Помощь студентам в учебе
ПРОДУКТИВНОСТЬ МАТОЧНОГО МОЛОЧКА У РАЗНЫХ ПОДВИДОВ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ APIS MELLIFERA L. В УСЛОВИЯХ СИБИРИ
|
Реферат
Введение 3
1 Литературный обзор 6
1.1 Общая характеристика медоносной пчелы Apis mellifera L 6
1.2 Методы исследования медоносной пчелы 12
1.3 Общая характеристика маточного молочка медоносной пчелы 16
2 Материалы и методы исследования 25
2.1 Морфометрический анализ 26
2.2 Морфологический анализ маточников и биохимический анализ
маточного молочка 28
2.3 Молекулярно-генетические методы 28
2.4 Отатистическая обработка результатов 29
3 Результаты и обсуждение 31
3.1 Исследование происхождения пчелиных семей 31
3.2 Морфологический анализ маточников 33
3.3 Биохимический анализ маточного молочка 34
3.4 Оценка информативности микросателлитного локуса mrjp3 как
возможного ДНК-маркера продуктивности семей по маточному молочку .... 37
Заключение 45
Список терминов и определений 47
Список используемых источников и литературы 49
Введение 3
1 Литературный обзор 6
1.1 Общая характеристика медоносной пчелы Apis mellifera L 6
1.2 Методы исследования медоносной пчелы 12
1.3 Общая характеристика маточного молочка медоносной пчелы 16
2 Материалы и методы исследования 25
2.1 Морфометрический анализ 26
2.2 Морфологический анализ маточников и биохимический анализ
маточного молочка 28
2.3 Молекулярно-генетические методы 28
2.4 Отатистическая обработка результатов 29
3 Результаты и обсуждение 31
3.1 Исследование происхождения пчелиных семей 31
3.2 Морфологический анализ маточников 33
3.3 Биохимический анализ маточного молочка 34
3.4 Оценка информативности микросателлитного локуса mrjp3 как
возможного ДНК-маркера продуктивности семей по маточному молочку .... 37
Заключение 45
Список терминов и определений 47
Список используемых источников и литературы 49
Медоносная пчела Apis mellifera L. является экологически и экономически значимым организмом. В последнее время в популяциях A. mellifera во всем мире, в том числе и России, наблюдаются неблагоприятные процессы, такие как массовая гибель пчелиных семей и бесконтрольная гибридизация пчел (Плахова, 2005; Кривцов, 2008; Монахова и др., 2009; Кривцов и др., 2010; Ильясов и др., 2015б; Ильясов, Николенко, 2016; Jensen, Pedersen, 2005). Эти негативные процессы приводят к уменьшению ареалов локальных популяций медоносной пчелы, адаптированных к определенным природноклиматическим условиям, и потере уникальных генофондов аборигенных пчел. Такая ситуация наблюдается с темной лесной пчелой Apis mellifera mellifera L., признанной исчезающим подвидом на территории Европы и в некоторых западных регионах России (Jensen, Pedersen, 2005; Munoz et al., 2015).
Вышеназванные проблемы затронули также рынок продуктов пчеловодства. За последние годы на мировом рынке и, в частности, на рынке России резко выросло количество некачественной и фальсифицированной продукции пчеловодства. Так, ежегодно в мире производится от 1,7 до 2 млн тонн меда, 30% которого является фальсификатом. Маточное молочко, наряду с медом - один из наиболее часто фальсифицированных пчелопродуктов.
Одним из путей решения некоторых проблем пчеловодства является селекционно-племенная работа с пчелиными семьями. Селекционноплеменная работа обеспечит выведение новых линий и типов пчел с необходимыми биологическими и хозяйственными показателями, устойчивыми к болезням и приспособленными к определенным природно-климатическим условиям. Кроме применения в пчеловодстве методов классической селекции, особое значение в современных условиях приобретает внедрение в практику молекулярно-генетических методов и биотехнологических приемов, а также разработка инновационных методов племенной работы (Каски- нова и др., 2017).
Маркер-опосредованная селекция (MAS, Marker Assisted Selection) - это метод, позволяющий проводить оценку пчелиных семей на генетическом уровне, а именно осуществлять отбор семей по интересующему признаку (например, продуктивности, устойчивости к заболеваниям, зимостойкости) на основе ДНК-маркеров, ассоциированных с данным показателем.
В отличие от других отраслей животноводства (Смарагдов, 2009, 2013, 2018; Бушмелева и др., 2023; Криворучко и др., 2023; Селионова и др., 2023; Balatsky et al., 2021), в пчеловодстве из-за особенностей биологии медоносной пчелы генетические маркеры, в основном, используются в мониторинге популяций A. mellifera, но не в управлении селекционным процессом (Ильясов и др., 2015б, 2016; Каскинова и др., 2015-2017; Николенко и др., 2017; Юнусбаев и др., 2019). Тем не менее, у медоносной пчелы идентифицированы кандидатные ДНК-локусы устойчивости к ряду заболеванй, а также генетические маркеры, ассоциированные с поведенческими и хозяйственными признаками (Lapidge et al., 2002; Graham et al., 2011; Rueppell et al., 2011; Holloway et al., 2012, 2013; Spotter et al., 2012; Tsuruda et al., 2012; Huang, Solter, 2013; Bourgeois et al., 2015; Huang et al., 2015; Nie et al., 2017), которые могут быть применены в селекции для увеличения ее эффективности.
Одним из перспективных для селекционно-племенной работы ДНК- маркеров рассматривается семейство генов mrjps, кодирующее основные белки маточного молочка (Baitala et al., 2010). Так, при исследовании генов семейства (mrjp3, mrjp5 и mrjp8) в бразильской популяции A. mellifera зарегистрирован высокий уровень их вариабельности и показана возможность использования mrjps-генов в качестве молекулярных маркеров, информативных для выделения семей с высокой продуктивностью маточного молочка (Baitala et al., 2010; Parpinelli et al., 2014). Ген mrjp3 включает высокоповторяющийся район - микросателлитный локус (Albert et al., 1999; Chen et al., 2005; Drapeau et al., 2006; Buttstedt et al., 2014), для которого показана ассоциация с продуктивностью маточного молочка. Выявлены высокополиморфные варианты (C, D и F), ассоциированные с повышенной продукцией маточного молочка у африканизированных пчел (Parpinelli et al., 2014; Ruvolo- Takasusuki et al., 2016). Однако согласно предварительным данным, для медоносных пчел, обитающих в Сибирском регионе, не показаны однозначные ассоциации аллельных вариантов локуса mrjp3 с продуктивностью маточного молочка (Островерхова, 2018). Тем не менее, микросателлитный локус mrjp3 может рассматриваться как кандидатный ДНК-маркер для оценки продуктивности маточного молочка у медоносной пчелы, но для его использования в селекции необходимы дополнительные исследования различных популяций и подвидов пчел, обитающих в разных природно-климатических условиях.
...
Вышеназванные проблемы затронули также рынок продуктов пчеловодства. За последние годы на мировом рынке и, в частности, на рынке России резко выросло количество некачественной и фальсифицированной продукции пчеловодства. Так, ежегодно в мире производится от 1,7 до 2 млн тонн меда, 30% которого является фальсификатом. Маточное молочко, наряду с медом - один из наиболее часто фальсифицированных пчелопродуктов.
Одним из путей решения некоторых проблем пчеловодства является селекционно-племенная работа с пчелиными семьями. Селекционноплеменная работа обеспечит выведение новых линий и типов пчел с необходимыми биологическими и хозяйственными показателями, устойчивыми к болезням и приспособленными к определенным природно-климатическим условиям. Кроме применения в пчеловодстве методов классической селекции, особое значение в современных условиях приобретает внедрение в практику молекулярно-генетических методов и биотехнологических приемов, а также разработка инновационных методов племенной работы (Каски- нова и др., 2017).
Маркер-опосредованная селекция (MAS, Marker Assisted Selection) - это метод, позволяющий проводить оценку пчелиных семей на генетическом уровне, а именно осуществлять отбор семей по интересующему признаку (например, продуктивности, устойчивости к заболеваниям, зимостойкости) на основе ДНК-маркеров, ассоциированных с данным показателем.
В отличие от других отраслей животноводства (Смарагдов, 2009, 2013, 2018; Бушмелева и др., 2023; Криворучко и др., 2023; Селионова и др., 2023; Balatsky et al., 2021), в пчеловодстве из-за особенностей биологии медоносной пчелы генетические маркеры, в основном, используются в мониторинге популяций A. mellifera, но не в управлении селекционным процессом (Ильясов и др., 2015б, 2016; Каскинова и др., 2015-2017; Николенко и др., 2017; Юнусбаев и др., 2019). Тем не менее, у медоносной пчелы идентифицированы кандидатные ДНК-локусы устойчивости к ряду заболеванй, а также генетические маркеры, ассоциированные с поведенческими и хозяйственными признаками (Lapidge et al., 2002; Graham et al., 2011; Rueppell et al., 2011; Holloway et al., 2012, 2013; Spotter et al., 2012; Tsuruda et al., 2012; Huang, Solter, 2013; Bourgeois et al., 2015; Huang et al., 2015; Nie et al., 2017), которые могут быть применены в селекции для увеличения ее эффективности.
