3.4. Характеристика аллелофонда среднерусской породы медоносной пчелы типа «Приокский»
Анализ аллельных профилей популяции медоносной пчелы типа «Приокский» показывает, что среднее число аллелей на локус МС варьирует от 5 в локусе А024 до 17 в локусе HB-C16-01. Среднее число аллелей на локус составляет 7,48±1,02, число информативных аллелей – 3,62±0,71, число эффективных аллелей – 3,38±0,56. Установлено более высокое генетическое разнообразие пчел типа «Приокский» по сравнению с исходными породами: среднее число аллелей на локус составляет 9,57±1,88 против 6,86±1,55 и 6,00±1,84 у пчел среднерусской и серой горной кавказской пород, соответственно. По всей видимости, более высокое генетическое разнообразие пчел типа «Приокский» является следствием объединения аллелофонда двух относительно генетически удаленных пород.
Детальный анализ аллельных профилей позволяет проследить интродукцию аллелей исходных пород у пчел типа «Приокский» и показывает, что повышение аллельного разнообразия связано с объединением аллелофонда обеих пород. Указанием на участие двух пород пчел в создании изучаемого типа являются промежуточные значения частот встречаемости большинства аллелей микросателлитов.
Анализ наблюдаемой гетерозиготности показывает практически отсутствие различий между пчелами типа «Приокский» и серой горной кавказской породы (0,583 против 0,581). Однако высокое генетическое разнообразие типа «Приокский» находит отражение в заметно повышенном уровне ожидаемой гетерозиготности (0,711 против 0,529), следствием чего является существенный дефицит гетерозигот (Fis=0,177±0,089) против избытка гетерозигот в популяции серой горной кавказской породы (Fis=-0,084±0,025). По всей видимости, выявленный дефицит гетерозигот при высоком уровне генетического разнообразия в типе «Приокский» является следствием использования инбридинга с целью закрепления желательных экстерьерных и хозяйственно-полезных признаков (табл. 10).
Табл. 10. Фактическая и ожидаемая степени гетерозиготности у пчел типа «Приокский» в сравнении с исходными породами
Популяция
|
Степень гетерозиготности
|
Разница
Ho-He
|
Fis
|
Фактическая,
Ho
|
Ожидаемая,
He
|
Тип «Приокский»
|
0,583±0,066
|
0,711±0,051
|
-0,128
|
0,177±0,089
|
Среднерусская порода
|
0,385±0,088
|
0,472±0,101
|
-0,087
|
0,116±0,101
|
Серая горная кавказская порода
|
0,581±0,096
|
0,529±0,081
|
0,051
|
-0,084±0,025
|
Использование в качестве критерия оценки индекса Rst показывает, что внутрипопуляционные различия составляют 92,1% в общей изменчивости, в том числе 87,4% - различия между индивидуумами и 3,7% - различия внутри индивидуумов, в то время как на межпопуляционные различия приходится 7,9% общей изменчивости (Rst=0,079 при p=0,01).
|
|
k=2
|
Б. k=3
|
Примечание: ось Х - коэффициент подобия, Q, ед., ось Y - распределение отдельных особей (n=88) в порядке снижения значения Q.
Рис. 4. Результаты анализа популяционной принадлежности особей в группе пчел типа «Приокский» по Pritchard D. et al. (2000)
Проведенный кластерный анализ по Pritchard D. с соавторами (2000) при k=2 показал, что доли «крови» среднерусской и серой горной кавказской пород в типе «Приокский» составляют, соответственно, 29,6±3,5 и 71,4±3,5% с вариациями у отдельных особей от 0,6 до 98,7 и от 1,3 до 99,4% (рис. 4 А). При k=3 среднее значение Q в типе «Приокский» составило 72,9±3,3% с вариациями у отдельных особей от 0,9 до 98,8%, при этом у 58 из 88 исследованных особей (65,9%) значение критерия Q было выше 75%, что является указанием на их генетическую изолированность. 46,6% особей были отнесены к собственной популяции при Q≥90% (рис. 4 Б).
Расчет генетических дистанций по Nei M. (1983) показал большую близость типа «Приокский» популяции серых горных кавказских пчел (0,256) по сравнению с популяцией среднерусской породы (0,350). Генетические дистанции между серыми горными кавказскими и среднерусскими пчелами составили 1,055. Анализ значений Rst при парном сравнении изучаемых популяций показал межпопуляционные различия в микросателлитных профилях типа «Приокский» с серой горной кавказской и среднерусской породами на уровне 10,8 и 2,2% (p=0,01), соответственно. Различия между серой горной кавказской и среднерусской породами при этом составили 17,2% (p=0,01). Принимая во внимание селекционную стратегию создания типа, показатель Rst, по всей видимости, является более объективным в оценке различий между данными популяциями. Полученные нами данные указывают на формирование собственного уникального аллелофонда типа, однако процесс генетической консолидации типа пока не завершен.
Выводы
1. Разработана мультилокусная система анализа полиморфизма микросателлитов, включающая семь локусов A024, A88, A113, AP043, HB-C16-05, HB-THE-03, HB-C16-01. Разработан лабораторный регламент на ее производство. Установлена вероятность совпадения генотипов пчел PI=9,7*10-11. Показана результативность тест-системы в проведении генетической экспертизы происхождения (P1X=99,5%, P3X=99,9%) и определении породной принадлежности. Среднее значение принадлежности особи к собственной популяции составило Q=92,1±1,8%.
2. Выполнено исследование аллелофонда 9 популяций медоносной пчелы, в т.ч. пчел среднерусской породы из Республики Татарстан (8 семей, n=90), Красноярского края (2 семьи, n=33) и Архангельской области (3 семьи, n=68); карпатской породы Майкопского типа (8 семей, n=95), Закарпатья (5 семей, n=61) и Украины (3 семьи, n=28), разводимых во ФГУП ППХ «Майкопский», серой горной кавказской породы из коллекции НИИ пчеловодства Россельхозакадемии и дальневосточной пчелы из коллекции ГНУ СибНИИЖ Новосибирской области, с использованием разработанной системы. Установлено, что:
а) число аллелей в отдельных локусах варьировало от 3 в локусах A024 и A088 у пчел серой горной кавказской породы до 26 в локусе HB-C16-01 у пчел карпатской породы. Среднее число аллелей на локус микросателлитов варьировало от 7,9±2,2 у пчел серой горной кавказской породы до 12,4±2,7 у пчел карпатской породы.
б) в трех породах отмечен дефицит гетерозигот: 20,2% - в среднерусской породе, 12,4% – в карпатской породе и 20,5% - у дальневосточной пчелы, на что так же указывают высокие положительные значения индекса Fis – 0,313, 0,168 и 0,255, соответственно.
3. Выполнена оценка степени генетической консолидации и дифференциации изучаемых пород и популяций медоносной пчелы. Установлено, что:
а) наибольшей степенью генетической консолидации характеризовалась серая горная кавказская порода (100%), наименьшей - дальневосточные пчелы (76,7%); в среднерусской и карпатской породах, соответственно, 86,9 и 83,7% особей генетически относились к собственной популяции.
б) наибольшей генетической удаленностью характеризуется среднерусская порода (генетические дистанции по Nei 0,360-0,713). Карпатская и серая горная кавказская породы генетически более близки друг к другу (0,393), что проявляется на генеалогическом дереве в формировании ими единого кластера. Дальневосточная популяция пчел наиболее близка карпатской породе (0,148) и приблизительно равноудалена от среднерусской (0,360) и серой горной кавказской пород (0,339).
4. Установлены различия в аллельном разнообразии, степени генетической консолидации и дифференциации внутрипородных популяций медоносной пчелы среднерусской и карпатской пород.
