Научная статья на тему 'Разнообразие медоносной пчелы Apis mellifera L. в Томской области по морфометрическим и молекулярно-генетическим маркерам'

Разнообразие медоносной пчелы Apis mellifera L. в Томской области по морфометрическим и молекулярно-генетическим маркерам Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
162
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
APIS MELLIFERA / ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ / МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД / ЛОКУС COI-COII МТДНК / МИКРОСАТЕЛЛИТНЫЕ ЛОКУСЫ / APIS MELLIFERA L / GENETIC DIVERSITY / MORPHOMETRIC METHOD / COI-COII LOCUS MTDNA / MICROSATELLITE LOCI

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Островерхова Надежда Васильевна, Россейкина Светлана Александровна, Конусова Ольга Леонидовна, Кучер Аксана Николаевна, Киреева Татьяна Николаевна

Представлены результаты исследования породного состава и генетического разнообразия медоносных пчел, обитающих на территории Томской области. Всего исследовано 337 пчелиных семей, полученных с 65 пасек области. На основании анализа изменчивости морфометрических признаков (показатели крыла, а именно кубитальный и гантельный индексы, дискоидальное смещение) и вариабельности локуса COI-COII мтДНК установлено, что большинство исследованных пчелиных семей представляют собой гибриды, имеющие происхождение от среднерусской породы по материнской линии (зарегистрированы варианты PQQ и PQQQ локуса COI-COII мтДНК). Выявлены пасеки в Чаинском, Тегульдетском, Молчановском, Зырянском и Томском районах, где сохранились и разводятся медоносные пчелы среднерусской породы. Согласно данным о вариабельности 9 микросателлитных локусов, ядерный геном гибридных пчел, имеющих происхождение, как от среднерусской, так и карпатской пород, более близок по спектру и частоте аллелей изученных ДНК-маркеров геному среднерусской породы. Обсуждаются факторы, определяющие генетическое разнообразие медоносных пчел.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Островерхова Надежда Васильевна, Россейкина Светлана Александровна, Конусова Ольга Леонидовна, Кучер Аксана Николаевна, Киреева Татьяна Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Diversity of the honeybee Apis mellifera L. in Tomsk region according to morphometric and molecular genetic markers

In Siberia, the honeybee was introduced about 230 years ago. It was the darkcolored forest bee Apis mellifera mellifera L., that was cultivated in Siberia as the most adapted to the harsh climatic conditions of the region. At the end of the last century, bees of the southern breeds, mainly Apis mellifera carpathica subspecies (a derivative of A. m. carnica subspecies), were actively imported to Siberia. Introgressive bee hybridization leads to the reduction of the range of native subspecies and the formation of hybrids, modifies the genetic pool of local honeybee populations leading to the loss of their genetic identity. Russia, including Siberia, still has unique abilities to preserve the aboriginal populations of the honeybee. For Siberia, such a unique subspecies is the dark-colored forest bee A. m. mellifera, which is considered endangered in Europe. At present, the knowledge of honeybee subspecies living in Siberia, including Tomsk region, is insufficient; data on the genetic diversity of honeybees are fragmentary. In this regard, the aim of this work was to identify the biological diversity of the A. mellifera honeybee living in Tomsk region using morphometric and molecular genetic markers. A total of 337 bee colonies obtained from 65 apiaries of Tomsk region were investigated using mtDNA analysis (variability of the COI-COII locus) and morphometric method (analysis of wing parameters: cubital and hantel indexes, discoidal shift) (See Fig. 1). The genetic diversity of honeybees was studied using 9 microsatellite loci (A008, AC117, A043, A113, A024, Ap243, Ap049, H110, SV185); a total of 106 bee colonies and 893 individuals were investigated. According to the analysis of variability of the COI-COII mtDNA locus, 62.9% of bee colonies were of A. m. mellifera origin on maternal line, 29.1% of bee colonies were of the origin from the southern subspecies and 8.0% were from mixed colonies. Three variants of the mtDNA COI-COII locus were registered: PQQ, PQQQ (characteristic of A. m. mellifera) and Q (characteristic of subspecies of the southern origin) (See Fig. 2). According to a morphometric study, about 56% of the studied bee colonies conformed to the A. m. mellifera standard according to the majority of morphometric parameters, but for some individual characteristics (mainly the indicator “discoidal shift”), a deviation from the values adopted for this subspecies was recorded. About 24% of the studied bee colonies are more consistent with the A. m. carpathica standard, but also have some signs characteristic of A. m. mellifera (hybrids based on the A. m. carpatica subspecies). Finally, a comparative analysis of the variability of morphometric parameters and variability of the COI-COII mtDNA locus allowed us to identify bee colonies (the so-called “inverted colonies”), which corresponded to the A. m. mellifera standard according to morphometric parameters, but had the Q variant of mtDNA (colony origin from the southern bee subspecies on the maternal line) or, on the contrary, the colonies were the A. m. carpathica subspecies according to morphometric parameters, while mtDNA was specific for A. m. mellifera (See Table 1). Consequently, the study of honeybees in Tomsk region using a comprehensive approach, including morphometric and mtDNA analysis, showed that most bee colonies are represented by hybrid forms both on the basis of A. m. mellifera subspecies and on the basis of A. m. carpathica; hybrids based on A. m. mellifera prevail (See Fig. 3). No large areas were found with a genetically homogeneous array of bees, originating from A. m. mellifera subspecies. At the same time, the apiaries, where A. m. mellifera bees are preserved and bred, were identified in some districts of Tomsk region (Molchanovsky, Chainsky, Zyryansky, Teguldetsky, Tomsky) (See Fig. 3). In order to characterize the genetic diversity of honeybees in Tomsk region, as well as to assess the process of bee hybridization, we analyzed the variability of nine microsatellite loci in honeybees (See Table 2). A comparative analysis of the variability of the studied microsatellite loci in purebred bees (A. m. mellifera and A. m. carpathica) showed differences in the spectrum and/or frequency of alleles between subspecies for most loci. In addition, for some loci (A008, A043, A113, A024, and Ap049), the predominant alleles were recorded (the frequency of their registration was more than 0.40), and the spectrum of these alleles differed in bees of different evolutionary lineages (M and C) (See Table 2). Evaluation of genetic diversity on heterozygosity of most of the studied loci revealed similar results for two bee subspecies, namely lower values of the observed heterozygosity compared with the expected heterozygosity (See Table 2). The revealed differences between honeybees of A. m. mellifera and A. m. carpathica subspecies on the variability of the studied loci were used to assess the genetic diversity of hybrid bees obtained from apiaries of Tomsk region. We have established that both in hybrids based on A. m. mellifera subspecies (variants PQQ and PQQQ of the COI-COII mtDNA locus) and in hybrids based on subspecies of the southern origin (variant Q of the COI-COII locus) the nuclear genome is more consistent with the A. m. mellifera genome in the spectrum and/or frequency of alleles of the studied DNA markers. Using the Principal Coordinate Analysis (PCoA) method (See Fig. 4 and 5), we showed that the genetic diversity of honeybees living in apiaries of Tomsk region is not determined by a single indicator (geographical localization and isolation of apiaries, the bee breed (origin), the level of gene introgression), but by the complex effect of the above factors, whose importance to a certain extent depends on human activity. Thus, the study of genetic diversity, which is determined by numerous factors, as well as evaluation of the level of introgression between aboriginal and adventive subspecies of honey bees are important to establish the effects of hybridization and to preserve the gene pool of local bee subspecies. To preserve and restore the unique gene pool of A. m. mellifera, a Coordinating Council on the problems of selection, rational use and protection of A. m. mellifera gene pool was created in 2019 in Russia. Two researchers from “Apis” Scientific and Production Center, Tomsk State University are its members. The success of measures to preserve aboriginal bee ecotypes will primarily depend on detecting and restoring the unique surviving populations, creating bee nurseries and reserves, as well as on studying the current state of various honeybee populations to understand genetic processess going on in them. The paper contains 5 Figures, 2 Tables and 46 References.

Текст научной работы на тему «Разнообразие медоносной пчелы Apis mellifera L. в Томской области по морфометрическим и молекулярно-генетическим маркерам»

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 47. С. 142-173

УДК 575.174:595.799 doi: 10.17223/19988591/47/8

Н.В. Островерхова, С.А. Россейкина, О.Л. Конусова, А.Н. Кучер, Т.Н. Киреева

Национальный исследовательский Томский государственный университет,

г. Томск, Россия

Разнообразие медоносной пчелы Apis mellifera L. в Томской области по морфометрическим и молекулярно-генетическим маркерам

Представлены результаты исследования породного состава и генетического разнообразия медоносных пчел, обитающих на территории Томской области. Всего исследовано 337 пчелиных семей, полученных с 65 пасек области. На основании анализа изменчивости морфометрических признаков (показатели крыла, а именно кубитальный и гантельный индексы, дискоидальное смещение) и вариабельности локуса COI-COII мтДНК установлено, что большинство исследованных пчелиных семей представляют собой гибриды, имеющие происхождение от среднерусской породы по материнской линии (зарегистрированы варианты PQQ и PQQQ локуса COI-COIIмтДНК). Выявлены пасеки в Чаинском, Тегульдетском, Молчановском, Зырянском и Томском районах, где сохранились и разводятся медоносные пчелы среднерусской породы. Согласно данным о вариабельности 9 микросателлитных локусов, ядерный геном гибридных пчел, имеющих происхождение, как от среднерусской, так и карпатской пород, более близок по спектру и частоте аллелей изученных ДНК-маркеров геному среднерусской породы. Обсуждаются факторы, определяющие генетическое разнообразие медоносных пчел.

Ключевые слова: Apis mellifera; генетическое разнообразие; морфометрический метод; локус COI-COII мтДНК; микросателлитные локусы.

Введение

Генетическое разнообразие, характерное для природных популяций медоносной пчелы, является одним из наиболее важных условий, необходимых для существования и устойчивого развития пчеловодства [1—3]. В настоящее время во всем мире наблюдается глобальная потеря разнообразия и численности пчел [4-9], поэтому одной из основных задач пчеловодства является сохранение аборигенных подвидов и популяций медоносной пчелы [3, 10-14]. Нативные подвиды наиболее приспособлены к местным природно-климатическим условиям, и их исчезновение означает потерю уникальных генетических комбинаций (и признаков), сформированных путем естественного отбора в течение длительного периода времени. Основными причинами потери генетического разнообразия медоносной пчелы Apis

mellifera L. рассматриваются замещение естественных популяций более миролюбивыми и продуктивными коммерческими (неместными) подвидами, распространение паразитов и патогенов медоносной пчелы, а также бессистемное использование пестицидов и ядохимикатов [10, 11, 13-19]. Мониторинг местного подвида (экотипа) медоносной пчелы и ограничение интродукции коммерческих пчелиных семей позволят снизить уровень межпородной гибридизации пчел и сохранить генетическое разнообразие и уникальный генофонд аборигенных пчел [11].

В Сибири первоначально культивировалась среднерусская пчела (темная лесная) Apis mellifera mellifera L., которая была завезена 230 лет назад, как наиболее адаптированная к суровым природно-климатическим условиям региона, таким как низкие температуры, продолжительная зима и короткий летний взяток. C конца XX в. отмечен массовый завоз пчел южного происхождения, преимущественно карпатской пчелы Apis mellifera carpathica [20], в результате чего на территории Сибири изменились представленность подвидов медоносной пчелы и их генотипический состав. Однако изученность медоносных пчел в Сибири недостаточна, а имеющиеся данные фрагментарны и не дают целостного представления о породном составе, текущем состоянии популяций и их генофонда, что является препятствием для более полного понимания путей развития популяций A. mellifera, реальной оценки процесса гибридизации пчел и его последствий, а также решения задач практического пчеловодства. Кроме того, в отличие от других регионов России и Европы, где отмечены такие негативные процессы в популяциях медоносной пчелы, как коллапс пчелиных семей [4-9, 21, 22], на территории Томской области зарегистрированы только единичные случаи массовой гибели семей, поэтому значительный интерес представляет оценка биологического разнообразия и адаптационного потенциала медоносной пчелы в условиях Сибири.

Систематические исследования медоносной пчелы на территории Сибири, включая Томскую область, были начаты в 2004 г. сотрудниками научно-практического центра «Апис» Томского государственного университета. Первоначально породный состав медоносных пчел на территории Томской области изучался с использованием классического морфологического метода, включающего исследование окраски тела, крыловых показателей и других морфометрических признаков [23]. Начиная с 2009 г. для исследования медоносных пчел стали применяться молекулярно-генетические методы с использованием ДНК-маркеров митохондриального (мтДНК) и ядерного геномов и выполнены пилотные исследования с целью первичной характеристики генетического разнообразия пчел, а также поиска высокополиморфных информативных ДНК-маркеров [24-30].

Однако следует указать, что классические морфометрические признаки и маркеры митохондриального и ядерного геномов, широко применяемые для исследования породного состава медоносных пчел, обладают разной

информативностью [31-35]. Так, анализ полиморфизма мтДНК позволяет определить происхождение пчелиных семей только по материнской линии; исследования изменчивости ядерного генома (в том числе и микросател-литных локусов) все еще не получили широкого распространения (мало информации по породной и территориальной специфичности генофондов), а морфометрические признаки, с учетом широкого распространения межпородной гибридизации, не всегда позволяют корректно определить породный состав медоносных пчел [31, 36, 37]. В связи с этим только использование комплекса разных методов исследования обеспечит четкую и полную идентификацию подвидов медоносной пчелы.

В данной статье представлены результаты 10-летнего комплексного исследования медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области, с использованием морфометрического и молекулярно-генетических методов (проведен анализ вариабельности локуса COI-COII мтДНК и микросател-литных локусов ядерного генома).

Цель работы - выявить биологическое разнообразие медоносной пчелы Apis mellifera, обитающей на территории Томской области, по морфометри-ческим и молекулярно-генетическим маркерам.

Материалы и методики исследования

Материалом для исследования послужили образцы рабочих особей, полученных с 65 пасек 47 населенных пунктов 13 районов Томской области (рис. 1). Исследование медоносных пчел проведено с использованием мор-фометрического и молекулярно-генетических методов.

Для исследования породного состава медоносных пчел первоначально проведен анализ мтДНК (изучена вариабельность локуса COI-COII), чтобы определить происхождение пчелиной семьи по материнской линии. Анализировалось 3-5 особей от семьи. Затем для более полной характеристики пчелиной семьи и ее соответствия стандарту породы выполнен морфометрический анализ (20-30 особей от семьи). Всего исследовано 337 пчелиных семей.

Для оценки генетического разнообразия медоносных пчел проведен анализ изменчивости 9 микросателлитных локусов; изучено 5-15 особей от семьи. Анализ ядерного генома выполнен для медоносных пчел, полученных от 106 семей; всего 893 особи.

Морфометрический метод

Изучены основные породоопределяющие морфометрические показатели крыла: кубитальный и гантельный индексы, дискоидальное смещение [17, 26]. Полученные результаты морфометрического исследования сравнивали со стандартами значений, принятыми для рабочих особей разных пород пчел [10, 27, 28].

Рис. 1. Карта локализации исследованных пасек Томской области (здесь и на рис. 2, 3): 1 - с. Парабель; 2 - окр. г. Колпашево; 3 - д. Новоабрамкино; 4 - с. Чалково; 5 - с. Леботер; 6 - с. Подгорное; 7 - д. Стрельниково; 8 - с. Гореловка; 9 - с. Высокий Яр, д. Крыловка; 10 - с. Парбиг; 11 - с. Бакчар; 12 - д. Сарафановка;

13 - с. Могочино; 14 - с. Соколовка; 15 - с. Кривошеино; 16 - с. Монастырка; 17 - с. Каргала, с. Старая Шегарка; 18 - с. Баткат; 19 - д. Тихомировка; 20 - урочище Кужербак; 21 - с. Новиковка; 22 - д. Цветковка; 23 - д. Крутоложное; 24 - с. Тегульдет; 25 - с. Дубровка; 26 - с. Зырянское; 27 - с. Окунеево; 28 - д. Губино; 29 - с. Рыбалово, д. Кудринский участок; 30 - окр. г. Томска, д. Просекино, с. Коларово; 31 - п. Синий Утес; 32 - д. Кандинка; 33 - с. Курлек; 34 - с. Яр; 35 - д. Кусково; 36 - п. Заречный (Малиновское сельское поселение); 37 - с. Семилужки; 38 - д. Бодажково; 39 - с. Межениновка; 40 - д. Большое Протопопово; 41 - п. Заречный (Межениновское сельское поселение); 42 - д. Еловка. Пасеки, расположенные на расстоянии менее 20 км друг от друга, отмечены одной точкой. Примечание. В северных районах Томской области (Александровском, Каргасокском, Верхнекетском) пчеловодство отсутствует из-за суровых природно-климатических

условий

[Fig. 1. Map of sample locations in Tomsk region. Here and in Fig. 2 and 3, the numbers indicate the studied settlements: 1 - v. Parabel; 2 - vicinity of Kolpashevo; 3 - v. Novoabramkino; 4 - v. Chalkovo; 5 - v. Leboter; 6 - v. Podgornoe; 7 - v. Strelnikovo; 8 - v. Gorelovka; 9 - v. Vysoky Yar, v. Krylovka; 10 - v. Parbig; 11 - v. Bakchar; 12 - v. Saraphanovka; 13 - v. Mogochino; 14 - v. Sokolovka; 15 - v. Krivosheino; 16 - v. Monastyrka; 17 - v. Kargala, v. Staraya Shegarka; 18 - v. Batkat; 19 - v. Tichomirovka; 20 - v. Kuzherbak; 21 - v. Novikovka; 22 - v. Tsvetkovka; 23 - v. Krutolozhnoe; 24 - v. Teguldet; 25 - v. Dubrovka; 26 - v. Zyryanskoe; 27 - v. Okuneevo; 28 - v. Gubino; 29 - v. Rybalovo, v. Kudrinsky uchastok; 30 - vicinity of Tomsk, v. Prosekino, v. Kolarovo; 31 - v. Sinii Utes; 32 - v. Kandinka; 33 - v. Kurlek; 34 - v. Yar; 35 - v. Kuskovo; 36 - v. Zarechnyi (Malinovskoe rural settlement); 37 - v. Semiluzhki; 38 - v. Bodazhkovo; 39 - v. Mezheninovka; 40 - v. Bol'shoe Protopopovo; 41 - v. Zarechnyi (Mezheninovskoe rural settlement); 42 - v. Elovka. Apiaries located at a distance less than 20 km from each other are marked as a single point. Note. In the northern districts of Tomsk region (Aleksandrovsky, Kargasoksky, Verkhneketsky), there is no beekeeping due to harsh climatic conditions]

Молекулярно-генетические методы

Для проведения молекулярно-генетического исследования использованы образцы пчел, которые хранились в 96%-ном спирте при температуре 4°С. Выделение ДНК из индивидуальных особей проведено модифицированным методом экстракции смесью гуанидинтиоцианат-фенол-хлороформ [18, 29].

Выделенная ДНК анализировалась методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием праймеров, маркирующих межгенный локус COI-COII митохондриального генома. Использованы следующие последовательности праймеров: F-5-CACATTTAGAAATTCCATTA, R-5'-ATAAATATGAATCATGTGGA [29]. Продукты амплификации фракционировали в 1,5%-ном агарозном геле, окрашивали в бромистом этидии, визуализировали в ультрафиолетовом свете и документировали с использованием специальной программы для визуализации гель-электрофореза.

Изучен полиморфизм 9 микросателлитных локусов: А008, Ap049, А043, ACH7, Ap243,H110, A024, AH3, SV185. ПЦР проводили согласно описанной ранее методике с применением специфических праймеров [30]. Использовали один меченный флуоресцентной меткой праймер из каждой пары. Гено-типирование выполнено на базе Центра коллективного пользования «Медицинская геномика» (НИИ медицинской генетики ТНИМЦ РАН, г. Томск) на генетическом анализаторе ABI Prism 3730 (Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA) с применением стандартов длины молекул ДНК GeneScan500-ROX в условиях, рекомендуемых производителем. Размер фрагментов проанализирован с помощью программного обеспечения GeneMapper Software.

Для статистической обработки данных (расчет частот аллелей со стандартной ошибкой, показателей наблюдаемой (Ho) и ожидаемой (He) гетеро-зиготности) использованы стандартные методы, применяемые при изучении генетического разнообразия популяций [31, 32]. Оценка статистически значимых различий между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью проведена с использованием ¿-критерия Стьюдента. Морфометрические данные представлены в виде среднего арифметического значения со стандартной ошибкой. Для оценки дифференциации различных подвидов медоносной пчелы и определения уровня генетической гетерогенности выборок пчел из популяций различной географической локализации использован метод главных координат (Principal Coordinates Analysis, РСоА), основанный на расчете генетических дистанций между выборками пчел. Расчеты проведены в программах Microsoft Office Excel 2010, StatSoft STATISTICA 8.0 for Windows, GENALEX 6 [32].

Результаты исследования и обсуждение

Распространение пород медоносной пчелы в Томской области

Для выявления породного состава медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области, проведено комплексное исследование, включающее

морфометрический и молекулярно-генетический анализ (полиморфизм ло-куса СOI-COII мтДНК) медоносных пчел.

Генетическое разнообразие медоносных пчел по митохондриальной ДНК

Согласно данным анализа полиморфизма мтДНК (вариабельность ло-куса COI-COII) у медоносных пчел Томской области зарегистрировано три варианта локуса COI-COII мтДНК: PQQ, PQQQ (характерны для А. т. те1-¡г/ега, эволюционная линия М) и Q (свойствен породам южного происхождения, эволюционная линия С). Из исследованных 337 пчелиных семей 62,9% семей имели происхождение по материнской линии от среднерусской породы, 29,1% семей - от пород южного происхождения и 8,0% составляли смешанные семьи, которые формируются пчеловодами путем объединения нескольких семей, в том числе семей разного происхождения, с целью их усиления (в этих семьях регистрировались особи с вариантами локуса COI-COII, характерными как для среднерусской, так и для «южных» пород медоносной пчелы) (рис. 2).

Для пчелиных семей, имеющих происхождение от среднерусской породы (всего идентифицировано 212 семей), характерна генетическая гетерогенность по локусу COI-COII: в 85,3% семей регистрировался вариант PQQ, у 10,7% - вариант PQQQ, а у 4,0% семей выявлены как особи с вариантом PQQ, так и пчелы с вариантом PQQQ (от общего числа семей среднерусской породы). Среди пчелиных семей смешанного породного состава (выявлено 27 семей) наиболее часто регистрировались семьи с вариантами PQQ и Q (85,2% семей от общего числа смешанных семей), реже - с вариантами PQQQ и Q (11,1%), а в одной семье (3,7%) в с. Курлек Томского района были выявлены пчелы со всеми зарегистрированными вариантами локуса COI-ШП - PQQ, PQQQ и Q.

В различных районах Томской области пчелиные семьи отличались между собой по частоте регистрации вариантов локуса COI-COII мтДНК. На северных территориях области (Парабельский, Колпашевский, Чаинский, Бакчарский, Молчановский, Кривошеинский и Тегульдетский районы) выявлено 95,9% пчелиных семей (всего исследовано 194 пчелосемьи), однородных по варианту локуса мтДНК: 67,0% семей имели происхождение от среднерусской породы (зарегистрировано два варианта локуса мтДНК -PQQ и PQQQ); 28,9% семей происходили от пород южного происхождения. Остальные пчелосемьи (4,1%) имели смешанное происхождение (выявлены разные аллели локуса COI-COII в одной семье - PQQ и Q). Так, в Па-рабельском и Кривошеинском районах выявлены пчелиные семьи только с вариантом PQQ, в Тегульдетском - только с вариантом PQQQ. На пасеках Колпашевского, Чаинского, Молчановского и Бакчарского районов выявлены семьи разного происхождения (зарегистрированы варианты PQQ и Q). При этом на пасеках Чаинского и Молчановского районов преобладали пчелиные семьи, имеющие происхождение от среднерусской породы (86 и 95% соответственно), тогда как на пасеках Колпашевского и Бакчарского райо-

нов, наоборот, преобладали семьи южного происхождения (93 и 65% соответственно). В Бакчарском и Чаинском районах также выявлено несколько смешанных пчелиных семей, особи которых имели варианты PQQ и Q (рис. 2).

Рис. 2. Распространенность вариантов локуса COI-COII мтДНК (PQQ, PQQQ и Q) у медоносных пчел на территории Томской области [Fig. 2. Distribution of the COI-COII mtDNA locus variants (PQQ, PQQQ, and Q) in honeybees in Tomsk region]

В южных районах области (Асиновском, Первомайском, Зырянском, Томском, Шегарском и Кожевниковском) однородные по вариантам локуса COI-COII мтДНК пчелиные семьи (всего изучено 143 семьи) составили 80,4%, тогда как смешанные семьи - 19,6%. Среди смешанных семей выявлено 6,3% семей, имеющих происхождение от среднерусской породы (у особей зарегистрированы варианты PQQ или PQQQ), и 13,3% семей разного породного происхождения (у особей зарегистрированы варианты PQQ/PQQQ или Q). Всего в южных районах выявлено 57,3% пчелиных семей, имеющих происхождение от среднерусской породы (зарегистрированы варианты PQQ или PQQQ), 29,4% - семьи южного происхождения, 13,3% - смешанные семьи, пчелы которых имели разное породное происхождение.

Пчелиные семьи, имеющие происхождение от среднерусской породы, были зарегистрированы на пасеках всех южных районов области. При этом

преобладали пчелы с вариантом PQQ (65,9% от общего числа семей среднерусской породы), реже встречались семьи с пчелами, имеющими вариант PQQQ (23,1%), и смешанные семьи с пчелами, имеющими варианты PQQ или PQQQ (11,0%). Например, в Кожевниковском районе во всех исследованных семьях у пчел выявлен только вариант PQQ; в Первомайском районе половина исследованных семей имела происхождение от среднерусской породы (зарегистрирован вариант PQQ) и половина семей - южного происхождения (выявлен вариант Q); в остальных районах - у пчел выявлены все варианты локуса COI-COII (PQQ, PQQQ и Q). Семьи смешанного состава были выявлены на пасеках Шегарского и Томского районов, причем зарегистрированы сочетания вариантов локуса мтДНК - PQQ и Q (67%), PQQQ и Q (33%).

Таким образом, на основе анализа полиморфизма локуса COI-COII мтДНК установлено различное происхождение медоносных пчел на пасеках Томской области, хотя и преобладали пчелиные семьи, имеющие происхождение от среднерусской породы. Тот факт, что на одной и той же территории обитают пчелы разных пород, позволяет предположить высокий уровень гибридизации. Поскольку анализ мтДНК позволяет установить происхождение медоносной пчелы (семьи) только по линии матки без оценки вклада «отцовских» генов, пчелы с пасек Томской области были изучены с использованием морфометрического анализа.