Одним из перспективных для селекционно-племенной работы ДНК- маркеров рассматривается семейство генов mrjps, кодирующее основные белки маточного молочка (Baitala et al., 2010). Так, при исследовании генов семейства (mrjp3, mrjp5 и mrjp8) в бразильской популяции A. mellifera зарегистрирован высокий уровень их вариабельности и показана возможность использования mrjps-генов в качестве молекулярных маркеров, информативных для выделения семей с высокой продуктивностью маточного молочка (Baitala et al., 2010; Parpinelli et al., 2014). Ген mrjp3 включает высокоповторяющийся район - микросателлитный локус (Albert et al., 1999; Chen et al., 2005; Drapeau et al., 2006; Buttstedt et al., 2014), для которого показана ассоциация с продуктивностью маточного молочка. Выявлены высокополиморфные варианты (C, D и F), ассоциированные с повышенной продукцией маточного молочка у африканизированных пчел (Parpinelli et al., 2014; Ruvolo- Takasusuki et al., 2016). Однако согласно предварительным данным, для медоносных пчел, обитающих в Сибирском регионе, не показаны однозначные ассоциации аллельных вариантов локуса mrjp3 с продуктивностью маточного молочка (Островерхова, 2018). Тем не менее, микросателлитный локус mrjp3 может рассматриваться как кандидатный ДНК-маркер для оценки продуктивности маточного молочка у медоносной пчелы, но для его использования в селекции необходимы дополнительные исследования различных популяций и подвидов пчел, обитающих в разных природно-климатических условиях.
...
В настоящем исследовании изучена продуктивность маточного молочка у разных подвидов медоносной пчелы в условиях Сибири и проведена оценка информативности микросателлитного локуса mrjp3 в качестве ДНК- маркера продуктивности пчелиных семей по маточному молочку.
По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
1. Пчелиные семьи обской и енисейской линий соответствуют стандарту темной лесной пчелы согласно результатам морфометрического исследования и анализа мтДНК. Семья татарской линии является помесной.
2. Пчелы татарской линии имели самые крупные маточники с минимальным количеством маточного молочка (287 мг), имеющего наименьшую концентрацию кислоты ГДК (1,75%). Пчелы енисейской линии имели самые маленькие маточники с наибольшим количеством маточного молочка (595 мг). Пчелы обской линии содержали в маточниках в среднем 415 молочка. Концентрация вещества ГДК в маточном молочке в среднем составила около 2% у пчел обской и енисейской линий A. m. mellifera. Максимальное количество кислоты, равное 2,22%, выявлено у семьи обской линии
3. Качество маточного молочка у темной лесной пчелы определяется чистопородностью пчелиных семей, генетическим разнообразием микроса- теллитного локуса mrjp3, а также определенным сочетанием аллелей локуса. Микросателлитный локус mrjp3 является информативным для отбора пчелиных семей по продуктивности маточного молочка.
Настоящее исследование является первой попыткой внедрения маркер- опосредованной селекции темной лесной пчелы в практику пчеловодства. Микросателлитный локус mrjp3 может быть использован в качестве ДНК- маркера в селекционной работе по отбору A. m. mellifera семей по продуктивности маточного молочка. Наиболее перспективной линией для отбора семей, высоко продуктивных по маточному молочку, рассматривается енисейская линия темной лесной пчелы.
По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
1. Пчелиные семьи обской и енисейской линий соответствуют стандарту темной лесной пчелы согласно результатам морфометрического исследования и анализа мтДНК. Семья татарской линии является помесной.
2. Пчелы татарской линии имели самые крупные маточники с минимальным количеством маточного молочка (287 мг), имеющего наименьшую концентрацию кислоты ГДК (1,75%). Пчелы енисейской линии имели самые маленькие маточники с наибольшим количеством маточного молочка (595 мг). Пчелы обской линии содержали в маточниках в среднем 415 молочка. Концентрация вещества ГДК в маточном молочке в среднем составила около 2% у пчел обской и енисейской линий A. m. mellifera. Максимальное количество кислоты, равное 2,22%, выявлено у семьи обской линии
3. Качество маточного молочка у темной лесной пчелы определяется чистопородностью пчелиных семей, генетическим разнообразием микроса- теллитного локуса mrjp3, а также определенным сочетанием аллелей локуса. Микросателлитный локус mrjp3 является информативным для отбора пчелиных семей по продуктивности маточного молочка.
Настоящее исследование является первой попыткой внедрения маркер- опосредованной селекции темной лесной пчелы в практику пчеловодства. Микросателлитный локус mrjp3 может быть использован в качестве ДНК- маркера в селекционной работе по отбору A. m. mellifera семей по продуктивности маточного молочка. Наиболее перспективной линией для отбора семей, высоко продуктивных по маточному молочку, рассматривается енисейская линия темной лесной пчелы.