5. Установлено более высокое генетическое разнообразие пчел типа «Приокский» (n=88) по семи МС по сравнению с исходными породами: среднее число аллелей на локус составило 9,57±1,88 против 6,86±1,55 и 6,00±1,84 в группах пчел среднерусской и серой горной кавказской пород, соответственно, что является следствием объединения аллелофонда двух относительно генетически удаленных пород. Межпопуляционные различия в микросателлитных профилях пчел типа «Приокский» с серой горной кавказской и среднерусской породами, оцененные по индексу Rst, составили 10,8 и 2,2% (p=0,01), соответственно.
Практические предложения
Молекулярно-генетическим лабораториям рекомендуем использовать предложенную нами мультилокусную систему анализа семи микросателлитов (A024, A88, A113, AP043, HB-C16-05, HB-THE-03, HB-C16-01) для оценки состояния и динамики популяций медоносной пчелы.
Племенным пчеловодческим предприятиям для генетической экспертизы пород и популяций медоносной пчелы рекомендуем использовать генетические профили по микросателлитам.
Список опубликованных работ по теме диссертации
В журналах, рекомендованных ВАК РФ.
1. Кривцов, Н.И. Дифференциация основных пород пчел с использованием микросателлитов / Н.И. Кривцов, Н.А. Зиновьева, А.В. Бородачев, В.И. Лебедев, М.С. Форнара // Вестник Рязанского Государственного Агротехнологического Университета им. П.А. Костычева. – 2011. – Рязань. – С. 23–27.
2. Кривцов, Н.И. Характеристика аллелофонда трех пород медоносной пчелы России с использованием микросателлитов / Н.И. Кривцов, Е.А. Гладырь, В.В. Волкова, М.С. Форнара, В.И. Лебедев, Н.А Зиновьева // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2011. – № 1. – С. 41–45.
3. Зиновьева, Н.А. Оценка изменчивости аллелофонда микросателлитов при создании специализированных линий медоносной пчелы среднерусской породы / Н.А. Зиновьева, Н.И. Кривцов, М.С. Форнара, Е.А. Гладырь, А.В. Бородачев, В.А. Бородачев, А.С. Березин, В.И. Лебедев // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – № 10. – С. 51–52.
4. Зиновьева, Н.А. Микросателлиты как инструмент для оценки динамики аллелофонда при создании приокского типа среднерусской породы медоносной пчелы Apis mellifera / Н.А.Зиновьева, Н.И. Кривцов, М.С. Форнара, Е.А. Гладырь, А.В. Бородачев, С.А. Березин, В.И. Лебедев // Сельскохозяйственная биологиях. – 2011. – № 6. – С. 75–79.
5. Кривцов, Н.И. Биологические, морфологические и генетические особенности пчел разных видов / Н.И.Кривцов, А.В. Бородачев, В.И Лебедев, Н.А Зиновьева, М.С. Форнара, Е.А. Гладырь // Пчеловодство. – 2012. - № 1. – С. 14–17.
В других изданиях.
6. Кривцов, Н.И. Создание мультиплексных ДНК–диагностикумов на основе микросателлитов для геномной дактилоскопии в пчеловодстве / Н.И. Кривцов, А.В. Бородачев, Е.А. Гладырь, В.В. Волкова, М.С. Форнара, Н.А. Зиновьева // Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России / РАСХН. – 2010. – Москва – С. 230–235.
7. Форнара, М.С. Оценка информативности тест–системы анализа микросателлитов мелоносной пчелы / М.С. Форнара, Е.А. Гладырь, В.В. Волкова, Н.И. Кривцов, Н.А. Зиновьева // Сборник материалов Международной конференции: «ЕС – Россия: 7–я Рамочная программа в области биотехнологии, сельского, лесного, рыбного хозяйства и пищи» (29 сент. – 5 окт. 2010). – 2010. – Уфа. – БашГАУ. – С. 317–320.
|