Характеристика морфометрической изменчивости медоносных пчел

Изучена изменчивость трех породоопределяющих морфометрических показателей (кубитального и гантельного индексов, дискоидального смещения) у медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области (табл. 1). Для всех изученных морфометрических показателей выявлен значительный уровень вариабельности. Так, для пчел, обитающих на пасеках Томской области, значения кубитального и гантельного индексов зарегистрированы в пределах 1,00-5,56 и 0,643-1,250 отн. ед. соответственно (среднее значение кубитального индекса изменялось в пределах - 1,45-3,41 отн. ед.; среднее значение гантельного индекса - 0,789-1,125 отн. ед.). Что касается качественного показателя «дискоидальное смещение», то у изученных пчел отмечены все три варианта признака (отрицательное, нейтральное и положительное).

При сравнении полученных данных значений экстерьерных признаков со стандартными показателями, принятыми для рабочих особей разных пород медоносной пчелы [10, 27, 28], установлено, что среди всех исследованных пчелиных семей 13,5% семей демонстрировали полное соответствие крыловых параметров стандарту среднерусской породы, 5,3% - стандарту карпатской породы, 2,2% - серой горной кавказской породы. Например, по всем исследованным крыловым показателям стандарту среднерусской породы соответствовали пчелиные семьи с пасек с. Чалково (Чаинский район) и с. Тегульдет (Тегульдетский район), а также семья № 2 с пасеки с. Могочино

(Молчановский район) и семья № 2 с пасеки с. Дубровка (Зырянский район); стандарту карпатской породы - пчелиная семья с пасеки в д. Цветковка (Асиновский район) и семья № 1 с пасеки в окр. г. Томска (см. табл. 1).

Около 56% исследованных семей соответствовали стандарту среднерусских пчел по большинству морфометрических показателей, но по отдельным признакам (преимущественно показателю «дискоидальное смещение») регистрировалось отклонение от принятых для этой породы значений. Так, отклонение только одного показателя «дискоидальное смещение» от стандарта среднерусской породы показано для семьи № 1 с пасеки с. Дубровка (Зырянский район), для двух семей с пасеки с. Заречный (Томский район), для семьи с пасеки с. Еловка (Кожевниковский район), что может указывать на следы гибридизации с породами южного происхождения. Отклонение нескольких морфометрических показателей у особей пчелосемьи от стандарта среднерусской породы, например кубитального индекса и дискоидально-го смещения, позволяет нам рассматривать эти семьи как гибриды на основе среднерусской породы (например, пчелосемьи с пасек с. Гореловка и д. Стрельниково Чаинского района, семья с пасеки с. Рыбалово Томского района и др.).

Наблюдалась также противоположная картина, когда пчелиные семьи по исследованным параметрам крыла более соответствовали стандартам пород южного происхождения, но также имели отдельные признаки, характерные для среднерусской породы (гибриды на основе «южных» пород пчел). Так, выявлено 23,6% семей (от общего числа исследованных), пчелы которых имели большинство морфометрических показателей, характерных для карпатской породы, например, семьи № 1 и № 3 с пасеки с. Подгорное (Чаин-ский район), семья с пасеки п. Синий Утес (Томский район).

Наконец, при использовании сравнительного анализа изменчивости мор-фометрических признаков и вариабельности локуса COI-COII мтДНК были идентифицированы пчелиные семьи (так называемые «семьи-перевертыши»), которые по морфометрическим показателям соответствовали среднерусской породе, тогда как мтДНК (выявлен вариант Q) указывала на происхождение семьи по материнской линии от породы южного происхождения (например, семья № 2 с пасеки п. Курлек Томского района) или, наоборот, по морфометрическим показателям семья более соответствовала «южной» породе, тогда как по мтДНК (вариант PQQQ) - среднерусской (например, семья № 1 с пасеки п. Курлек).

Таким образом, исследование породного состава медоносных пчел Томской области с использованием морфометрического и мтДНК-анализа показало, что большинство пчелиных семей представлено гибридами между местным подвидом (среднерусской пчелой A. m. mellifera) и завезенными коммерческими линиями южного происхождения (преимущественно карпатской пчелой A. m. carpathica), что характерно для многих регионов России и Европы. Так, в Европе выявлен высокий уровень интрогрессии между

Таблица 1 [Table 1]

Значения морфометрическнх показателей у рабочих особей некоторых пчелиных семей с пасек Томской области [Values of morphometric indicators ill workers of some bee colonies from apiaries of Tomsk region]

Географическая локализация: район, населенный пункт [Geographical locality: district, place] Географические координаты точек сбора материала [Geo-coordinates of the sampling sites] № семьи [Colony, №] N Вариант локуса COI-COU мтДНК [Variant of the COI-COU mtDNA locus] Кубитальный индекс, относительные единицы [Cubital Index, relative units] Гантельный индекс, относительные единицы [Hantel Index, relative units] Дискоидальное смещение [Discoidal shift], %

Широта, с.ш. [Latitude, N] Долгота, в.д. [Longitude, E]

Lim: min-max M±m Lim: min-max M±m - 0 +

СЕВЕРНЫЕ РАЙОНЫ [Northern districts]

Парабельский [Parabelsky]

с. Па pa бель [v. Parabel] 58°41'52" 81°29'57" 1 38 PQQ 1,31-2,31 1,83±0,05 0,714-1,00 0,870±0,020 77,78 19,44 2,78

Чаинский [Chainsky]

с. Подгорное [v. Podgornoe] 57°47'00" 82°39'00" 1 35 Q 1.68-3.21 2.56±0.07 0.879-1.122 0.998±0.010 17.14 51.43 31.42

2 35 Q 1.35-2.87 2.19±0.10 0.797-1.100 0.910±0.010 34.30 45.70 20.00

3 35 Q 1.72-3.01 2.53±0.06 0.852-1.178 0.977±0.011 51.40 14.30 34.30

4 30 PQQ 1.50-2.00 1.75±0.05 0.700-1.000 0.858±0.013 Нет данных [No data]

с. Чалково [v. Chalkovo] 57°55'45" 83°21'73" 1 30 PQQ 1.30-2.00 1.75±0.04 0.720-0.871 0.811±0.010 100.00 0.00 0.00

2 30 PQQ 1.32-2.00 1.57±0.04 0.712-0.851 0.789±0.010 100.00 0.00 0.00

3 30 PQQ 1.17-1.81 1.51±0.03 0.693-0.923 0.808±0.010 100.00 0.00 0.00

4 30 PQQ 1.32-1.82 1.53±0.03 0.722-0.903 0.802±0.010 97.00 3.00 0.00

с. Леботер [v. Leboter] 57°52'50" 83°1Г50" S 50 PQQ/Q 1.14-2.89 1.91±0.05 0.643-1.030 0.864±0.012 64.52 19.36 16.13

д. Стрельниково [v. Strelnikovo] 57°42'45" 82°26'48" 1 30 PQQ 1,60-2,36 2,00±0,06 0,686-0,938 0,883±0,013 56,00 44,00 0,00

с. Гореловка [v. Gorelovka] 57°28'00" 82°12'00" 1 30 PQQ 1,33-2,65 1,98±0,06 0,708-0,969 0,40±0,012 66,7 33,3 0,00

Молчановский Molchanovsky]

с. Могочино [v. Mogochino] 57°42'42" 83°34'30" 1 30 PQQ 1.26-2.56 1.92±0.05 0.806-1.000 0.879±0.010 70.00 30.0 0.00

2 43 PQQ 1.36-2.00 1.73±0.02 0.693-0.923 0.821±0.006 100.0 0.00 0.00

3 30 PQQ 1.57-2.82 1.88±0.04 0.770-1.000 0.855±0.015 92.00 8.00 0.00

Кривошеинский [Krivosheinsky]

с. Кривошеино [v. Krivosheino] 57°20'63" 83°55'80" S 55 PQQ 1,00-2,67 1,79±0,07 0,707-1,000 0,884±0,018 27,27 18,18 54,55

Тегульдетский [Teguldetsky]

с. Тегульдет [v. Teguldet] 57°18'00" 88°10'00" 1 30 PQQQ 1.44-2.10 1.75±0.03 0.692-1.000 0.854±0.011 100.0 0.00 0.00

2 30 PQQQ 1.28-1.90 1.50±0.05 0.707-0.923 0.823±0.012 93.30 6.70 0.00

3 30 PQQQ 1,26-2,22 1,74±0,04 0,701-0,914 0,825±0,010 100,0 0,00 0,00

Географическая локализация: район. Географические координаты точек сбора материала [Geo-coordinates of the sampling sites] s g л ^ S >, N Вариант локуса COI-COII мтДНК [Variant of the COI-COII mtDNA locus] Кубитальный индекс, относительные единицы [Cubital index, relative units] Гантельный индекс, относительные единицы [Hantel index, relative units] Дискоидальное смещение, 0 о [Discoidal shift,0 о]

населенный пункт [Geographical locality: district, place] Долгота, в.д. [Longitude, E] о о

[Latitude, N] Lim: min-max M±m Lim: min-max M±m - 0 +

ЮЖНЫЕ РАЙОНЫ [Southern districts]

Асиновский [Asinovsky]

д. Цветковка [v. Tsvetkovka] 56°48'21" 85°50'10" 1 30 Q 1,68-3,64 2,51± 0,06 0,867-1,210 1,050±0,010 4,00 20,00 76,00

д. Тихомировка [v. Tichomirovka] 56°55'50" 86°04'35" 1 30 PQQ/Q 1,41-2,82 1,90±0,06 0,656-1,176 0,880±0,018 54,60 35,50 9,90

yp. Кужербак [v. Kuzherbak] 57°00'00" 86°09'00" S 50 PQQ/PQQQ 1,45-2,91 2,20±0,05 0,733-1,000 0,858±0,012 66,00 32,00 2,00

Первомайский [Pervomaisky]

д. Крутоложное [v. Krutolozhnoe] 57°04'38" 86°14'20" 1 30 PQQ 1,50-2,72 1,78±0,04 0,800-1,053 0,911±0,031 16,70 76,70 6,60

Зырянский Zyryansky]

с. Зырянское 56°49'50" 86°37'38" 1 30 PQQ 1.28-2.80 1.73±0.06 0.707-1.000 0.834±0.016 66.7 33.3 0.00

[v. Zyryanskoe] 2 30 PQQ/Q 1.43-2.35 1.86±0.04 0.733-1.057 0.885±0.011 10.00 46.70 43.30

с. Дубровка 56°43'45" 86°26'33" 1 30 PQQ 1.43-2.47 1.69*0.05 0.672-0.933 0.849±0.011 73.33 26.67 0.00

[v. Dubrovka] 2 30 PQQQ 1.36-2.22 1.68±0.05 0.733-1.000 0.842±0.010 93.30 6.70 0.00

Томский [Tomsky]

и. Заречный 56°39'03" 85°18'57" 1 30 PQQQ 1.39-2.33 1.65±0.04 0.712-0.932 0.825±0.009 73.50 26.50 0.00

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

[v. Zarechnyy] 2 30 PQQQ 1.19-2.05 1.64±0.06 0.679-1.000 0.865±0.012 73.10 26.90 0.00

с. Семилужки [v. Semiluzhki] 56°37'05" 85°21'20" 1 26 PQQ 1,35-2,06 1,64±0,05 0,696-1,000 0,817±0,017 90,00 10,00 0,00

и. Курлек 56°13'02" 84°51'43" 1 28 PQQQ 1.74-3.29 2.14±0.07 0.857-1.053 0.937±0.100 32.14 57.14 10.72

[v. Kurlek] 2 29 Q 1.30-2.29 1.66±0.04 0.735-0.965 0.878±0.011 72.40 27.60 0.00

с. Коларово 56°20'11" 84°56'35" 1 30 PQQ 1.25-2.11 1.70±0.03 0.667-0.917 0.804±0.011 79.40 20.60 0.00

[v. Kolarovo] 2 30 PQQ 1.45-2.80 1.78±0.06 0.754-1.000 0.846±0.013 58.30 33.30 8.40

п. Синий Утес [v. Sinii Utes] 56°20'07" 84°55'11" 1 30 Q 1,83-2,87 2,37±0,06 0,815-1,053 0.931±0.012 6,70 76,70 16,60

с. Рыбалово [v. Rybalovo] 56°30'14" 84°30'47" 1 30 PQQ 1,13-3,00 1,89±0,05 0,667-1,074 0,864±0,012 63,04 21,74 15,22

с. Бодажково [v. Bodazhkovo] 56°30'35" 85°14'70" 1 30 PQQ 1,40-2,50 1,79±0,05 0,691-0,905 0,790±0,009 94,30 5,70 0,00

v. Губино [d. Gubino] 56°34'60" 84°37'60" 1 24 PQQ 1,15-2,53 1,77±0,07 0,714-0,917 0,819±0,012 29,17 20,83 50,00

Географическая локализация: район, населенный пункт [Geographical locality: district, place] Географические координаты точек сбора материала [Geo-coordinates of the sampling sites] № семьи [Colony, №] N Вариант локуса COI-COU мтДНК [Variant of the COI-COII mtDNA locus] Кубитальный индекс, относительные единицы [Cubital index, relative units] Гантельный индекс, относительные единицы [Hantel index, relative units] Дискоидальное смещение, ° о [Discoidal shift,0 о]

