичної структури медоносної бджоли.

Отримані результати узгоджуються з літературними даними по оцінці інформативності різних показників крила [5]. Однак діагностичне значення окремих морфометричних показників крила вимагає перегляду. Висока інформативність окремих морфометричних показників забезпечується тільки їх комплексним використанням.

Отримані результати сучасного стану популяції медоносної бджоли на досліджуваній пасіці дозволяють розглядати процес метизації бджіл пасіки як незворотний. Відновлення даної популяції бджіл, що володіє генофондом середньо породи, можливо в разі максимальної заміни гібридних бджіл на чистопородних з подальшим постійним контролем стану генофонду та індивідуальним добором бджолиних сімей на пасіці.

Н.В.ОСТРОВЕРХОВА, О.Л.КОНУСОВА, Ю.Л.ПОГОРЕЛОВ,
Е.А.БЕЛИХ, А.А.ВОРОТОВ

Томський державний університет,
Біологічний інститут,
кафедра зоології безхребетних, Томськ
E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений jаvascript для перегляду.

анотація:
Досліджено популяції генетична структура медоносної бджоли на пасіці в селі Леботер Томської області. Проаналізовано основні морфометричні показники і вивчені особливості мітохондріального геному медоносної бджоли. Оцінена інформативність і значимість окремих параметрів і їх поєднань для визначення породної приналежності медоносної бджоли.

Ключові слова:
медоносних бджіл (Apis mellifera L.), екстер`єрні ознаки, мітохондріальна ДНК, локус цитохромоксидаза I - цитохромоксидаза II (COI-COII), популяційно-генетична структура.

ЛІТЕРАТУРА:
1. Конусова О.Л., Погорєлов Ю.Л., Островерхова Н.В., РАССЕЙКИН С.А. та ін. Біологічна і господарська оцінка сімей медоносної бджоли (Apis mellifera L.) в деяких районах Томської області // Вісник ТГУ. Біологія. - 2010. - №1 (9).
2. Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Погорєлов Ю.Л., Климова Е.А. та ін. Характеристика мітохондріального геному медоносної бджоли Apis mellifera L. в популяціях Томської області // Матер. II сімпоз. країн СНД по перепончатокр. насек. - СПб., 2010 року.
3. Ніконоров Ю.М., Беньковськая Г.В., Постряков А.В., Ніколенко А.Г. та ін. Використання методу ПЛР для контролю чистопородності бджолосімей Apis mellifera mellifera L. в умовах Південного Уралу // Генетика. - 1998. - №11.
4. Ніколенко А.Г., Постряков А.В. Поліморфізм локусу COI-COII мітохондріальної ДНК медоносної бджоли Apis mellifera L. на Південному Уралі // Генетика. - 2002. - №4.
5. Шаріпов А.Я. До питання вивчення мінливості морфологічних параметрів крил медоносної бджоли // Матер. міжнар. конф. «Бджільництво - XXI ст.». - М., 2008.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі