Morphometric variability of honeybees Apis ellifera L., differing in variants of the COI-COIImtDNA locus
On the territory of Russia three breeds of honeybees are recommended for breeding: Apis mellifera mellifera L.; Apis mellifera carnica var. ukrainica carpatica, which is a derivative of Apis mellifera carnica Pollm.; Apis mellifera caucasica Gorb. The aim of this work was to examine the consistency of the variability of breed determining morphometric parameters (cubital and hantel indices, discoidal shift) and mtDNA locus variants in honeybees under mass hybridization. We examined eleven bee colonies from apiaries of Siberia including Tomsk oblast, Krasnoyarsk kray and Altai kray. We studied the results of the analysis of the outward morphological characteristics of honeybees Apis mellifera L. (the cubital index, the hantel index and the discoidal shift) received from bee colonies which are differing in the variants of the COI-COII mtDNA locus. The bees from 8 colonies are descendants in the maternal line from the black honeybee Apis mellifera mellifera L. (variants PQQ or PQQQ of the COI-COII mtDNA locus); the bees from 3 colonies - from southern races (Apis mellifera carnica var. ukrainica carpatica and Apis mellifera caucasica Gorb, variant Q of the COI-COII mtDNA locus). We estimated the differences in the range of exterior features between groups of individuals with different variants of the COI-COIImtDNA locus and between bee colonies using non-parametric discriminant analysis (NDA). The presence of differences between bee colonies on separate territories was revealed using the post-hoc Tukey test for multiple comparisons (Tukey HSD test); additionally, Duncan test (a = 0,050) was used. Basing on the comparison of the results of the molecular genetics and the morphometric studies, we divided bee colonies into several groups. The differences between them were investigated using non-parametric discriminant analysis (NDA). We discovered that only for 4 of 11 colonies the full compliance with the criteria of the breed according to both morphometric and mtDNA analysis (3 Apis mellifera mellifera colonies and 1 family of Apis mellifera carnica var. ukrainica carpatica) was shown. The remaining 7 colonies are hybrid, and for 3 of them significant imbalance between genetic and morphometric parameters was demonstrated. Under hybridization, for distinction of honeybee breeds it is necessary to consider not only the features of mtDNA, but also morphometric parameters, among which the discoidal shift seems to be the most important.
Keywords
медоносная пчела,
Apis mellifera L,
морфометрия,
локус COI-COII мтДНК,
honeybee,
Apis mellifera L,
morphometry,
mtDNA COI-COII locusAuthors
| Konusova Olga L. | Tomsk State University | olga.konusova@mail.ru |
| Ostroverkhova Nagezda V. | Tomsk State University | nvostrov@mail.ru |
| Kucher Aksana N. | Tomsk State University | aksana.kucher@medgenetics.ru |
| Kurbatskij Dmitrij V. | Tomsk State University | diman@bio.tsu.ru |
| Kireeva Tatyana N. | Tomsk State University | emilia30@mail.ru |
Всего: 5
References
Кривцов Н.И., Зиновьева Н.А., Бородачев А.В., Лебедев В.И., Форнара М.С. Дифференциация основных пород пчел с использованием микросателлитов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.П. Костычева. 2011, № 4 (12). С. 23-27.
Гайдар В.А., Керек С.С., Кэйль Е.И., Мерцин И.И., Папп В.В. Структура породы Apis mellifera carnica var. ukrainica carpatica и ее основные отличия от Apis mellifera carnica // Труды Международной научно-практической конференции «Внедрение инновационных технологий в пчеловодстве, сохранение генофонда пчел, использование меда и других природных продуктов для укрепления здоровья населения». Усть-Каменогорск, 2012. С. 104-110.
Алпатов В.В. Породы медоносной пчелы. М. : Изд-во Моск. общества испытателей природы, 1948. 183 с.
Авдеев Н.В., Макарова Н.Е., Петухов А.В. Выявление уровня «генетического загрязнения» по характеристикам жилкования крыла // Пчеловодство. 2009. № 7. С. 21-24.
Кривцов Н.И. Среднерусские пчелы. СПб. : Лениздат, 1995. 122 с.
Cornuet J.M., Garnery L., SolignacM. Putative origin and function of the intergenic region between COI and COII ofApis mellifera L. mitochondrial DNA// Genetics. 1991. Vol. 128, № 2. P. 393-403.
Калашников А.Е., Масленников И.В., Колбина Л.М., Удина И.Г. Генетическая дифференциация популяций медоносных пчел (Apis mellifera L.) и распространение РНК-содержащих вирусов на фоне эпизоотии клеща Varroa destructor на территории Удмуртии // Сельскохозяйственная биология. 2013, № 4. С. 88-92.
Зиновьева Н.А., Кривцов Н.И., Форнара М.С., Бородачев А.В., Бородачев В.А. Микросателлиты как инструмент для оценки динамики аллелофонда при создании приокского типа среднерусской породы медоносной пчелы Apis mellifera L. // Сельскохозяйственная биология. 2011. № 6. C. 75-79.
