Перспективы идентификации подвидовой принадлежности медоносных пчел

УДК 638.123

Существует несколько методов идентификации подвидов пчел: морфометрические (морфометрия частей тела, классическая морфометрия крыла, дискриминантный анализ DAWINO, геометрический анализ формы крыла); биохимические (аллозимный полиморфизм); генетические, включающие полиморфизм локусов митохондриальной и ядерной ДНК (мтДНК и яДНК соответственно), вариабельность микросателлитных локусов и полиморфизм сайтов однонуклеотидных замен SNP (single nucleotide polymorphism).

Для идентификации подвидов пчел первоначально использовали только морфометрические методы исследования. Однако морфометрические признаки не всегда информативны при идентификации подвидов, поскольку под воздействием условий среды обитания подвержены изменчивости (Franck et al., 2000). В дальнейшем получили развитие биохимические методы идентификации на основе полиморфизма аллозимных локусов. Существенным недостатком данных локусов оказался низкий уровень полиморфизма у всех представителей общественных перепончатокрылых, в том числе и пчел.

Любой из существующих методов идентификации подвидов пчел имеет некоторые ограничения для молекулярно-филогенетических исследований. Современным максимально достоверным методом идентификации подвидов пчел служит расчет единых генетических дистанций по всем изучаемым параметрам. Локальные популяции местных подвидов, а также диких и одичавших пчел обладают максимально адаптированным генофондом с высоким уровнем генетического разнообразия. Селекция пчел может быть эффективной только на чистопородных линиях подвидов. Гибридные линии не эффективны в селекции в связи с непредсказуемым расщеплением хозяйственно полезных признаков в потомстве. Применение комплексных методов идентификации пчел чистопородных линий, а также диких и одичавших популяций позволит вывести новые линии с интересующими хозяйственно полезными признаками. Другим быстрым и эффективным подходом в создании новых линий пчел может стать редактирование генома с применением метода CRISPR-Сas. Идеи данной статьи позволят разработать новые эффективные стратегии в развитии устойчивого пчеловодства в России.

Ключевые слова: медоносные пчелы, Apis mellifera, подвиды пчел, идентификация подвидов, селекция, сохранение генофонда, гибридизация, чистопородный генофонд, редактирование геномов, CRISPR-Cas.

Р.А. ИЛЬЯСОВ^1,2, Д.В. БОГУСЛАВСКИЙ¹,
А.Г. МАННАПОВ²

¹Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН,
²РГАУ–МСХА им. К.А. Тимирязева,
г. Москва

