Внутрипородное разнообразие и взаимоотношения между карпатской (Apis mellifera carpathica) и кавказской (Apis mellifera caucasica) расами медоносной пчелы
- Авторы: Триселева Т.А.1, Сафонкин А.Ф.1, Быкова Т.О.2, Рухкян М.Я.3
-
Учреждения:
- Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
- Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского
- Центр зоологии и гидроэкологии АН
- Выпуск: № 4 (2023)
- Страницы: 356-365
- Раздел: ГЕНЕТИКА
- URL: https://journals.rcsi.science/1026-3470/article/view/135532
- DOI: https://doi.org/10.31857/S102634702360005X
- EDN: https://elibrary.ru/TQCXWF
- ID: 135532
Цитировать
Полный текст
Аннотация
По анализу 94 сиквенсов гена СО1 мтДНК изучено внутрипородное разнообразие и эволюционные взаимоотношения пчел из России, Украины, Армении, Киргизии, Таджикистана, Польши. Выявлено два основных гаплотипа, соответствующие расам A. m. carpathica и A. m. caucasica, распространенных в исследуемых регионах. Однако в Армении преобладают пчелы кавказской расы, а в Польше – карпатской. Большим гаплотипическим разнообразием обладает A. m. caucasica, один из ее гаплотипов образован образцами пчел крымской горной породы, возможно самостоятельной расы A. m. taurica. На филогенетическом дереве выделяются 2 кластера: один включает A. m. mellifera и A. m. iberica (эволюционная линия М), другой (линия С) ‒ A. m. ligustica, A. m.carpathica, A. m. caucasica. Гаплотипы A. m. caucasica имеют большее количество замен на сайт, что указывает на их более раннее происхождение по сравнению с A. m. ligustica и A. m.carpathica. По времени расхождения A. mellifera и A. cerana в 6 млн лет, отхождение всех рас линии С оценено от 1.3 до 0.6 млн, расы A. m. caucasica 0.35–0.25 млн, A. m.carpathica – 0.2–0.04 млн. При использовании универсальных праймеров с подбором условий амплификации для участка гена СО1 мтДНК выявлен несинонимичный SNP G/A в позиции 4 (680 п.н.) отличающий A. m. carpathica от A. m. ligustica.
Ключевые слова
Об авторах
Т. А. Триселева
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: triselyova@yandex.ru
Россия, Ленинский просп., 33, Москва
А. Ф. Сафонкин
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
Email: triselyova@yandex.ru
Россия, Ленинский просп., 33, Москва
Т. О. Быкова
Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского
Email: triselyova@yandex.ru
Россия, 295007, Симферополь, Симферополь, просп. Академика Вернадского, 4
М. Я. Рухкян
Центр зоологии и гидроэкологии АН
Email: triselyova@yandex.ru
Армения, 0014, Ереван, ул. П. Севака, 7
Список литературы
- Алпатов В.В. Породы медоносной пчелы и их использование в сельском хозяйстве. М., 1948.
- 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
- Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А. Г. Макро- и микроэволюция медоносной пчелы Apis mellifera // Биомика. 2017а. Т. 9. № 2. С. 60–70.
- Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Основные методы идентификации подвидов пчел Apis mellifera // Биомика. 2017б. Т. 9. № 2. С. 71–82.
- 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
- Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Три сценария эволюции подвидов пчелы Apis mellifera // Пчеловодство. 2018. № 1. С. 16–18.
- 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.
- 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
- Комаров П.М. Разведение пчел. М.: Сельхозгиз, 1937. 312 с.
- Михайлов А.С. К биометрической характеристике кавказской горной серой пчелы // Пчеловодный мир. 1927. № 3. С. 84–86.
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Maa T.C. An inquiry into the systematics of the tribus Apidini or honey bees (Himenoptera) // Treubia. 1953. V. 21. P. 525–640.
- 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
- 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
- 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
- Ruttner F. Biogeography and taxonomy of honeybees. Berlin: Springer Verlag, 1988. 284 p.
- Ruttner F. Naturgeschichte der Honigbienen // Ehrenwirth Verlag, Munich. Grenoble; Bukarest: Apimondia, 1992. S. 380–383.
- 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.
- Smith D.R. Genetic diversity in Turkish honey bees // Uludag Arıcılık Dergisi. 2002. V. 2. № 3. P. 10–17.
- 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
- 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
- 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
- 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