Широта, c.Hi. [Latitude, N] Долгота, в.д. [Longitude, E] Lim: min-max M±m Lim: min-max M±m - 0 +

с. Яр [v.Yar] 56°15'56" 84°93'82" 1 10 Q 1.76-4.09 2.58±0.28 0.800-1.000 0.924±0.025 30.00 10.00 60.00

окр. г. Томска [vicinity of Tomsk] 56°29'51" 84°58'27" 1 30 Q 1.95-3.73 2.53±0.07 0.964-1.250 1.069±0.021 6.67 10.00 83.33

2 30 Q 1.64-2.69 2.12±0.05 0.722-0.946 0.895±0.011 90.00 6.70 3.30

3 33 Q 2.0-5.56 3.41±0.02 0.905-1.310 1.125±0.016 0.00 3.00 97.00

д. Кудринский участок [v. Kudrinsky uchastok] 56°32'80" 84° 40'16" 1 16 PQQ/ PQQQ 1,13-2,06 1,71±0,05 0,630-0,945 0,801±0,013 76,00 24,00 0,00

д. Просекино [v. Prosekino] 5 6° 23'00" 85°04'00" 1 30 Q 1,33-3,25 1,98±0,07 0,750-1,100 0,911±0,120 26,67 50,00 23,33

Кожев н иковски й [Kozhevnikovsky]

д. Еловка [v. Elovka] | 55°57'00" | 83°43'60" | 1 | 30 | PQQ | 1,36-2,67 f 1,67±0,05 | 0,714-0,964 | 0,845±0,090 | 63,30 | 36,60 | 0,00

СТАНДАРТЫ ПОРОД [Breed standards]

Apis mellifera mellifera* PQQ/PQQQ 1.30-2.10 1.70 0.600-0.923 - - - -

Apis mellifera mellifera ** 1,30-1,90 1,5-1,7 0,600-0,923 - 91-95.100 5-10 0,00

Apis mellifera carpathica* Q 2,30-3,00 2,65 - > 0,925 0-5 0-20 80-100

Apis mellifera caucasica* Q 1,70-2,30 2,00 - He установлен [Not installed! 60-70 20-30 3-5

Примечание. N - число исследованных образцов; Lim - пределы значения признака; М±т - среднее значение признака (¿стандартная ошибка); Е - суммарная проба с пасеки (минимум 10 пчелиных семей). * - Европейский стандарт подвидов пчел, основанный на значениях кубитального и гантельного индексов [28]; ** - стандарты пород пчел, принятые в России.

[Note. N - Number of samples examined; Lim - Limits of the value of the sign; M±m - Mean value of the sign ± the standard error of the mean; S - Total sample from the apiary (minimum 10 bee colonies). * - European breed standard based on values of cubital and hantel indexes [28]; ** - Russian breed standard].

Í r

OJ

подвидами разных эволюционных линий - М (А. т. теШ/ега и A. m. iberica) и С m. ligustica и A. m. carnica) и произошла замена аборигенных подвидов медоносной пчелы завезенными [3, 10-12]. На территории России процессы интродукции подвидов из южных областей страны в более северные и восточные регионы (Урал, Сибирь, Алтай), где традиционно разводилась среднерусская пчела, также приобрели массовый характер в последние десятилетия [29, 40, 43].

Существование на одной территории (часто на одной пасеке) разных пород медоносной пчелы повышает уровень гибридизации медоносных пчел и создает неблагоприятный фон для сохранения генофонда среднерусской пчелы А. т. теШ/ега, первоначально культивируемой на территории Томской области. В отличие от многих стран Европы, где темная лесная пчела признана исчезающим подвидом и популяции А. т. теШ/ега являются уникальными [3, 10-14], на территории Томской области сохранились локальные популяции (пасеки) пчел, близких по комплексу признаков к среднерусской породе (рис. 3). Так, пчелиные семьи среднерусской породы выявлены на пасеках с. Могочино (Молчановский район), с. Чалково (Чаинский район), с. Тегульдет (Тегульдетский район), д. Дубровка (Зырянский район), с. Се-милужки и п. Заречный (Томский район). Исследованные пасеки в с. Мого-чино, с. Тегульдет и с. Чалково расположены на относительно изолированных территориях северных районов области (Молчановский, Тегульдетский и Чаинский районы соответственно) и рассматриваются как потенциально «чистые», хотя отмечен единичный завоз пчел южного происхождения в эти районы. Пасеки в д. Дубровка, с. Семилужки и п. Заречный расположены в южных районах области (Зырянский и Томский), характеризующихся хорошо развитым пчеловодством и близким расположением пасек друг к другу. Вместе с тем пасека в п. Заречный (Томский район) существует более 50 лет и специализируется на разведении среднерусских пчел (по словам пчеловода, на пасеку в течение длительного времени не завозились новые семьи и постоянно проводится контроль породности семей).

В условиях повсеместной гибридизации пчел необходимо совершенствовать генетические методы контроля чистоты пчелосемей. Эти исследования требуют молекулярных подходов как наиболее информативных и надежных. Так, исследования, контролирующие интрогрессию между эндемической А. m. mellifera и интродуцированными подвидами С-линии на территории Европы и России, проводились с использованием локусов мтДНК и микро-сателлитных локусов, ПЦР-ПДРФ и SNP маркеров [10-13, 32, 34, 35, 40, 44]. На основании широкомасштабных исследований, выполненных на территории Европы (поиск информативных маркеров был проведен из числа более 1 000 SNP с применением 5 различных аналитических методов), было разработано 5 панелей, состоящих из 48, 96, 144, 192 и 284 маркеров, информативных для определения предкового происхождения особей, которые авторы предлагают использовать для выявления и оценки примеси С-линий

(в частности, А. т. ligustica и А. т. сагтса, а также сочетание этих подвидов) в М-линию А. т. mellifera [13, 32]. Однако, для оценки примеси других подвидов линии С и/или их сочетаний (а также более сложных комбинаций) в М-линию требуется тестирование разработанных панелей. Наконец, уменьшенные варианты панелей (48 или 96 маркеров) не подходят для стандартного генетического анализа популяций, в том числе для определения аллельного разнообразия или для оценки изоляции расстоянием, генетического дрейфа или эффекта «горлышка бутылки» [13].

В настоящем исследовании для оценки характеристики генетического разнообразия медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области, а также оценки процесса гибридизации пчел проведен анализ вариабельности микросателлитных локусов у медоносных пчел.

ф ГиЬриды на основе сред!ерусснпй породы detiKt

[hybrids based on Apis mellifera melltfera]

ф Гибриды на основе карпатской породы

[hybiids based м Apis mellifera carpalica\

Рис. 3. Распределение пород и гибридов медоносной пчелы на пасеках Томской области согласно результатам анализа мтДНК

и морфометрических показателей [Fig. 3. Distribution of honeybee subspecies and hybrids at apiaries of Tomsk region according to the analysis of mtDNA and morphometric parameters]

Разнообразие медоносных пчел Томской области по микросателлитным локусам

Для характеристики генетического разнообразия медоносных пчел, обитающих на территории Томской области, и выявления высокополиморфных

ДНК-маркеров была изучена изменчивость 9 микросателлитных локусов (A008, AC117, A043, A113, A024, Ap243, Ap049, H110, SV185) (табл. 2). Были сформированы четыре выборки, включающие образцы чистопородных и гибридных пчел:

1) среднерусские пчелы, полученные от семей A. m. mellifera и имеющие варианты PQQ или PQQQ локуса COI-COII мтДНК (М-линия); регистрировалось соответствие стандарту породы по морфометрическим признакам;

2) карпатские пчелы, полученные от семей A. m. carpathica, завезенных на территорию области из пчелопитомника, и имеющие вариант Q локуса COI-COII мтДНК (С-линия); регистрировалось соответствие стандарту породы по морфометрическим признакам;

3) пчелы, полученные от гибридных семей на основе среднерусской породы (выявлены варианты PQQ или PQQQ локуса COI-COII мтДНК, однако наблюдается несоответствие морфометрических показателей стандарту среднерусской породы);

4) пчелы, полученные от гибридных семей на основе карпатской породы (выявлен вариант Q локуса COI-COII мтДНК, однако наблюдается несоответствие морфометрических показателей стандарту карпатской породы).

Все исследованные локусы были полиморфными: минимальное число аллелей зарегистрировано для локуса AC117 (4 аллеля); максимальное -для локуса A113 (15 аллелей); среднее число аллелей на локус - 8. Для пчел среднерусской породы минимальное число аллелей выявлено для ло-куса H110 (3 аллеля), максимальное - для локуса А113 (11 аллелей); для пчел карпатской породы минимальное число аллелей выявлено для локуса Ap243 (1 аллель); максимальное - для локуса A008 (9 аллелей); среднее число аллелей на локус для обеих пород составило 5. Кроме того, изученные локусы отличались по вариабельности спектра аллелей у пчел двух выборок (среднерусская и карпатская породы). Например, по локусу Ap243 у пчел карпатской породы зарегистрирован только один аллель «255» (все исследованные особи были гомозиготными), тогда как у пчел среднерусской породы выявлено 8 аллелей.

В результате сравнительного анализа вариабельности изученных микро-сателлитных локусов у чистопородных пчел (среднерусских и карпатских пчел) для большинства локусов выявлены различия по спектру и/или частоте регистрации аллелей между подвидами. Кроме того, для некоторых локусов (А008, А043, А113, А024 и Ар049) зарегистрированы преобладающие аллели (встречались с частотой более 0,40), спектр которых отличался у пчел разных эволюционных линий (М и С) (см. табл. 2). Так, для локуса А008 преобладающим аллелем у A. m. mellifera (линия М) был аллель «162» (частота регистрации 0,87), тогда как у A. m. carpathica (линия С) - аллель «174» (частота регистрации 0,46); для локуса А113 преобладающий аллель у A. m. carpathica - «212» (частота регистрации 0,91), у A. m. mellifera - аллель «218» (частота регистрации 0,57).

Таблица 2 [Table 2] Частота регистрации (±ошибка) преобладающих аллелей 9 микросателлитных локусов у пород медоносной пчелы (Apis mellifera mellifera и Apis mellifera carpathica) и гибридов разного происхождения [The frequency of registration (± error) of the predominant alleles of 9 microsatellite loci in honeybee breeds (Apis mellifera mellifera and Apis mellifera carpathica) and hybrids of different origin]

Размер алле-ля, пн [Allele size, bpl Apis mellifera mellifera [PQQ/PQQQ of the COI-COII locus, M-lineage1 Apis mellifera carpathica [Q of the COI-COII locus, C-lineage1 Гибриды на основе [Hybrids based on]

Apis mellifera mellifera [PQQ/PQQQ of the COI-COII locus1 Apis mellifera carpathica [Q of the COI-COII locus1

Локус A008 [Locus A0081

162 0,868±0,014 0,026±0,013 0,721±0,018 0,687±0,021

174 0,023±0,006 0,455±0,040 0,083±0,011 0,124±0,015

Ho 0,226±0,024 0,500±0,057*** 0,409±0,028 0,463±0,032

He 0,243±0,023 0,729±0,028 0,459±0,023 0,505±0,026

N 306 78 316 246

Локус AC117 [Locus AC1171

181 0,292±0,019 0,031±0,017 0,443±0,024 0,278±0,020

185 0,517±0,020 0,959±0,020 0,343±0,023 0,534±0,022

Ho 0,389±0,028*** 0,082±0,039 0,446±0,034*** 0,391±0,031***

He 0,629±0,014 0,079±0,037 0,662±0,012 0,609±0,015

N 301 49 220 248

Локус A043 [Locus A0431

128 0,831±0,015 0,076±0,023 0,844±0,017 0,637±0,024

140 0,156±0,015 0,629±0,042 0,138±0,016 0,292±0,023

Ho 0,279±0,026 0,242±0,053*** 0,249±0,029 0,451±0,035

He 0,285±0,021 0,553±0,042 0,269±0,025 0,507±0,020

N 305 66 221 204

Локус A113 [Locus A1131

212 0,107±0,013 0,906±0,023 0,171±0,018 0,203±0,019

218 0,571±0,021 0,013±0,009 0,571±0,024 0,545±0,023

Ho 0,521±0,029* 0,075±0,029* 0,567±0,034 0,572±0,032

He 0,596±0,017 0,177±0,041 0,626±0,023 0,645±0,020

N 290 80 211 236

Локус A024 [Locus A0241

92 0,660±0,019 0,066±0,021 0,500±0,025 0,472±0,024

100 0,186±0,016 0,427±0,042 0,194±0,020 0,421±0,024

102 0,007±0,003 0,463±0,043 0,043±0,010 0,082±0,013

Ho 0,505±0,029 0,529±0,061 0,480±0,036*** 0,636±0,033

He 0,513±0,020 0,598±0,022 0,687±0,019 0,593±0,012

N 307 68 196 214

Локус Ap243 [Locus Ap2431

252 0,014±0,006 0 0,184±0,023 0,395±0,027

255 0,427±0,024 1,000±0,000 0,367±0,029 0,214±0,023

263 0,330±0,023 0 0,306±0,028 0,157±0,020

Ho 0,439±0,034*** 0,000±0,000 0,252±0,037*** 0,331±0,037***

He 0,694±0,014 — 0,722±0,012 0,738±0,013

N 212 60 139 166

Локус Ap049 [Locus Ap0491

127 0,673±0,019 0,208±0,039 0,645±0,023 0,609±0,023

130 0,175±0,015 0,679±0,002 0,240±0,020 0,144±0,017

Ho 0,447±0,028 0,585±0,068 0,353±0,032*** 0,418±0,033***

He 0,501±0,020 0,490±0,048 0,518±0,021 0,556±0,020

N 309 53 221 225

Окончание табл. 2 [Table 2 (end)]