ЛИТЕРАТУРА
1. Bouga M., Alaux C., Bienkowska M., Bchler R., Carreck N.L., Cauia E., Chlebo R., Dahle B., Dall’Olio R.a. A review of methods for discrimination of honey bee populations as applied to European beekeeping // Journal of Apicultural Research. — 2011. — V. 50. — №1. https://doi.org/10.3896/IBRA.1.50.1.06.
2. Dietemann V., Walter C., Pirk W., Crewe R. Is there a need for conservation of honeybees in Africa? // Apidologie. — 2009. — V. 40. https://doi.org/10.1051/apido/2009013.
3. Frühauf M.I., Barcelos L.d.S., Botton N.Y., Peter C.M., Hübner S.d.O., Lima M.d., Vargas G.D.Á., Fischer G. Alternatives for obtaining a continuous cell line from Apis mellifera // Ciencia Rural. — 2021. — V. 51. — №12. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20201111.
4. Harpur B.A., Chapman N.C., Krimus L., Maciukiewicz P., Sandhu V., Sood K., Lim J., Rinderer T.E., Allsopp M.H., Oldroyd B.P., Zayed A. Assessing patterns of admixture and ancestry in Canadian honey bees // Insectes Sociaux. — 2015. — V. 62. — №4. https://doi.org/10.1007/s00040-015-0427-1.
5. Harpur B.A., Kent C.F., Molodtsova D., Lebon J.M., Alqarni A.S., Owayss A.A., Zayed A. Population genomics of the honey bee reveals strong signatures of positive selection on worker traits // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2014. — V. 111. — №7. https://doi.org/10.1073/pnas.1315506111.
6. Hu X.F., Zhang B., Liao C.H., Zeng Z.J. High-Efficiency CRISPR/Cas9-Mediated Gene Editing in Honeybee (Apis mellifera) Embryos // G3 (Bethesda). — 2019. — V. 9. — №5. https://doi.org/10.1534/g3.119.400130.
7. Ilyasov R.A., Kosarev M.N., Neal A., Yumaguzhin F.G. Burzyan wild-hive honeybee A. m. mellifera in South Ural // Bee World. — 2015. — V. 92. — №1. https://doi.org/10.1080/0005772X.2015.1047634.
8. Kohno H., Suenami S., Takeuchi H., Sasaki T., Kubo T. Production of Knockout Mutants by CRISPR/Cas9 in the European Honeybee, Apis mellifera L // Zoological Science. — 2016. — V. 33. — №5. https://doi.org/10.2108/zs160043.
9. Liang L., Li Z., Li Q., Wang X., Su S., Nie H. Expansion of CRISPR Targeting Sites Using an Integrated Gene-Editing System in Apis mellifera // Insects. — 2021. — V. 12. — №10. https://doi.org/10.3390/insects12100954.
10. Meixner M.D., Pinto M.A., Bouga M., Kryger P., Ivanova E., Fuchs S. Standard methods for characterising subspecies and ecotypes of Apis mellifera // Journal of Apicultural Research. — 2013. — V. 52. — №4. https://doi.org/10.3896/IBRA.1.52.4.05.
11. Seeley T.D., Tarpy D.R. Queen promiscuity lowers disease within honeybee colonies // Proceedings of the Royal Society London B. — 2007. — V. 274. https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3702.
12. Wang X., Lin Y., Liang L., Geng H., Zhang M., Nie H., Su S. Transcriptional Profiles of Diploid Mutant Apis mellifera Embryos after Knockout of csd by CRISPR/Cas9 // Insects. — 2021. — V. 12. — №8. https://doi.org/10.3390/insects12080704.
13. Whitfield C.W., Behura S.K., Berlocher S.H., Clark A.G., Johnston J.S., Sheppard W.S., Smith D.R., Suarez A.V., Weaver D., Tsutsui N.D. Thrice out of Africa: ancient and recent expansions of the honey bee, Apis mellifera // Science. — 2006. — V. 314. №5799. https://doi.org/10.1126/science.1132772.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Ильясов Рустем Абузарович, д-р биол. наук, вед. научн. сотр. лаборатории молекулярной генетики НОЦ «Прогрессивные технологии, трансплантология и генотипирование», доцент кафедры аквакультуры и пчеловодства, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.;
Богуславский Дмитрий Викторович, ст. научн. сотр., канд. биол. наук;
Маннапов Альфир Габдуллович, д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой аквакультуры и пчеловодства, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..

PROSPECTS FOR IDENTIFICATION OF HONEY BEES SUBSPPECIES

R.A. Ilyasov, D.V. Boguslavsky, A.G. Mannapov

Any of the existing methods for identifying bee subspecies has some limitations for molecular phylogenetic studies of bees. Calculation of uniform genetic distances for all studied parameters of bees is a modern, most reliable method for identifying bee subspecies. Local populations of local subspecies of bees, as well as wild and feral bees, have the most adapted gene pool with a high level of genetic diversity. Bee selection can only be effective on purebred lines of bee subspecies. Hybrid lines of bee subspecies cannot be effectively used in breeding due to the unpredictable splitting of economically useful traits in the offspring. The use of complex methods for identifying subspecies of bees of purebred lines, as well as wild and feral populations of bees, will make it possible to develop new lines of bees with economically useful traits of interest. Another fast and effective approach to creating new lines of bees with economically useful traits of interest may be genomic editing using CRISPR-Cas technology. The ideas in this article will allow us to develop new effective strategies for the development of sustainable beekeeping in Russia.

Keywords: honey bee, Apis mellifera, subspecies of bees, identification of subspecies, selection, conservation of the gene pool, hybridization, purebred gene pool, genome editing, CRISPR-Cas.

«

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

»