Никоноров Ю.М., Беньковская Г.В., Поскряков А.В., Николенко А.Г., Вахитов В.А. Использование метода ПЦР для контроля чистопородности пчелосемей Apis mellifera mellifera L. в условиях южного Урала // Генетика. 1998. Т. 34, № 11. С. 1574-1577.
Николенко А.Г., Постряков А.В. Полиморфизм локуса COI-COII митохондриальной ДНК медоносной пчелы Apis mellifera L. на южном Урале // Генетика. 2002. Т. 38, № 4. С. 458-462.
Ильясов Р.А., Петухов А.В., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Локальные популяции Apis mellifera mellifera L. на Урале // Генетика. 2007. Т. 43, № 6. С. 855-858.
Rortais A., Arnold G., Alburaki M., Legout H., Garnery L. Review of the DraI COI-COII test for the conservation of the black honey bee (Apis mellifera mellifera) // Conservation Genetics Resources. 2011. Vol. 3. PP. 383-391.
Garnery L., Solignac M., Celebrano G., Cornuet J.M. A simple test using restricted pcr-amplified mitochondrial-DNA to study the genetic structure of Apis mellifera L. // Experientia. 1993. Vol. 49, № 11. PP. 1016-1021.
Garnery L., Mosshine E.H., Oldroyd B.P., Cornuet JM. Mitochondrial DNA variation in Moroccan and Spanish honeybee populations // Molecular Ecology. 1995. Vol. 4. P. 465-472.
Sheppard W.S., Rinderer T.E., Garnery L., ShimanukiH. Analysis of Africanized honeybee mitochondrial DNA reveals further diversity of origin // Genetics and Molecular Biology. 1999. Vol. 22, № 1. PP. 73-75.
Whitfield C.W., Behura S.K., Berlocher S.H., Clark A.G., Johnston J.S., Sheppard W.S., Smith D.R., Suarez A.V., WeaverD., Tsutsui N.D. Thrice out of Africa: ancient and recent expansions of the honeybee Apis mellifera // Science. 2006. Vol. 314, № 5799. PP. 642-645.
Han F., WallbergA., Webster M.T. From where did the Western honeybee (Apis mellifera) originate? // Ecology and evolution. 2012. Vol. 2, № 8. P. 1949-1957.
Garnery L., Cornuet J.M., SolignacM. Evolutionary history of the honey bee Apis mellifera inferred from mitochondrial DNA analysis // Molecular Ecology. 1992. № 1. P. 145-154.
Frank P., Garnery L., Solignac M., Cornuet J.M. Molecular confirmation of a fourth lineage in honey bees from the Near East // Apidologie. 2000. № 31. P. 167-180.
Meixner M.D., Pinto M.A., Bouga M., Kryger P., Ivanova E., Fuchs S. Standard methods for characterising subspecies and ecotypes of Apis mellifera // COLOSS BEEBOOK / Eds. V. Dietemann, J.D. Ellis, P. Neumann. Vol. I : Standard methods for Apis mellifera research // Journal of Apicultural Research. 2013. Vol. 52, № 4. P. 1-27.
Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Кучер А.Н., Киреева Т.Н., Воротов А.А., БелыхЕ.А. Популяционно-генетическая структура медоносной пчелы (Apis mellifera L.) в районе д. Леботер Чаинского района Томской области // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 1 (21). С. 161-172.
Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Кучер А.Н., Киреева Т.Н., Воротов А.А., Белых Е.А. Генетическое разнообразие локуса COI-COII мтДНК медоносной пчелы Apis mellifera L. в Томской области // Генетика. 2015. № 1. С. 89-100.
Бородачев А.В., Бурмистров А.Н., Касьянов А.И., Кривцова Л.С., Кривцов Н.И., Лебедев В.И., Мартынов А.Г., Соловьева Л.Ф., Харитонов Н.Н. Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве. Рыбное : НИИП, 2002. 154 с.
Конусова О.Л.,Погорелов Ю.Л., Островерхова Н.В.,Россейкина С.А.,Нечипуренко А.О., Воротов А.А., Климова Е.А., Прокопьев А.С. Биологическая и хозяйственная оценка семей медоносной пчелы (Apis mellifera L.) в некоторых районах Томской области // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2010. № 1 (9). С. 29-41.
Кривцов Н.И. Порода для северных областей России // Пути развития пчеловодства в России через успешный опыт регионов России, стран СНГ и дальнего зарубежья: Материалы Международной научно-практической конференции. Ярославль, 2011. С. 30-32.
Полищук В.П., Пилипенко В.П. Пчеловодство. Справочное пособие. Киев : Выща школа, 1990. 312 с.
Cauia E., Usurelu D., Magdalena L.M., Cimponeriu D., Apostol P., Siceanu A., Holban A. Preliminary researches regarding the genetic and morphometric characterization of honeybee (A. mellifera L.) from Romania // Zootehnie §i Biotehnologii. 2008. Vol. 41, № 2. P. 2783-2786.
