УДК 638.123.56
Информация для цитирования:
Ильясова А.Ю. Ильясов Р.А., Саттаров В.Н. и др. Молекулярные основы вариабельности окраски глаз медоносной пчелы // Пчеловодство. — 2026. — №9. — С. 10-15. EDN RNLORU.
DOI: https://doi.org/10.68182/0369-8629-2026-9-10-15
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 24-16-00179.
Окраска сложных (фасеточных) глаз имаго медоносной пчелы (Apis mellifera) обусловлена накоплением инсекторубина — комплекса оммохромных пигментов, включающего ксантомматин и оммины. Пигментация глаз выполняет адаптивные функции: экранирование фоторецепторов и повышение пространственного разрешения зрения, поэтому мутантные формы служат экспериментальными моделями для изучения генетики и эволюции.
Формирование пигментации начинается на личиночной стадии, а синтез оммохромов протекает последовательно: ксантомматин обнаруживается через 2 дня после окукливания, оммин — спустя 3 дня. Содержание пигментов различается по кастам: максимальное — у трутней, промежуточное — у рабочих пчел, минимальное — у маток. Все идентифицированные мутации окраски глаз наследуются по рецессивному типу...
Описано более десяти рецессивных мутаций окраски сложных глаз медоносной пчелы. Генетический контроль пигментации служит классической моделью изучения метаболизма триптофана и птеридинов. Фенотипический спектр мутаций обусловлен различиями в составе и концентрации пигментов: мутанты отличаются от дикого типа дефицитом оммохромов, а межлинейные различия определяются набором промежуточных соединений.
У ряда линий наблюдается возрастное потемнение глаз, указывающее на продолжение синтеза пигментов в имагинальный период. Пигментация защищает фоторецепторы от фотоповреждений; ее дефицит снижает выживаемость, эффективность фуражировки и репродуктивное поведение. В стабильной среде мутантные аллели могут сохраняться, о чем свидетельствует частота аномалий в популяциях. Мутации окраски глаз широко используются как фенотипические маркеры: они легли в основу первой карты сцепления и сегрегационного анализа гаплоидных трутней, служат индикаторами распознавания членов семьи, а ортологи гена white применяются как селекционные маркеры при трансгенезе. Благодаря гаплодиплоидии эти мутации представляют собой удобную модель для изучения эволюционных процессов.
Ряд аспектов еще недостаточно изучен. Требуют уточнения молекулярные механизмы классических мутаций и роль некодирующих РНК в регуляции оммохромного пути. Открыт вопрос о консервативности неврологических функций white-транспортеров и природе плейотропных эффектов, включая причины пониженной выживаемости мутантов cream в изолированных условиях. Остаются актуальными сравнительный ультраструктурный анализ различных мутантных линий и оценка популяционно-генетических последствий мутаций в естественной среде обитания пчел.
Ключевые слова: медоносная пчела, окраска глаз, мутации, ген, метаболизм, триптофан, птеридин.
А.Ю. ИЛЬЯСОВА, Р.А. ИЛЬЯСОВ,
В.Н. САТТАРОВ1, А.Р. СЮНДЮКОВА1,
А.Р. РАХМАТУЛЛИНА1, Н.Р. ГАЗИЗОВА2
ФГБУН «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН», г. Москва;
1ФГБОУ ВО «Башкирский государственный
педагогический университет им. М. Акмуллы», г. Уфа;
2ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда
и экологии человека», г. Уфа
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузьмина Л.А., Лопатина Н.Г. и др. Влияние мутантных генов snow и chartreuse-red на неврологические особенности медоносной пчелы // Доклады АН СССР. — 1975. — Т. 221. — №4.
2. Саттаров В.Н., Туктаров В.Р. и др. Аномалии глаз рабочих пчел на территории Башкортостана // Пчеловодство. — 2014. — №5.
3. Almeida R. de, Soares A.E.E. Longevity of africanized worker honey bees (Apis mellifera) carrying eye color mutant alleles // Scientia Agricola. — 2003. — V. 60. — №2.
4. Beljavsky A.G. Drone-albinos // Bee World. — 1931. — V. 12. — №12.
5. Chaud-Netto J., Kerr W.E., Bezerra M.A.F. Mutation in honeybees 2. Average rate of mutation based on seven genes for eye colour // Journal of Apicultural Research. — 1983. — V. 22. — №1.
