Intrabreed Diversity and Relationships between Races of Honey Bee Apis mellifera carpathica and Apis mellifera caucasica

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Based on the analysis of 94 sequences of the mtDNA CO1 gene, the intrabreed diversity and evolutionary relationships of bees from Russia, Ukraine, Armenia, Kyrgyzstan, Tajikistan, and Poland were studied. We revealed two main haplotypes corresponding to the races A. m. carpathica and A. m. caucasica, common in the studied regions. However, in Armenia bees of the Caucasian race predominate, and in Poland – Carpathian. A. m. caucasica has higher haplotype diversity: one of its haplotypes is formed by samples of bees from the Crimean mountain breed, possibly an independent race A. m. taurica. There are 2 clusters on the phylogenetic tree: one cluster includes A. m. mellifera and A. m. iberica (evolutionary line M), the other (line C) ‒ A. m. ligustica, A. m. carpathica, A. m. caucasica. Haplotypes of A. m. caucasica have more substitutions per site, indicating their earlier origin compared to A. m. ligustica and A. m. carpathica. According to the time of divergence of A. mellifera and A. cerana at 6 Ma, the divergence of all races of line C is estimated from 1.3 to 0.6 Ma; races A. m. caucasica 0.35–0.25 million, A. m. carpathica – 0.2–0.04 million. When using universal primers with optimization of amplification conditions for the mtDNA CO1 gene region, a nonsynonymous G/A SNP was detected in position 4 (680 bp) which can be used to identify A. m. carpathica from A. m. ligustica.

Авторлар туралы

T. Triseleva

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: triselyova@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow, Leninsky prosp., 33

A. Safonkin

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: triselyova@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow, Leninsky prosp., 33

T. Bykova

Vernadsky Crimean Federal University

Email: triselyova@yandex.ru
Russia, 295007, Simferopol, prosp. Akademika Vernadskogo, 4

M. Rukhkyan

Scientific Center of Zoology and Hydroecology, National Academy of Sciences of the Republic of Armenia

Email: triselyova@yandex.ru
Armenia, 0014, Yerevan, Paruyr Sevaki St., 7

Әдебиет тізімі

  1. Алпатов В.В. Породы медоносной пчелы и их использование в сельском хозяйстве. М., 1948.
  2. Быкова Т.О., Триселева Т.А., Ивашов А.В., Сафонкин А.Ф. К оценке морфогенетического разнообразия медоносной пчелы Apis mellifera L. из горно-лесной зоны Крыма // Изв. РАН. Сер. биол. 2016. № 6. С. 625–630. https://doi.org/10.7868/S0002332916060059
  3. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А. Г. Макро- и микроэволюция медоносной пчелы Apis mellifera // Биомика. 2017а. Т. 9. № 2. С. 60–70.
  4. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Основные методы идентификации подвидов пчел Apis mellifera // Биомика. 2017б. Т. 9. № 2. С. 71–82.
  5. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Современные методы оценки таксономической принадлежности семей пчел // Экологическая генетика. 2017в. Т. 15. № 4. С. 41–51. https://doi.org/10.17816/ecogen15441-51
  6. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Три сценария эволюции подвидов пчелы Apis mellifera // Пчеловодство. 2018. № 1. С. 16–18.
  7. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Митохондриальная ДНК в изучении популяций пчел на Урале // Материалы межрегионального совещания энтомологов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 2006. С. 72–74.
  8. Ильясов Р.А., Хан Г.Ю., Ли М.Л., Ким К.В., Парк Д.Х., Такахаши Д.И., Квон Х.В., Николенко А.Г. Филогенетические отношения подвидов пчел Apis mellifera caucasia и Apis mellifera carpathica по последовательностям митохондриального генома // Генетика. 2021. Т. 57. № 6. С. 697–710. https://doi.org/10.31857/S0016675821060047
  9. Комаров П.М. Разведение пчел. М.: Сельхозгиз, 1937. 312 с.
  10. Михайлов А.С. К биометрической характеристике кавказской горной серой пчелы // Пчеловодный мир. 1927. № 3. С. 84–86.
  11. Сафонкин А.Ф., Триселева Т.А., Быкова Т.О. Внутрирасовое разнообразие карпатской расы медоносной пчелы Apis mellifera carpatica // Изв. РАН. Сер. биол. 2019. № 5. С. 524–532. https://doi.org/10.1134/S0002332919050096
  12. Чочиа Н.Г., Евдокимов С.П. Палеогеография позднего кайнозоя Восточной Европы и Западной Сибири (ледниковая и ледово-морская концепции) / Под общ. ред. Н.Г. Чочиа. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1993. 248 с.
  13. Abd-El-Samie E.M., Elkafrawy I., Osama M., Ageez A. Molecular phylogeny and identification of the Egyptian wasps (Hymenoptera:Vespidae) based on COI mitochondrialgene sequences // Egypt. J. Biol. Pest Control. 2018. V. 28. P. 36. https://doi.org/10.1186/s41938-018-0038-z
  14. Arias M.C. Sheppard W.S. Molecular phylogenetics of honeybee subspecies (Apis mellifera L.) inferred from mitochondrial DNA sequence // Mol. Phylogenet. Evol. 1996. V. 5. № 3. P. 557–566. https://doi.org/10.1006/mpev.1996.0050
  15. Avise J.C. Molecular markers, natural history and evolution. N.Y.: Chapman and Hall. 1994. 511 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2381-9
  16. Bandelt H.J., Foster P., Rohl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. № 1. P. 37–48. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a026036
  17. Bouckaert R., Heled J., Kuhnert D., Vaughan T., Wu C.H., Xie D., Suchard M.A., Rambaut A., Drummond A.J. BEAST 2: A Software Platform for Bayesian Evolutionary Analysis // PLoS Computational Biology. 2014. V. 10. № 4. P. e1003537. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1003537
  18. Bouga M., Alaux C., Bienkowska M., Büchler R., Carreck N.L., Cauia E., Chlebo R., Dahle B., Dall’Olio R., De la Rúa P., Gregorc A., Ivanova E., Kence A., Kence M., Kezic N., Kiprijanovska H., Kozmus P., Kryger P., Le Conte Y., Lodesani M., Murilhas A.M., Siceanu A., Soland G., Uzunov A., Wilde J. A review of methods for discrimination of honey bee populations as applied to European beekeeping // J. Apic. Res. 2011. V. 50. № 1. P. 51–84. https://doi.org/10.3896/IBRA.1.50.1.06
  19. Cornuet J.M., Garnery L. Mitochondrial DNA variability in honeybees and its phylogeographic implications // Apidologie. 1991. V. 22. P. 627–642. https://doi.org/10.1051/apido:19910606
  20. Eimanifar A., Kimball R.T., Braun E.L., Moustafa D.M., Haddad N., Fuchs S., Grünewald B., Ellis J.D. The complete mitochondrial genome of the Egyptian honey bee, Apis mellifera lamarckii (Insecta: Hymenoptera: Apidae) // Mitochondrial DNA Part B. 2017. V. 2. № 1. P. 270–272. https://doi.org/10.1080/23802359.2017.1325343
  21. Excoffier L., Lischer H.E.L. Arlequin ver. 3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Res. 2011. V. 10. P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x
  22. Folmer O., Black M., Hoeh W., Lutz R., Vrijenhoek R. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates // Mol. Mar. Biol. Biotech. 1994. V. 3. № 5. P. 294–299.
  23. Franck P., Garnery L., Celebrano G., Solignac M., Cornuet J.M. Hybrid origins of honeybees from Italy (Apis mellifera ligustica) and Sicily (A. m. sicula) // Mol. Ecol. 2000. V. 9. № 7. P. 907–921. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.2000.00945.x
  24. Garnery L., Vautrin D., Cornuet J. M., Solignac M. Phylogenetic relationships in the genus Apis inferred from mitochondrial DNA sequence data // Apidology 1991. V. 22. P. 87–92. https://doi.org/10.1051/apido:19910111
  25. Hajibabaei M., Singer G.A., Hebert P.D.N., Hickey D.A. DNA barcoding: how it complements taxonomy, molecular phylogenetics and population genetics // Tr. Genet. 2007. V. 23. № 4. P. 167–172. https://doi.org/10.1016/j.tig.2007.02.001
  26. Han T., Lee W., Lee S., Park I.G., Park H. Reassessment of species diversity of the subfamily Denticollinae (Coleoptera: Elateridae) through DNA barcoding // PLoS One. 2016. V. 11. № 2. P. e0148602. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148602
  27. Ilyasov R., Nikolenko A., Tuktarov V., Goto K., Takahashi J.-I., Kwon H.W. Comparative analysis of mitochondrial genomes of the honey bee subspecies A. m. caucasica and A. m. carpathica and refinement of their evolutionary lineages // J. Apicultural Res. 2019. V. 58. № 4. P. 567–579. https://doi.org/10.1080/00218839.2019.1622320
  28. Ilyasov R.A., Lee M.-L., Takahashi J.-I., Kwon H.W., Nikolenko A.G. A revision of subspecies structure of western honey bee Apis mellifera // Saudi J. Biological Sciences. 2020. V. 27. P. 3615–3621. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.08.001
  29. Kandemir I., Ozkan A., Fuchs S. Reevaluation of honeybee (Apis mellifera) microtaxonomy: a geometric morphometric approach // Apidologie. 2011. V. 42. № 5. P. 618–627. https://doi.org/10.1007/s13592-011-0063-3
  30. Kukrer M., Kence M., Kence A. Genetic evidences for the impact of anthropogenic factors on honey bee diversity // BioRxiv. 2017. V. 1. P. 1–28. https://doi.org/10.1101/154195
  31. Maa T.C. An inquiry into the systematics of the tribus Apidini or honey bees (Himenoptera) // Treubia. 1953. V. 21. P. 525–640.
  32. Meyer C.P., Paulay G. DNA barcoding: error rates based on comprehensive sampling // PLoS Biology. 2006. V. 3. № 12. P. 2229–2238. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0030422
  33. Pentek–Zakar E., Oleksa A., Borowik T., Kusza S. Population structure of honey bees in the Carpathian Basin (Hungary) confirms introgression from surrounding subspecies // Ecol. Evol. 2015. V. 5(23). P. 5456–5467. https://doi.org/10.1002/ece3.1781
  34. Rubinoff D., Cameron S., Will K. A genomic perspective on the shortcomings of mitochondrial DNA for “barcoding” identification // J. Hered. 2006. V. 97. № 6. P. 581–594. https://doi.org/10.1093/jhered/esl036
  35. Ruttner F. Biogeography and taxonomy of honeybees. Berlin: Springer Verlag, 1988. 284 p.
  36. Ruttner F. Naturgeschichte der Honigbienen // Ehrenwirth Verlag, Munich. Grenoble; Bukarest: Apimondia, 1992. S. 380–383.
  37. Smith D.R. Mitochondrial DNA and Honey Bee Biogeography / In Diversity in the genus Apis. Smith D.R. editor. Boulder, CO: Westview Press; 1991. P. 131–176.
  38. Smith D.R. Genetic diversity in Turkish honey bees // Uludag Arıcılık Dergisi. 2002. V. 2. № 3. P. 10–17.
  39. Syromyatnikov M.Y., Borodachev A.V., Kokina A.V., Popov V.N. A molecular method for the identification of honey bee subspecies used by beekeepers in Russia // Insects. 2018. V. 9. № 1. E10. https://doi.org/10.3390/insects9010010
  40. Tamura K., Stecher G., and Sudhir Kumar / MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11. Mol. Biol. Evol. 2021. V. 38(7). P. 3022–3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120
  41. Tihelka E., Cai Ch., Pisani D., Donoghue Ph.C.J. Mitochondrial genomes illuminate the evolutionary history of the Western honey bee (Apis mellifera) Scientific Reports. 2020. V. 10. P. 14515. https://doi.org/10.1038/s41598-020-71393-0
  42. Yule G.U. A mathematical theory of evolution, based on the conclusions of Dr. JC Willis, FRS // Phylosophical Transactions of the Royal Society. B. Biological Sciences. 1925. V. 213. P. 21–87. https://doi.org/10.1098/rstb.1925.0002

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2.

Жүктеу (72KB)
Метадеректер
3.

Жүктеу (49KB)
Метадеректер
4.

Жүктеу (55KB)
Метадеректер

© Т.А. Триселева, А.Ф. Сафонкин, Т.О. Быкова, М.Я. Рухкян, 2023

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>