Поліморфізм гена СОІ у медоносних бджіл з різних регіонів України

  • О. В. Череватов Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна, 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2
  • Є. О. Мельник Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна, 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2
  • Р. А. Волков Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна, 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.18.1-2.1351

Анотація

Мета. Мітохондріальний ген СоІ, який еволюціонує з високою швидкістю, широко використовується у молекулярній таксономії комах для ідентифікації близькоспоріднених форм. Тому, для оцінки розповсюдження в Україні різних підвидів / порід Apis mellifera було проведено розшифрування (сиквенування) та порівняння нуклеотидної послідовності цього гена для бджіл з різних географічних регіонів. Методи. ПЛР-ампліфікація та сиквенування СоІ. Результати. Виявлено мутації у гені СоІ, які специфічні для поширених в Україні порід бджоли медоносної — Темної європейської, Карпатської та Української степової. Встановлено, що сучасне розповсюдження цих порід не відповідає традиційному районуванню. Висновки. Розповсюджена в Україні практика завозу генетичного матеріалу Apis mellifera з різних регіонів призводить до неконтрольованої гібридизації та становить загрозу для збереження аборигенних порід медоносної бджоли.
Ключові слова: біорізноманіття, мітохондріальна ДНК, молекулярні маркери, цитохром оксидаза, Apis mellifera.

Посилання

Achou M., Loucif-Ayad W., Legout H. et al. An insightful molecular analysis reveals foreign honeybees among Algerian honeybee populations (Apis mellifera L.). J. Data Mining Genom. Proteom. 2015. Vol. 6, No 1. P. 1-6. doi: 10.4172/2153-0602.1000166.

Carreck N., Neumann P. Honey bee colony losses. J. Apicult. Res. 2010. Vol. 49. P. 1-6. doi: 10.3896/IBRA.1.49.1.01.

Cherevatov O. V., Panchuk I. I., Kerek S. S., Volkov R. A. Molecular diversity of the CoI-CoII spacer region in the mitochondrial genome and the origin of the Carpathian bee. Cytol. Genet. 2019. Vol. 53, No 4. P. 276-281. doi: 10.3103/S0095 452719040030.

Cherevatov V. F., Ferkaljak V. Y., Volkov R. A. Hybridization of honey bees (Apis mellifera L.) in the territory of Chernivtsy region (Ukraine). National Museum of Ethnography and Natural History of Moldova. Sci. Bull. 2016. Vol. 24, No 37. P. 62-67. [in Russian].

Cherevatov V. F., Ferkaljak V. Y., Volkov R. A. Uncontrolled hybridization of honeybees (Apis mellifera L.) in the territory of Ivano-Frankivsk region. Bull. Vavilov Soc. Genet. Breed. Ukraine. 2014. Vol. 12, No. 2. P. 234-240. [in Ukrainian].

Crozier R. H., Crozier Y. C. The mitochondrial genome of the honeybee Apis mellifera: complete sequence and genome organization. Genetics. 1993. Vol. 133, No 1. P. 97-117.

Dalmon A., Peruzzi M., Le Conte Y., Alaux C., Pioz M. Temperature-driven changes in viral loads in the honey bee Apis mellifera. J. Invertebrate Pathol. 2019. Vol. 160. P. 87-94. doi: 10.1016/j.jip.2018.12.005.

Delaney D. A., Meixner M. D, Schiff N. M, Sheppard W. S. Genetic characterization of commercial honey bee (Hymenoptera: Apidae) populations in the United States by using mitochondrial and microsatellite markers. Ann. Entomol. Soc. Am. 2009. Vol. 102, No. 4. P. 666-673. doi: 10.1603/008.102.0411.

Epilobee C., Chauzat M. P, Jacques A. et al. Risk indicators affecting honeybee colony survival in Europe: one year of surveillance. Apidologie. 2016. Vol. 47. P. 348-378. doi: 10.1007/s13592-016-0440-z.

Fedoriak M. M., Tymochko L. I., Kulmanov O. M. et al. Honey bee (Apis mellifera L.) colony losses in Ukraine after the winter of 2016-2017 within the international monitoring. Sci. Herald Chernivtsy University. Biol. (Biol. Systems). 2018. Vol. 10, No 1. P. 37-46. [in Ukrainian]. doi: 10.31861/biosystems2018.01.037.

Fedoriak M. M., Tymochko L. I., Kulmanov O. M. et al. Results of annual honey bee colony losses survey in Ukraine: winter 2017-2018. Sci. Herald Chernivtsy University. Biol. (Biol. Systems). 2019. Vol. 11, No. 1. P. 60-70. [in Ukrainian]. doi:10.31861/biosystems2019.01.06.