Размер алле-ля, пн [Allele size, bp] Apis mellifera mellifera [PQQ/PQQQ of the COI-COII locus, M-lineage] Apis mellifera carpathica [Q of the COI-COII locus, C-lineage] Гибриды на основе [Hybrids based on]

Apis mellifera mellifera [PQQ/PQQQ of the COI-COII locus] Apis mellifera carpathica [Q of the COI-COII locus]

Локус H110 [Locus H110]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

162 0,789±0,017 0,806±0,038 0,625±0,024 0,806±0,019

Ho 0,333±0,028 0,389±0,066 0,559±0,035 0,349±0,032

He 0,343±0,022 0,320±0,049 0,531±0,021 0,325±0,025

N 282 54 204 229

Локус SV185 [Locus SV185]

263 0,288±0,021 0,094±0,026 0,310±0,024 0,222±0,020

266 0,117±0,015 0,266±0,039 0,216±0,021 0,290±0,022

269 0,578±0,022 0,359±0,042 0,367±0,025 0,205±0,020

Ho 0,527±0,032 0,594±0,061 0,662±0,034 0,676±0,033**

He 0,569±0,017 0,712±0,014 0,718±0,010 0,781±0,006

N 243 64 192 207

Примечание. N - число исследованных образцов; Ho - наблюдаемая гетерозиготность; He - ожидаемая гетерозиготность. Значения частот преобладающих аллелей (частота регистрации >0,40) у разных подвидов выделены жирным шрифтом. * - отмечены статистически значимые отличия наблюдаемой гетерозиготности от ожидаемой (* - p<0,05; ** - p<0,01; *** - p<0,001).

[Note. N - Number of samples examined; Ho - Observed heterozygosity; He - Expected heterozygosity. Frequencies of the prevailing alleles (registration frequency >0.40) in different subspecies are in bold. Statistically significant differences in the observed heterozygosity from the expected heterozygosity are marked with *p<0.05, ** p<0.01 and *** p<0.001].

Оценка генетического разнообразия по показателям гетерозиготности большинства изученных локусов выявила сходные результаты для двух подвидов пчел, а именно более низкие значения наблюдаемой гетерозиготности по сравнению с ожидаемой гетерозиготностью (см. табл. 2). Только для локусов AC117 и Ap049 у пчел карпатской породы, A024 у гибридов на основе карпатской породы и H110 у пчел карпатской породы и всех гибридов значение наблюдаемой гетерозиготности превышало значение ожидаемой гетеро-зиготности. В то же время статистически значимый уровень различий между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью показан только для следующих локусов: у пчел среднерусской породы - для локусов А113 (t=2,23, p<0,05), АС117 (t=5,93, p<0,001) и Ap243 (t=6,94, p<0,001); у пчел карпатской породы - для локусов А008 (t=3,61, p<0,001), А043 (t=4,60, p<0,001) и А113 (t=2,03, p<0,05); у гибридов на основе среднерусской породы - для локусов AC117 (t=5,99, p<0,001), Ap243 (t=12,08, p<0,001), A024 (t=5,09, p<0,001), Ap049 (t=4,31, p<0,001); у гибридов на основе карпатской породы - для локусов AC117 (t=6,33, p<0,001), Ap243 (t=10,38, p<0,001), Ap049 (t=3,58, p<0,001) и SV185 (t=3,13, p<0,01)

Выявленные различия между медоносными пчелами среднерусской и карпатской пород по вариабельности изученных локусов были использованы для оценки генетического разнообразия гибридных пчел, полученных с пасек Томской области. На основе анализа вариабельности 9 микросател-

литных локусов было установлено, что как у гибридов на основе среднерусской породы (варианты PQQ и PQQQ локуса COI-COII мтДНК), так и у гибридов на основе пород южного происхождения (вариант Q локуса COI-COII) ядерный геном более близок по спектру и частоте аллелей изученных ДНК-маркеров геному среднерусской породы. Например, по локусу А043 аллель «128» является специфичным для среднерусской породы (частота регистрации 0,83), тогда как у карпатской породы этот аллель встречается с частотой 0,08; наоборот, для карпатской породы характерным является аллель «140» (частота встречаемости 0,63), тогда как у среднерусских пчел этот аллель регистрируется с частотой 0,16 (см. табл. 2). В то же время у гибридов как на основе среднерусской, так и на основе карпатской породы преобладающим является «среднерусский» аллель «128» (частота регистрации 0,84 и 0,64 соответственно), тогда как частота «карпатского» аллеля «140» у гибридов на основе карпатской породы снижается в два раза (0,29). Аналогичная картина наблюдается для большинства изученных локусов (A008, A113, A024, Ap049, Ap243). Следовательно, у гибридов на основе карпатской породы происходит интрогрессия генетических вариантов линии М (среднерусская порода).

Факторы, определяющие генетическое разнообразие медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области

Для выявления факторов, определяющих генетическое разнообразие медоносных пчел, полученных с пасек Томской области, был использован метод главных координат (Principal Coordinate Analysis - PCoA). Первоначально были проанализированы 24 выборки пчел, полученные из 24 населенных пунктов Томской области, с использованием метода PCoA по данным о вариабельности 9 микросателлитных локусов для визуализации дистанцированности между собой выборок различного породного происхождения (рис. 4).

Согласно проведенным расчетам генетических дистанций, которые оценивались на основании анализа изменчивости 9 микросателлитных локу-сов, первая главная координата объясняет 29,5% суммарной изменчивости, вторая - 19,1%. Сравниваемые выборки пчел отчетливо кластеризуются в зависимости от породной принадлежности (Coordinate 1): четко дифференцируются выборки пчел, имеющие происхождение от среднерусских пчел (кластер «среднерусские пчелы»), от выборок пчел на основе карпатской породы. Так, выборки пчел среднерусской породы (пчелы с пасек с. Мо-гочино, д. Дубровка, с. Семилужки, п. Заречный, с. Тегульдет) и выборки гибридов на основе среднерусской породы (выборки пчел с пасек с. Лебо-тер, с. Кривошеино, с. Парабель, с. Подгорное, д. Стрельниково, урочище Кужербак, д. Тихомировка, с. Кожевниково и д. Еловка), расположенные в одном большом кластере, дистанцированы от группы пчел, представленной гибридами на основе карпатской породы (пчелы с пасек п. Синий Утес, с. Высокий Яр и д. Крыловка).

Рис. 4. Расположение в пространстве главных координат (PCoA) выборок медоносных пчел различного происхождения с пасек Томской области по данным об изменчивости 9 микросателлитных локусов. Coord. 1 - первая главная координата, Coord. 2 - вторая главная координата [Fig. 4. Projection of Apis mellifera individuals (comparison between bee groups of different origin) on the two-coordinate system according to the PCoA-analysis of the Nei genetic distances matrix. Coord. 1 - Coordinate 1; Coord. 2 - Coordinate 2]

В то же время близкими к кластеру «среднерусские пчелы» оказались две выборки гибридных пчел на основе карпатской породы (пчелы с пасек в окр. г. Колпашево и д. Новоабрамкино), а также выборки пчел с пасек со смешанным породным составом (пчелы с пасек д. Шегарка и с. Курлек, а также д. Крутоложное, с. Зырянское, с. Коларово). Вместе с тем выборки гибридных пчел, прежде всего гибриды на основе карпатской породы и гибридные пчелы с пасек со смешанным породным составом, несколько дистанцированы друг от друга (Coordinate 2). Следовательно, кроме породной принадлежности на определение генетического разнообразия медоносных пчел, возможно, оказывают влияние и другие факторы, такие как уровень гибридизации (интрогрессия генов между линиями М и С), географическая

локализация пасек и др. Так, пчелы (семьи) с пасек со смешанным породным составом характеризуются разным уровнем гибридизации. Особенностью выборок с пасек д. Шегарка и с. Курлек является преобладание пчел, имеющих происхождение от среднерусской породы по материнской линии (около 70% особей выборки имели варианты PQQ или PQQQ локуса COI-COII мтДНК, характерные для среднерусской породы). В отличие от выборок с пасек д. Шегарка и с. Курлек, три выборки пчел, полученные с пасек д. Крутоложное, с. Зырянское и с. Коларово, образуют обособленную периферийную группу, что может быть связано с тем, что в данных выборках преобладают гибридные пчелы на основе «южных» пород.

Что касается выборок гибридных пчел на основе карпатской породы, то на генетическое разнообразие данных выборок пчел кроме показателя ин-трогрессии генов может оказывать влияние изолированность пасек. Так, гибридизация со среднерусской породой и, возможно, большее замещение «карпатских» генов «среднерусскими» генами отмечено для пчел выборок с пасек в окр. г. Колпашево, д. Новоабрамкино по сравнению с выборками пчел с пасек с. Высокий Яр, д. Крыловка и п. Синий Утес. Это, возможно, объясняет интеграцию выборок с пасек в окр. г. Колпашево и д. Новоабрам-кино в основную группу пчел, имеющих происхождение от среднерусской породы. Кроме того, выборки пчел с пасек в окр. г. Колпашево и д. Ново-абрамкино были сформированы на основе семей, длительно и изолированно обитающих на пасеках северного района (Колпашевский район - один из наиболее удаленных районов Томской области), в отличие от выборок, образующих отдельный кластер (с. Высокий Яр, д. Крыловка (Бакчарский район, северный район) и п. Синий Утес (Томский район, южный район)).

Таким образом, с одной стороны, генетическое разнообразие медоносных пчел определяется их породной принадлежностью (разные эволюционные линии М и С). С другой стороны, выборки пчел могут группироваться в зависимости от степени гибридизации пчел и от соотношения пчел разного происхождения (для смешанных выборок). Следует отметить, что представленность разных вариантов мтДНК в смешанных пчелиных семьях оказалась неодинаковой. Например, при объединении двух семей разного происхождения у пчел обычно регистрируется равное соотношение разных вариантов локуса COI-COII мтДНК, тогда как в случаях, когда происходит «миграционный» обмен между семьями, например вследствие блуждания и «впрашивания» рабочих пчел, в семьях регистрируется выраженная диспропорция по представленности разных вариантов мтДНК. Наконец, на представленное распределение выборок может оказывать влияние географический фактор.

Для оценки роли географического фактора в генетической гетерогенности выборок пчел были проанализированы выборки пчел с пасек 13 районов Томской области с использованием метода главных координат (РСоА) на основании данных частот аллелей 9 микросателлитных локусов (рис. 5).

Principal Coordinates (PCoA)

Асиновский ^ [Asinovsky] Томскир 4 Зырянский [Zyryansky] Шегарский ^ / / / / / / У / / /ф Бакчарский / [Bakcharsky] / / / / / / [Tomsky] / / / ■^/Первомаискии [Pervomaisky] У

[Shegarsky] Кожевниковский ^^Кривошеински [Kozhevnikwsky] [Krivosheinsky] + Тегульдетский ^^^ [Teguldetsky] Чаинский [Chainsky] й* ♦ Молчановский Колпашевскии [Molchanovsky] [Kolpashevsky] ♦ Парабельский [Parabelsky]

Coord, l

Рис. 5. Расположение в пространстве главных координат (PCoA) выборок медоносных пчел с пасек 13 районов Томской области по данным об изменчивости 9 микросателлитных локусов. Coord. 1 - первая главная координата, Coord. 2 - вторая главная координата. Красным цветом отмечены выборки пчел с пасек южных районов; синим - выборки пчел с пасек северных районов [Fig. 5. Projection of Apis mellifera individuals (comparison between bee groups from the apiaries of 13 districts of Tomsk region) on the two-coordinate system according to the PCoA-analysis of the Nei genetic distances matrix. Coord. 1 - ^ordinate 1; Coord. 2 - ^ordinate 2. Bee samples from apiaries in the southern regions are marked in red; bee samples from apiaries of the northern regions are in blue]

Суммарно первая и вторая главные координаты объясняют менее 50% изменчивости (25,6 и 20,3% соответственно для первой и второй координат), что свидетельствует о том, что географическая локализация, вероятно, вносит вклад в определение генетического разнообразия медоносных пчел, но является не единственным фактором. Согласно полученным результатам, по проанализированным генетическим маркерам исследуемые выборки пчел разделяются в зависимости от географической принадлежности (северные и южные районы) (Coordinate 1), но не образуют четких кластеров (наблюдается значительный разброс выборок пчел, особенно северных районов, что может быть связано с удаленностью и изолированностью пасек этих районов). Наиболее близкими между собой по генетическим особенностям были выборки пчел с пасек южных районов (Томского, Зырянского и Ше-гарского), характеризующихся высоким уровнем пчеловодства, активным завозом пчелиных семей карпатской породы и большим количеством ги-

бридных пасек. Вероятно, что в данном случае факторами, определяющими их генетическое разнообразие, являются не столько географическая локализация, сколько породная принадлежность пчел и уровень интрогрессии генов (выборки представлены преимущественно пчелами гибридных семей). Следовательно, среди факторов, определяющих генетическое разнообразие медоносных пчел на пасеках Томской области, можно выделить следующие: породная принадлежность пчелиных семей, уровень интрогрессии генов в процессе гибридизации, географическая локализация пасек, а также изолированность пасек. Каждый из предполагаемых факторов не является определяющим, но, вероятно, имеет место их комплексное воздействие на формирование генетического разнообразия пчел, причем значительное влияние на проявление этих факторов оказывает деятельность человека (выбор породы пчел, контроль чистопородности пчелиных семей и др.).

Заключение

В результате комплексного исследования медоносных пчел с использованием классического морфометрического и молекулярно-генетического методов представлено распространение пород медоносной пчелы на территории Томской области, установлены пасеки, где сохранилась среднерусская порода A. m. mellifera, определены зоны гибридизации пчел и др. Большинство пчелиных семей на пасеках Томской области представлено гибридами между среднерусской и карпатской породами. На основе анализа изменчивости 9 микросателлитных локусов установлено, что ядерный геном гибридных пчел, имеющих происхождение как от среднерусской, так и карпатской пород, более близок по спектру и частоте изученных маркеров геному среднерусской породы. Генетическое разнообразие медоносных пчел, обитающих на пасеках Томской области, вероятно, определяется не отдельно взятым показателем (географическая локализация и изолированность пасек, породная принадлежность пчел (происхождение), уровень ин-трогрессии генов в процессе гибридизации), а комплексным воздействием вышеназванных факторов, значимость которых в определенной степени зависит от деятельности человека.

Литература

1. Meixner M.D., Costa C., Kryger P., Hatjina F., Bouga M., Ivanova E., Büchler R. Conserving

diversity and vitality for honey bee breeding // Journal of Apicultural Research. 2010. Vol. 49, № 1. PP. 85-92. doi: 10.3896/IBRA.1.49.1.12

2. Büchler R., Costa C., Hatjina F., Andonov S., Meixner M.D., Le Conte Y., Uzunov A., Berg S.,

Bienkowska M., Bouga M., Drazic M., Dyrba W., Kryger P., Panasiuk B., Pechhacker H., Petrov P., Kezic N., Korpela S., Wilde J. The influence of genetic origin and its interaction with environmental effects on the survival of Apis mellifera L. colonies in Europe // Journal of Apicultural Research. 2014. Vol. 53. PP. 205-214. doi: 10.3896/IBRA.1.53.2.03

3. Pinto M.A., Henriques D., Chávez-Galarza J., Kryger P., Garnery L., van der Zee R.,

Dahle B., Soland-Reckeweg G., De la Rúa P., Dall'Olio R., Carreck N.L., Johnston J.S. Genetic integrity of the dark European honey bee (Apis mellifera mellifera) from protected populations: a genome-wide assessment using SNPs and mtDNA sequence data // Journal of Apicultural Research. 2014. Vol. 53. PP. 269-278. doi: 10.3896/IBRA.1.53.2.08

4. Porrini C., Mutinelli F., Bortolotti L., Granato A., Laurenson L., Roberts K., Gallina A.,

Silvester N., Medrzycki P., Renzi T., Sgolastra F., Lodesani M. The status of honey bee health in Italy: results from the nationwide Bee Monitoring Network // PLoS One. 2016. Vol. 11, № 5. e0155411. doi: 10.1371/ journal.pone.0155411

5. Martinello M., Baratto C., Manzinello C., Piva E., Borin A., Toson M., Granato A., Boniotti M.B., Gallina A., Mutinelli F. Spring mortality in honey bees in northeastern Italy: detection of pesticides and viruses in dead honey bees and other matrices // Journal of ApiculturalResearch. 2017.Vol. 56, №2 3. PP.239-254. doi: 10.1080/00218839.2017.1304878

6. Brodschneider R., Gray A., Adjlane N., Ballis A., Brusbardis V., Charriére J.-D., Chlebo R.,

Coffey M.F., Dahle B., de Graaf D., Drazic M.M., Evans G., Fedoriak M., Forsythe I., Gregorc A., Grz^da U., Hetzroni A., Kauko L., Kristiansen P., Martikkala M., Martín-Hernández R., Medina-Flores C.A., Mutinelli F., Raudmets A., Ryzhikov V.A., Simon-Delso N., Stevanovic J., Uzunov A., Vejsnss F., Wöhl S., Zammit-Mangion M., Danihlík J. Multi-country loss rates of honey bee colonies during winter 2016/2017 from the COLOSS survey // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 3. PP. 452-457. doi: 10.1080/00218839.2018.1460911

7. Browna P., Newstrom-Lloydb L.E., Fosterc B.J., Badgerd P.H., McLeane J.A. Winter 2016

honey bee colony losses in New Zealand // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 2. PP. 278-291. doi: 10.1080/00218839.2018.1430980

8. Requier F., Antúnez K., Morales C.L., Sánchez P.A., Castilhos D., Garrido P.M., Giacobino A.,

Reynaldi F.J., Londoño J.M.R., Santos E., Garibaldi L.A. Trends in beekeeping and honey bee colony losses in Latin America // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 3. PP. 657-662. doi: 10.1080/00218839.2018.1494919

9. Gray A., Brodschneider R., Adjlane N., Ballis A., Brusbardis V., Charriére J.-D., Chlebo R.,

Coffey M.F., Cornelissen B., Amaro da Costa C., Csáki T., Dahle B., Danihlík J., Drazic M.M., Evans G., Fedoriak M., Forsythe I., de Graaf D., Gregorc A., Johannesen J., Kauko L., Kristiansen P., Martikkala M., Martín-Hernández R., Medina-Flores C.A., Mutinelli F., Patalano S., Petrov P., Raudmets A., Ryzhikov V.A., Simon-Delso N., Stevanovic J., Topolska G., Uzunov A., Vejsnaes F., Williams A., Zammit-Mangion M., Soroker V. Loss rates of honey bee colonies during winter 2017/18 in 36 countries participating in the COLOSS survey, including effects of forage sources // Journal of Apicultural Research. 2019. Vol. 58, № 4. PP. 479-485. doi: 10.1080/00218839.2019.1615661

10. Jensen A.B., Pedersen B.V. Honeybee conservation: a case story from Lss0 island, Denmark // Beekeeping and conserving biodiversity of honeybee. Sustainable bee breeding. Hebden Bridge : Northern Bee Books, 2005. PP. 142-164.

11. De la Rúa P., Jaffé R., Dall'Olio R., Serrano J., Muñoz I. Biodiversity, conservation and current threats to European honeybees // Apidologie. 2009. Vol. 40, № 3. PP. 263-284. doi: 10.1051/apido/2009027

12. Soland-Reckeweg G., Heckel G., Neumann P., Fluri P., Excoffier L. Gene flow in admixed populations and implications for the conservation of the Western honeybee, Apis mellifera // Journal of Insect Conservation. 2009. Vol. 13. PP. 317-328. doi: 10.1007/s10841-008-9175-0

13. Muñoz I., Henriques D., Johnston J.S., Chávez-Galarza J., Kryger P., Pinto M.A. Reduced SNP panels for genetic identification and introgression analysis in the dark honey bee (Apis mellifera mellifera) // PLoS One. 2015. Vol. 10. e0124365. doi: 10.1371/journal. pone.0124365

14. Hassett J., Browne K.A., McCormack G.P., Moore E., Native Irish Honey Bee Society, Soland G., Geary M. A significant pure population of the dark European honey bee (Apis mellifera mellifera) remains in Ireland // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 3. PP. 337-350. doi: 10.1080/00218839.2018.1433949

15. Budge G.E., Pietravalle S., Brown M., Laurenson L., Jones B., Tomkies V., Delaplane K.S. Pathogens as predictors of honey bee colony strength in England and Wales // PLoS One. 2015. Vol. 10, № 7. e0133228. doi: 10.1371/journal.pone.0133228

16. Chauzat M.-P., Jacques A., Laurent M., Bougeard S., Hendrikx P., Ribiere-Chabert M. Risk indicators affecting honeybee colony survival in Europe: one year of surveillance // Apidologie. 2016. Vol. 47, № 3. PP. 348-378. doi: 10.1007/s13592-016-0440-z

17. Simone-Finstrom M., Li-Byarlay H., Huang M.H., Strand M.K., Rueppell O., Tarpy D.R. Migratory management and environmental conditions affect lifespan and oxidative stress in honey bees // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. 32023. doi: 10.1038/srep32023

18. Wilfert L., Long G., Leggett H.C., Schmid-Hempel P., Butlin R., Martin S.J.M., Boots M. Honeybee disease: Deformed wing virus is a recent global epidemic in honeybees driven by Varroa mites // Science. 2016. Vol. 351. PP. 594-597. doi: 10.1126/science.aac9976

19. Molineri A., Giacobino A., Pacini A., Bulacio Cagnolo N., Merke J., Orellano E., Bertozzi E., Zago L., Aignasse A., Pietronave H., Rodriguez G., Crisanti P., Palacio M.A., Signorini M. Environment and Varroa destructor management as determinant of colony losses in apiaries under temperate and subtropical climate // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 4. PP. 551-564. doi: 10.1080/00218839.2018.1475697

20. Конусова О.Л., Погорелов Ю.Л., Островерхова Н.В., Нечипуренко А.О., Воротов А.А., Климова Е.А., Прокопьев А.С. Медоносная пчела и пчеловодство в Томской области: прошлое, настоящее и будущее // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2009. № 4 (8). С. 15-28.

21. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Семь причин смертности семей пчелы Apis mellifera mellifera в России // Пчеловодство. 2017. № 9. С. 10-14.

22. van Engelsdorp D., Traynor K.S., Andree M., Lichtenberg E.M., Chen Y., Saegerman C., Cox-Foster D.L. Colony Collapse Disorder (CCD) and bee age impact honey bee pathophysiology // PLoS One. 2017. Vol. 12, № 7. e0179535. doi: 10.1371/journal. pone.0179535

23. 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.

24. Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Погорелов Ю.Л., Климова Е.А., Воротов А.А. Характеристика митохондриального генома медоносной пчелы Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) в популяциях Томской области // II Симпозиум стран СНГ по перепончатокрылым насекомым и 8-й Коллоквиум Российской секции Международного союза исследователей общественных насекомых (IUSSI): Программа и тезисы докладов. СПб., 2010. С. 110.

25. Конусова О.Л., Островерхова Н.В., Кучер А.Н., Курбатский Д.В., Киреева Т.Н. Характеристика морфометрической изменчивости медоносных пчел Apis mellifera L., отличающихся вариантами локуса COI-COII мтДНК // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2016. № 1 (33). С. 62-81. doi: 10.17223/19988591/33/5

26. Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Кучер А.Н., Погорелов Ю.Л., Белых Е.А., ВоротовА.А. Популяционно-генетическая структура медоносной пчелы (Apis mellifera L.) в районе д. Леботёр Чаинского района Томской области // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 1 (21). С. 161-172.

27. 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. Т. 51, № 1. С. 89-100. doi: 10.7868/S0016675815010105

28. Островерхова Н.В., Конусова О.Л., Кучер А.Н., Киреева Т.Н., Багиров Р.Т-о. Характеристика генетического разнообразия медоносных пчел (Apis mellifera L.) томской популяции по комплексу ДНК-маркеров // Чтения памяти А. И. Куренцова. 2015. Вып. XXVI. С. 227-240.

29. Ostroverkhova N.V., Kucher A.N., Konusova O.L., Kireeva T.N., Sharakhov I.V. Genetic diversity of honeybees in different geographical regions of Siberia // International Journal of Environmental Studies. 2017. Vol. 74, № 5. PP. 771-781. doi: 10.1080/00207233.2017.1283945

30. Ostroverkhova N.V., Konusova O.L., Kucher A.N., Sharakhov I.V. A comprehensive characterization of the honeybees in Siberia (Russia) // E. Dechechi Chambo (Ed.) Beekeeping and Bee Conservation - Advances in Research. Grotia : InTech, 2016. PP. 1-37. doi: 10.5772/62395

31. 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. PP. 1-27. doi: 10.3896/ IBRA.1.52.4.05

32. Muñoz I., Henriques D., Jara L., Johnston J.S., Chávez-Galarza J., De La Rúa P., Pinto M.A. SNPs selected by information content outperform randomly selected microsatellite loci for delineating genetic identification and introgression in the endangered dark European honeybee (Apis mellifera mellifera) // Molecular Ecology Resources. 2017. Vol. 17, № 4. PP. 783-795. doi: 10.1111/1755-0998.12637

33. Nawrocka A., Kandemir I., Fuchs S., Tofilski A. Computer software for identification of honey bee subspecies and evolutionary lineages // Apidologie. 2018. Vol. 49. PP. 172-184. doi: 10.1007/s13592-017-0538-y

34. Parejo M., Henriques D., Pinto M.A., Soland-Reckeweg G., Neuditschko M. Empirical comparison of microsatellite and SNP markers to estimate introgression in Apis mellifera mellifera // Journal of Apicultural Research. 2018. Vol. 57, № 4. PP. 551-564. doi: 10.1080/00218839.2018.1494894

35. Henriques D., Chávez Galarza J.C., Quaresma A., Pinto M.A. From the popular tRNAleu-COX2 intergenic region to the mitogenome: insights from diverse honey bee populations of Europe and North Africa // Apidologie. 2019. Vol. 50, № 2. PP. 111-120. doi: 10.1007/ s13592-019-00632-9

36. Ruttner F. Biogeography and taxonomy of honey bees. Berlin : Springer-Verlag, 1988. 284 p.

37. Авдеев Н.В., Макарова Н.Е., Петухов А.В. Выявление уровня «генетического загрязнения» по характеристикам жилкования крыла // Пчеловодство. 2009. № 7. С. 21-24.