6. Cruz-Landim C., Chaud-Netto J., Gonçalves L.S. Morphological alterations in the compound eyes of eye-color mutants of Apis mellifera L. // Revista Brasileira de Genética. — 1980. — V. III.
7. Dustmann J.H. Eye-colour mutants of the honeybee // Bee World. — 1987. — V. 68. — №3.
8. Grubbs N., Haas S., Beeman R.W., Lorenzen M.D. The ABCs of eye color in Tribolium castaneum: Orthologs of the Drosophila white, scarlet, and brown genes // Genetics. — 2015. — V. 199. — №3.
9. Kikkawa H. Mechanism of pigment formation in Bombyx and Drosophila // Genetics. — 1941. — V. 26. — №6.
10. Laidlaw H.H.Jr., Eckert J.E. Queen rearing. Berkeley: University of California Press. — 1962.
11. Liang L., Li Z. et al. Expansion of CRISPR targeting sites using an integrated gene-editing system in Apis mellifera // Insects. — 2021. — V. 12. — №10.
12. Shultz R.R., Nixon J.M. et al. The life history of recessive deleterious alleles as seen through the eyes of a honey bee (Apis mellifera) // Molecular Biology and Evolution. — 2026. — V. 43. — №7.
13. Shultz R.R., Ryals D.K. et al. Eye can see clearly now: identifying the locus associated with a white-eye mutation in honey bees (Apis mellifera) // Insect Molecular Biology. — 2025. — V. 35. — №2.
14. Soares A.E.E. Chartreuse-Limão: first eye mutation induced by gamma radiation with 60Co in the honeybee // Journal of Apicultural Research. — 1981. — V. 20. — №3.
15. Sumitani M., Yamamoto D.S. et al. Isolation of white gene orthologue of the sawfly, Athalia rosae (Hymenoptera) and its functional analysis using RNA interference // Insect Biochemistry and Molecular Biology. — 2005. — V. 35. — №3.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
♦ Ильясова Алла Юрьевна, науч. сотр. лаборатории нейробиологии развития, e-mail:
♦ Ильясов Рустем Абузарович, д-р биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории нейробиологии развития, e-mail:
♦ Саттаров Венер Нуруллович, д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой экологии, географии и природопользования, e-mail:
♦ Сюндюкова Алсу Рифгатовна, аспирант;
♦ Рахматуллина Амина Раисовна, аспирант;
♦ Газизова Наиля Рифовна, канд. биол. наук, зам. гл. врача по медицинской части.
MOLECULAR BASIS OF EYE COLOR VARIABILITY APIS MELLIFERA
A.Yu. Ilyasova, R.A. Ilyasov, V.N. Sattarov,
A.R. Syundyukova, A.R. Rakhmatullina, N.R. Gazizova
More than ten recessive mutations of compound eye color have been described in the honey bee. The genetic control of pigmentation serves as a classical model for studying tryptophan and pteridine metabolism. The phenotypic spectrum of mutations is determined by differences in the composition and concentration of pigments: mutants differ from the wild type by a deficiency of ommochromes, while inter-line differences are determined by the set of intermediate compounds. Age-related darkening of the eyes is observed in several lines, indicating the continuation of pigment synthesis during the imaginal period. Pigmentation protects photoreceptors from photodamage; its deficiency reduces survivability, foraging efficiency, and reproductive behavior. In a stable environment, mutant alleles may persist, as evidenced by the frequency of anomalies in populations. Eye color mutations are widely used as phenotypic markers: they formed the basis of the first linkage map and segregation analysis of haploid drones, serve as indicators for family member recognition, and orthologs of the white gene are used as selection markers in transgenesis. Due to haplodiploidy, these mutations provide a convenient model for studying evolutionary processes. Several aspects remain insufficiently studied. The molecular mechanisms of classical mutations and the role of non-coding RNAs in the regulation of the ommochrome pathway require further clarification. The question of the conservativeness of the neurological functions of white transporters and the nature of pleiotropic effects — including the reasons for the decreased survival of cream mutants under isolated conditions — remains open. A comparative ultrastructural analysis of mutant lines and an assessment of the population-genetic consequences of mutations in the natural environment are currently relevant.
Keywords: honey bee, eye color, mutations, gene, metabolism, tryptophan, pteridine.
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