Franck P., Koeniger N., Lahner G., Crewe R. Evolution of extreme polyandry: an estimate of mating frequency in tWo African honeybee subspecies, Apis mellifera monticola and A. m. scutellata. Insectes Soc. 2000. Vol. 47, No 4, P. 464-470. doi: 10.1007/PL00001732.

Garnery L., Cornuet J., Solignac M. Evolutionary history of the honey bee Apis mellifera inferred from mitochondrial DNA analysis. Mol. Ecol. 1992. Vol. 1. P. 145-154. doi: 10.1111/j.1365-294X.1992.tb00170.

Grygorkiv L. M. The influence of process selection on the formation of intrabreed type of the Ukrainian steppe bees. Beekeeping in Ukraine. 2017. Vol. 2. P. 49-55. [in Ukrainian].

Hryhorchuk D. I., Rabokon A. M., Postovoitovа A. S. et al. Evaluation of genetic diversity of honey bee in Ukraine analyzed by the SSR-markers. Factors Experimental Evol. Organisms. 2020. Vol. 26. P. 56-60. [in Ukrainian]. doi: 10.7124/FEEO.v26.1241.

Martimianakis M., Klossa-Kilia E., Bouga M., Kilias G. Phylogenetic relationships of Greek Apis mellifera subspecies based on sequencing of mtDNA segments (COI and ND5). J. Apicult. Res. 2011. Vol. 50, No 1, P. 42-50. doi: 10.3896/IBRA.1.50.1.05.

Meixner M., Pinto M., Bouga M. Standard methods for characterising subspecies and ecotypes of Apis mellifera. J. Apicult. Res. 2013. Vol. 52, No 4. P. 1-28. doi: 10.3896/IBRA.1.52.4.05.

Metlitska O. I., Polishchuk V. P., Taran S. I. The use of comparative and molecular-genetic evaluation under study of strain genuineness of Ukrainian bees. Animal Biol. 2010. Vol. 12, No 1. P. 254-259. [in Ukrainian].

Metlytska О. І., Kovtun S. І., Palkina М. D. DNA-certification of breeds of bees of Ukraine in the system of preservation and development of their gene pool. Bull. Agricult. Sci. 2015. Vol. 93, No 7. P. 39-43. [in Ukrainian]. doi: 10.31073/agrovisnyk201507-08

On beekeeping: Law of Ukraine No. 184/82 of September 20, 2000. Official Gazette of Ukraine dated 10.11.2000, No. 43, P. 245, Article 1872, Act Code 16996/2000. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0736-00#Text.

Panchuk I. I., Volkov R. A. A Practical Course in Molecular Genetics. Chernivtsi, Ruta. 2007. 120 p. [in Ukrainian].

Parejo M., Wragg D., Gauthier L. et al. Using whole-genome sequence information to foster conservation efforts for the European Dark honey bee, Apis mellifera mellifera. Front. Ecol. Evol. 2016. Vol. 4, No 140. P. 1-15. doi: 10.3389/fevo.2016.00140.

Pentek-Zakar E., Oleksa A., Borowik T., Kusz S. Population structure of honey bees in the Carpathian Basin (Hungary) confirms introgression from surrounding subspecies. Ecol. Evol. 2015. Vol. 5, No 23. P. 5456-5467. doi: 10.1002/ece3.1781.

Polishchuk V., Gaidar V., Korbut O. Apiary. Kiev. Profknyha, 2008. 284 p. [in Ukrainian].

Radoslavov G., Hristov P., Shumkova R. et al. A specific genetic marker for the discrimination of native Bulgarian honey bees (Apis mellifera rodopica): Duplication of CoI gene fragment. J. Apic. Res. Vol. 56, No. 3. P. 196-202. doi:10.1080/00218839.2017.1307713.

Rizwan M., Li Z., Nie H. et al. High mitochondrial diversity of Apis mellifera under COI gene from China and Pakistan. App. Ecol. Env. Res. 2018. Vol. 16, No 3. P. 2933-2945. doi: 10.15666/aeer/1603_29332945.

Ruttner F. Breeding techniques and selection for breeding of the honeybee. British Isles Bee Breed. Assoc. England. 1988. 152 p.

Ruttner F. Biogeography and Taxonomy of Honeybees. Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH. 1988. 283 p. doi: 10.1007/978-3-642-72649-1.

Thompson J. D., Higgins D. G., Gibson T. J. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucl. Acids Res. 1994. Vol. 22, No 22. P. 4673-4680. doi: 10.1093/nar/22.22.4673.

Trapp J., McAfee A., Foster L. J. Genomics, transcriptomics and proteomics: enabling insights into social evolution and disease challenges for managed and wild bees. Mol. Ecol. 2017. Vol. 26. P. 718-739. doi: 10.1111/mec.13986.