38. Алпатов В.В. Породы медоносной пчелы. М. : Изд-во Моск. общества испытателей природы, 1948. 183 с.

39. Cauia E., Usurelu D., Magdalena L.M., Cimponeriu D., Apostol P., Siceanu A., Holban A., Gavrila L. Preliminary researches regarding the genetic and morphometric characterization of honeybee (A. mellifera L.) from Romania // Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies. 2008. Vol. 41, № 2. PP. 278-286.

40. 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.

41. Solignac M., Vautrin D., Loiseau A., Mougel F., Baudry E. Five hundred and fifty microsatellite markers for the study of the honey bee (Apis mellifera L.) genome // Molecular Ecology Notes. 2003. Vol. 3. PP. 307-311. doi: 10.1046/j.1471-8286.2003.00436.x

42. Животовский Л.А. Статистические методы анализа частот генов в природных популяциях // Итоги науки и техники. Общая генетика. М. : ВИНИТИ, 1983. Т. 8. С. 76-104.

43. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6: genetic analysis in Excel. Population Genetic Software for teaching and research // Molecular Ecology Notes. 2006. Vol. 6. PP. 288-295.

44. Ильясов Р.А., Поскряков А.В., Петухов А.В., Николенко А.Г. Молекулярно-генетический анализ пяти сохранившихся резерватов темной лесной пчелы Apis mellifera mellifera Урала и Поволжья // Генетика. 2016. Т. 52, № 8. С. 931-942. doi: 10.7868/S0016675816060059

45. Селекционный центр (ассоциация) по среднерусской породе пчел медоносных. URL: http://apis-mellifera-mellifera-l.ru/novosti/v-mezhdunarodnaya-nauchno-prakticheskaya-konferencziya.html (дата обращения: 25.08.2019).

46. Bourgeois L., Beaman L. Tracking the genetic stability of a honey bee (Hymenoptera: Apidae) breeding program with genetic markers // Journal of Economic Entomology. 2017. Vol. 110, № 4. PP. 1419-1423. doi: 10.1093/jee/tox175

Поступила в редакцию 27.03.2019 г.; повторно 02.07.2019 г.;

принята 15.08.2019 г.; опубликована 27.09.2019 г.

Авторский коллектив:

Островерхова Надежда Васильевна - доцент, канд. биол. наук, доцент кафедры зоологии беспозвоночных, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36). ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-9837-4905 E-mail: nvostrov@mail.ru

Россейкина Светлана Александровна - м.н.с. НПЦ «Апис», кафедра зоологии беспозвоночных, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36). E-mail: rosseykina75@mail.ru

Конусова Ольга Леонидовна - ст. преп. кафедры зоологии беспозвоночных, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36). E-mail: olga.konusova@mail.ru

Кучер Аксана Николаевна - профессор, д-р биол. наук, проф. кафедры цитологии и генетики, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36).

ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-3824-3641 E-mail: aksana.kucher@medgenetics.ru

Киреева Татьяна Николаевна - лаборант-исследователь лаборатории физиологии растений и биотехнологии, Сибирский ботанический сад, Национальный исследовательский Томский государственный университет (Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36). E-mail: emilia30@mail.ru

For citation: Ostroverkhova NV, Rosseykina SA, Konusova OL, Kucher AN, Kireeva TN. Diversity of the honeybee Apis mellifera L. in Tomsk region according to morphometric and molecular genetic markers. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2019;47:142-173. doi: 10.17223/19988591/47/8 In Russian, English Summary

Nadezhda V. Ostroverkhova, Svetlana A. Rosseykina, Olga L. Konusova, Aksana N. Kucher, Tatyana N. Kireeva

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Tomsk State University, Tomsk, Russian Federation

Diversity of the honeybee Apis mellifera L. in Tomsk region according to morphometric and molecular genetic markers

In Siberia, the honeybee was introduced about 230 years ago. It was the dark-colored forest bee Apis mellifera mellifera L., that was cultivated in Siberia as the most adapted to the harsh climatic conditions of the region. At the end of the last century, bees of the southern breeds, mainly Apis mellifera carpathica subspecies (a derivative of A. m. carnica subspecies), were actively imported to Siberia. Introgressive bee hybridization leads to the reduction of the range of native subspecies and the formation of hybrids, modifies the genetic pool of local honeybee populations leading to the loss of their genetic identity. Russia, including Siberia, still has unique abilities to preserve the aboriginal populations of the honeybee. For Siberia, such a unique subspecies is the dark-colored forest bee A. m. mellifera, which is considered endangered in Europe. At present, the knowledge of honeybee subspecies living in Siberia, including Tomsk region, is insufficient; data on the genetic diversity of honeybees are fragmentary. In this regard, the aim of this work was to identify the biological diversity of the A. mellifera honeybee living in Tomsk region using morphometric and molecular genetic markers.

A total of 337 bee colonies obtained from 65 apiaries of Tomsk region were investigated using mtDNA analysis (variability of the COI-COII locus) and morphometric method (analysis of wing parameters: cubital and hantel indexes, discoidal shift) (See Fig. 1). The genetic diversity of honeybees was studied using 9 microsatellite loci (A008, AC117, A043, A113, A024, Ap243, Ap049, H110, SV185); a total of 106 bee colonies and 893 individuals were investigated.

According to the analysis of variability of the COI-COII mtDNA locus, 62.9% of bee colonies were of A. m. mellifera origin on maternal line, 29.1% of bee colonies were of the origin from the southern subspecies and 8.0% were from mixed colonies. Three variants of the mtDNA COI-COII locus were registered: PQQ, PQQQ (characteristic of A. m. mellifera) and Q (characteristic of subspecies of the southern origin) (See Fig. 2). According to a morphometric study, about 56% of the studied bee colonies conformed to the A. m. mellifera standard according to the majority of morphometric parameters, but for some individual characteristics (mainly the indicator "discoidal shift"), a deviation from the values adopted for this subspecies was recorded. About 24% of the studied bee colonies are more consistent with the A. m. carpathica standard, but also have some signs characteristic of A. m. mellifera (hybrids based on the A. m. carpatica subspecies). Finally, a comparative analysis of the variability of morphometric parameters and variability of the COI-COII mtDNA locus allowed us to identify bee colonies (the so-called "inverted colonies"), which corresponded to the A. m. mellifera standard according to morphometric parameters, but had the Q variant of mtDNA (colony origin from the southern bee subspecies on the maternal line) or, on the contrary, the colonies were the A. m. carpathica subspecies according to morphometric parameters, while mtDNA was specific for A. m. mellifera (See Table 1). Consequently, the study of honeybees in Tomsk region using a comprehensive approach, including morphometric and mtDNA analysis, showed that most bee colonies are represented by hybrid forms both on the basis of A. m. mellifera subspecies and on the basis of A. m. carpathica; hybrids based on A. m. mellifera prevail (See Fig. 3). No large areas were found with a genetically homogeneous array of bees, originating from A. m.

mellifera subspecies. At the same time, the apiaries, where A. m. mellifera bees are preserved and bred, were identified in some districts of Tomsk region (Molchanovsky, Chainsky, Zyryansky, Teguldetsky, Tomsky) (See Fig. 3). In order to characterize the genetic diversity of honeybees in Tomsk region, as well as to assess the process of bee hybridization, we analyzed the variability of nine microsatellite loci in honeybees (See Table 2). A comparative analysis of the variability of the studied microsatellite loci in purebred bees (A. m. mellifera and A. m. carpathica) showed differences in the spectrum and/or frequency of alleles between subspecies for most loci. In addition, for some loci (A008, A043, A113, A024, and Ap049), the predominant alleles were recorded (the frequency of their registration was more than 0.40), and the spectrum of these alleles differed in bees of different evolutionary lineages (M and C) (See Table 2). Evaluation of genetic diversity on heterozygosity of most of the studied loci revealed similar results for two bee subspecies, namely lower values of the observed heterozygosity compared with the expected heterozygosity (See Table 2). The revealed differences between honeybees of A. m. mellifera and A. m. carpathica subspecies on the variability of the studied loci were used to assess the genetic diversity of hybrid bees obtained from apiaries of Tomsk region. We have established that both in hybrids based on A. m. mellifera subspecies (variants PQQ and PQQQ of the COI-COII mtDNA locus) and in hybrids based on subspecies of the southern origin (variant Q of the COI-COII locus) the nuclear genome is more consistent with the A. m. mellifera genome in the spectrum and/or frequency of alleles of the studied DNA markers. Using the Principal Coordinate Analysis (PCoA) method (See Fig. 4 and 5), we showed that the genetic diversity of honeybees living in apiaries of Tomsk region is not determined by a single indicator (geographical localization and isolation of apiaries, the bee breed (origin), the level of gene introgression), but by the complex effect of the above factors, whose importance to a certain extent depends on human activity.

Thus, the study of genetic diversity, which is determined by numerous factors, as well as evaluation of the level of introgression between aboriginal and adventive subspecies of honey bees are important to establish the effects of hybridization and to preserve the gene pool of local bee subspecies. To preserve and restore the unique gene pool of A. m. mellifera, a Coordinating Council on the problems of selection, rational use and protection of A. m. mellifera gene pool was created in 2019 in Russia. Two researchers from "Apis" Scientific and Production Center, Tomsk State University are its members. The success of measures to preserve aboriginal bee ecotypes will primarily depend on detecting and restoring the unique surviving populations, creating bee nurseries and reserves, as well as on studying the current state of various honeybee populations to understand genetic processess going on in them.

The paper contains 5 Figures, 2 Tables and 46 References.

Key words: Apis mellifera L.; genetic diversity; morphometric method; COI-COII locus mtDNA; microsatellite loci.

The authors declare no conflict of interest.

References

1. Meixner MD, Costa C, Kryger P, Hatjina F, Bouga M, Ivanova E, Buchler R. Conserving

diversity and vitality for honey bee breeding. J Apicultural Research. 2010;49(1):85-92. doi: 10.3896/IBRA.1.49.1.12

2. Buchler R, Costa C, Hatjina F, Andonov S, Meixner MD, Le Conte Y, Uzunov A, Berg S,

Bienkowska M, Bouga M, Drazic M, Dyrba W, Kryger P, Panasiuk B, Pechhacker H, Petrov P, Kezic N, Korpela S, Wilde J. The influence of genetic origin and its interaction with environmental effects on the survival of Apis mellifera L. colonies in Europe. J Apicultural Research. 2014;53:205-214. doi: 10.3896/IBRA.1.53.2.03

3. Pinto MA, Henriques D, Chávez-Galarza J, Kryger P, Garnery L, van der Zee R, Dahle B,

Soland-Reckeweg G, De la Rúa P, Dall'Olio R, Carreck NL, Johnston JS. Genetic integrity of the dark European honey bee (Apis mellifera mellifera) from protected populations: a genome-wide assessment using SNPs and mtDNA sequence data. J Apicultural Research. 2014;53:269-278. doi: 10.3896/IBRA.1.53.2.08

4. Porrini C, Mutinelli F, Bortolotti L, Granato A, Laurenson L, Roberts K, Gallina A, Silvester

N, Medrzycki P, Renzi T, Sgolastra F, Lodesani M. The status of honey bee health in Italy: Results from the nationwide Bee Monitoring Network. PLoS One. 2016;11(5):e0155411. doi: 10.1371/ journal.pone.0155411

5. Martinello M, Baratto C, Manzinello C, Piva E, Borin A, Toson M, Granato A, Boniotti

MB, Gallina A, Mutinelli F. Spring mortality in honey bees in northeastern Italy: detection of pesticides and viruses in dead honey bees and other matrices. J Apicultural Research. 2017;56(3):239-254. doi: 10.1080/00218839.2017.1304878

6. Brodschneider R, Gray A, Adjlane N, Ballis A, Brusbardis V, Charrière J-D, Chlebo R,

Coffey MF, Dahle B, de Graaf D, Drazic MM, Evans G, Fedoriak M, Forsythe I, Gregorc A, Grzçda U, Hetzroni A, Kauko L, Kristiansen P, Martikkala M, Martín-Hernández R, Medina-Flores CA, Mutinelli F, Raudmets A, Ryzhikov VA, Simon-Delso N, Stevanovic J, Uzunov A, Vejsnœs F, Wöhl S, Zammit-Mangion M, Danihlík J. Multi-country loss rates of honey bee colonies during winter 2016/2017 from the COLOSS survey. J Apicultural Research. 2018;57(3):452-457. doi: 10.1080/00218839.2018.1460911

7. Browna P, Newstrom-Lloydb LE, Fosterc BJ, Badgerd PH, McLeane JA. Winter 2016

honey bee colony losses in New Zealand. J Apicultural Research. 2018;57(2):278-291. doi: 10.1080/00218839.2018.1430980

8. Requier F, Antúnez K, Morales CL, Sánchez PA, Castilhos D, Garrido PM, Giacobino A,

Reynaldi FJ, Londoño JMR, Santos E, Garibaldi LA. Trends in beekeeping and honey bee colony losses in Latin America. J Apicultural Research. 2018;57(3):657-662. doi: 10.1080/00218839.2018.1494919

9. Gray A, Brodschneider R, Adjlane N, Ballis A, Brusbardis V, Charrière J-D, Chlebo R,

Coffey MF, Cornelissen B, Amaro da Costa C, Csáki T, Dahle B, Danihlík J, Drazic MM, Evans G, Fedoriak M, Forsythe I, de Graaf D, Gregorc A, Johannesen J, Kauko L, Kristiansen P, Martikkala M, Martín-Hernández R, Medina-Flores CA, Mutinelli F, Patalano S, Petrov P, Raudmets A, Ryzhikov VA, Simon-Delso N, Stevanovic J, Topolska G, Uzunov A, Vejsnaes F, Williams A, Zammit-Mangion M, Soroker V. Loss rates of honey bee colonies during winter 2017/18 in 36 countries participating in the COLOSS survey, including effects of forage sources. J Apicultural Research. 2019;58(4):479-485. doi: 10.1080/00218839.2019.1615661

10. Jensen AB, Pedersen BV. Honeybee conservation: A case story from Lœs0 island, Denmark. In: Beekeeping and conserving biodiversity of honeybee. Sustainable bee breeding. Lodesani M and Costa C, editors. Mytholmroyd, Hebden Bridge UK: Northern Bee Books, 2005. pp. 142-164.

11. De la Rúa P, Jaffé R, Dall'Olio R, Serrano J, Muñoz I. Biodiversity, conservation and current threats to European honeybees. Apidologie. 2009;40(3):263-284. doi: 10.1051/ apido/2009027

12. Soland-Reckeweg G, Heckel G, Neumann P, Fluri P, Excoffier L. Gene flow in admixed populations and implications for the conservation of the Western honeybee, Apis mellifera. J Insect Conservation. 2009;13:317-328. doi: 10.1007/s10841-008-9175-0

13. Muñoz I, Henriques D, Johnston JS, Chávez-Galarza J, Kryger P, Pinto MA. Reduced SNP panels for genetic identification and introgression analysis in the dark honey bee (Apis mellifera mellifera). PLoS One. 2015;10:e0124365. doi: 10.1371/ journal.pone.0124365

14. Hassett J, Browne KA, McCormack GP, Moore E, Native Irish Honey Bee Society, Soland G, Geary M. A significant pure population of the dark European honey bee (Apis

mellifera mellifera) remains in Ireland. J Apicultural Research. 2018;57(3):337-350. doi: 10.1080/00218839.2018.1433949

15. Budge GE, Pietravalle S, Brown M, Laurenson L, Jones B, Tomkies V, Delaplane KS. Pathogens as predictors of honey bee colony strength in England and Wales. PLoS One. 2015;10(7):e0133228. doi: 10.1371/journal.pone.0133228

16. Chauzat M-P, Jacques A, Laurent M, Bougeard S, Hendrikx P, Ribiere-Chabert M. Risk indicators affecting honeybee colony survival in Europe: One year of surveillance. Apidologie. 2016;47(3):348-378. doi: 10.1007/s13592-016-0440-z

17. Simone-Finstrom M, Li-Byarlay H, Huang MH, Strand MK, Rueppell O, Tarpy DR. Migratory management and environmental conditions affect lifespan and oxidative stress in honey bees. Scientific Reports. 2016;6:e32023. doi: 10.1038/srep32023

18. Wilfert L, Long G, Leggett HC, Schmid-Hempel P, Butlin R, Martin SJM, Boots M. Honeybee disease: Deformed wing virus is a recent global epidemic in honeybees driven by Varroa mites. Science. 2016;351:594-597. doi: 10.1126/science.aac9976

19. Molineri A, Giacobino A, Pacini A, Bulacio Cagnolo N, Merke J, Orellano E, Bertozzi E, Zago L, Aignasse A, Pietronave H, Rodriguez G, Crisanti P, Palacio MA, Signorini M. Environment and Varroa destructor management as determinant of colony losses in apiaries under temperate and subtropical climate. J Apicultural Research. 2018;57(4):551-564. doi: 10.1080/00218839.2018.1475697

20. Konusova OL, Pogorelov YuL, Ostroverkhova NV, Nechipurenko AO, Vorotov AA, Klimova EA, Prokopiev AS. Honey bee and bee-farming in the Tomsk region: Past, present and future. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2009;4(8):15-28. In Russian

21. Ilyasov RA, Poskryakov AV, Nikolenko AG. Seven causes of mortality of the dark forest honeybee Apis mellifera mellifera colonies in Russia. Pchelovodstvo = Beekeeping. 2017;9:10-14. In Russian

22. vanEngelsdorp D, Traynor KS, Andree M, Lichtenberg EM, Chen Y, Saegerman C, Cox-Foster DL. Colony Collapse Disorder (CCD) and bee age impact honey bee pathophysiology. PLoS One. 2017;12(7):e0179535. doi: 10.1371/journal. pone.0179535

23. Konusova OL, PogorelovYuL, Ostroverkhova NV, Rosseykina SA, Nechipurenko AO, Vorotov AA, Klimova EA, Prokop'ev AS. Colonies Biological and business assessment of Honey Bee (Apis mellifera L.) in some areas of the Tomsk Region. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2010;1(9):29-41. In Russian

24. Ostroverkhova NV, Konusova OL, PogorelovYuL, Klimova EA, Vorotov AA. Characteristika mitochondrial'nogo genoma medonosnoy pchely Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) v populyatsiyach Tomskoy oblasti [Characteristics of the mitochondrial genome of the honeybee Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) in the populations of Tomsk region]. In: II Simpozium stran SNG po pereponchatokrylym nasekomym i 8 Collokvium Rossiyskoy sektsii Mezhdunarodnogo soyuza issledovateley obshchestvennych nasekomych (IUSSI): Programma i tezisy dokladov [II Symposium of the CIS countries on Hymenoptera and the 8th Colloquium of the Russian Section of the International Union for the Study of Social Insects, IUSSI (St. Petersburg, Russia, 13-20 September, 2010)]. St. Petersburg. 2010. pp. 110. In Russian

25. Konusova OL, Ostroverkhova NV, Kucher AN, Kurbatskij DV, Kireeva TN. Morphometric variability of honeybees Apis mellifera L., differing in variants of the COI-COII mtDNA locus. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2016;1(33):62-81. doi: 10.17223/19988591/33/5. In Russian, English Summary

26. Ostroverkhova NV, Konusova OL, Kucher AN, PogorelovYuL, Belich EA, Vorotov AA. Population genetic structure of honey bee (Apis mellifera L.) in the village of Leboter in

Chainskiy district of Tomsk region. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2013;1(21):161-172. In Russian

27. Ostroverkhova NV, Konusova OL, Kucher AN, Kireeva TN, Vorotov AA, Belich EA. Genetic diversity of the locus COI-COII of mitochondrial DNA in honeybee populations (Apis mellifera L.) from the Tomsk Region. Russian Journal of Genetics. 2015;51(1):80-90. doi: 10.1134/s102279541501010x

28. Ostroverkhova NV, Konusova OL, Kucher AN, Kireeva TN, Bagirov RT-o. Characterization of the genetic diversity of honey bees (Apis mellifera L.) in Tomsk population using mtDNA and microsatellite markers. Chteniya pamyati AI. Kurentsova = A.I. Kurentsov's Annual Memorial Meetings. 2015;XXVI:227-240. In Russian, English Summary

29. Ostroverkhova NV, Kucher AN, Konusova OL, Kireeva TN, Sharakhov IV. Genetic diversity of honeybees in different geographical regions of Siberia. International J Environmental Studies. 2017;74(5):771-781. doi: 10.1080/00207233.2017.1283945

30. Ostroverkhova NV, Konusova OL, Kucher AN, Sharakhov IV. A comprehensive characterization of the honeybees in Siberia (Russia). In: Beekeeping and Bee Conservation - Advances in Research. Chambo ED, editor. Grotia: InTech; 2016. pp. 1-37. doi: 10.5772/62395

31. Meixner MD, Pinto MA, Bouga M, Kryger P, Ivanova E, Fuchs S. Standard methods for characterising subspecies and ecotypes of Apis mellifera. In: The COLOSS BEEBOOK, Vol. I: Standard methods for Apis mellifera research. Dietemann V, Ellis JD and Neumann P, editors. J Apicultural Research. 2013;52(4):1-27. doi: 10.3896/IBRA.1.52.4.05

32. Muñoz I, Henriques D, Jara L, Johnston JS, Chávez-Galarza J, De La Rúa P, Pinto MA. SNPs selected by information content outperform randomly selected microsatellite loci for delineating genetic identification and introgression in the endangered dark European honeybee (Apis mellifera mellifera). Molecular Ecology Resources. 2017;17(4):783-795. doi: 10.1111/1755-0998.12637

33. Nawrocka A, Kandemir I, Fuchs S, Tofilski A. Computer software for identification of honey bee subspecies and evolutionary lineages. Apidologie. 2018;49:172-184. doi: 10.1007/s13592-017-0538-y

34.Parejo M, HenriquesD, PintoMA,Soland-Reckeweg G,NeuditschkoM.Empirical comparison of microsatellite and SNP markers to estimate introgression in Apis mellifera mellifera. J Apicultural Research. 2018;57(4):551-564. doi: 10.1080/00218839.2018.1494894

35. Henriques D, Chávez Galarza JC, Quaresma A, Pinto MA. From the popular tRNAleu-COX2 intergenic region to the mitogenome: insights from diverse honey bee populations of Europe and North Africa. Apidologie. 2019;50(2):111-120. doi: 10.1007/s13592-019-00632-9

36. Ruttner F. Biogeography and taxonomy of honey bees. Berlin: Springer-Verlag; 1988. 284 p.

37. Avdeev NV, Makarova NE, Petukhov AV. Vfyyavlenie urovnya "geneticheskogo zagryazneniya" po kharakteristikam zhilkovaniya kryla [Identifying the level of "genetic pollution" by wing venation characteristics]. Pchelovodstvo = Beekeeping. 2009;7:21-24. In Russian

38. Alpatov VV. Porody medonosnoy pchely [Honey bee breeds]. Moscow: Izdatel'stvo Moskovskogo obshchestva ispytateley prirody Publ.; 1948. 183 р. In Russian

39. Cauia E, Usurelu D, Magdalena LM, Cimponeriu D, Apostol P, Siceanu A, Holban A. Preliminary researches regarding the genetic and morphometric characterization of honeybee (A. mellifera L.) from Romania. Scientific Papers Animal Science and Biotechnologies. 2008;41(2):278-286.

40. Nikonorov YuM, Ben'kovskaya GV, Poskryakov AV, Nikolenko AG, Vakhitov VA. The use of the PCR technique for control of the pure-breeding of honeybee (Apis mellifera mellifera L.) colonies from the Southern Urals. Russian J Genetics. 1998;34(11):1344-1347.

41. Solignac M, Vautrin D, Loiseau A, Mougel F, Baudry E. Five hundred and fifty microsatellite markers for the study of the honey bee (Apis mellifera L.) genome. Molecular Ecology Notes. 2003;3:307-311. doi: 10.1046/j.1471-8286.2003.00436.x

42. Zhivotovsky LA. Statisticheskie metody analiza chastot genov v prirodnych populyatsiyach [Statistical methods for analyzing gene frequencies in natural populations]. In: Itogi nauki i techniki. Obshchaya genetika [Results of science and technology. General genetics]. Moscow: VINITI Publ.; 1983;8:76-104. In Russian

43. Peakall R, Smouse P.E. GenAlEx 6: Genetic analysis in Excel. Population Genetic Software for teaching and research. Molecular Ecology Notes. 2006;6:288-295.

44. Ilyasov RA, Poskryakov AV, Petukhov AV, Nikolenko AG. Molecular genetic analysis of five extant reserves of black honeybee Apis mellifera mellifera in the Urals and the Volga region. Russian Journal of Genetics. 2016;52(8):828-839. doi: 10.1134/S1022795416060053

45. Russian Association for Conservation Apis mellifera mellifera L. (RACAMM). [Electronic resource]. Available at: http://apis-mellifera-mellifera-l.ru/novosti/v-mezhdunarodnaya-nauchno-prakticheskaya-konferencziya.html (accessed 25.08.2019). In Russian

46. Bourgeois L, Beaman L. Tracking the genetic stability of a honey bee (Hymenoptera: Apidae) breeding program with genetic markers. J Economic Entomology. 2017;110(4):1419-1423. doi: 10.1093/jee/tox175

Received 27March 2019; Revised 2 July 2019;

Accepted 15 August 2019; Published 27 September 2019

Author info:

Ostroverkhova Nadezhda V, Cand. Sci. (Biol.), Assoc. Prof., Department of Invertebrate Zoology, Institute of Biology, Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russian Federation. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-9837-4905 E-mail: nvostrov@mail.ru

Rosseykina Svetlana A, Junior Researcher of "Apis" Center, Department of Invertebrate Zoology, Institute of Biology, Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russian Federation. E-mail: rosseykina75@mail.ru

Konusova Olga L, Senior Lecturer, Department of Invertebrate Zoology, Institute of Biology, Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russian Federation. E-mail: olga.konusova@mail.ru

Kucher Aksana N, Dr. Sci. (Biol.), Professor, Department of Cytology and Genetics, Institute of Biology, Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russian Federation ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-3824-3641 E-mail: aksana.kucher@medgenetics.ru

Kireeva Tatyana N, Research Assistant, Laboratory of Plant Physiology and Biotechnology, Siberian Botanical Garden, Tomsk State University, 36 Lenin Ave., Tomsk 634050, Russian Federation. E-mail: emilia30@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.