1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия биологическая
  4. № 4, 2023

Известия РАН. Серия биологическая, 2023, № 4, стр. 356-365

Внутрипородное разнообразие и взаимоотношения между карпатской (Apis mellifera carpathica) и кавказской (Apis mellifera caucasica) расами медоносной пчелы

Т. А. Триселева 1, *, А. Ф. Сафонкин 1, Т. О. Быкова 2, М. Я. Рухкян 3

1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
117071 Москва, Ленинский просп., 33, Россия

2 Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского
295007 Симферополь, просп. Академика Вернадского, 4, Россия

3 Центр зоологии и гидроэкологии АН
0014 Ереван, ул. П. Севака, 7, Армения

* E-mail: triselyova@yandex.ru

Поступила в редакцию 07.02.2023
После доработки 08.02.2023
Принята к публикации 08.02.2023

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: медоносная пчела, A. m.carpathica, A. m. caucasica, филогения пчел, СО1 мтДНК

Список литературы

  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

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия биологическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал