ДНК-тестування бджіл української і карпатської порід на чистопородних сім’ях.

Мета досліджень— провести ДНК-тестування бджіл української і карпатської порід на чистопородних сім’ях, відібраних за екстер’єрними та іншими ознаками. Матеріал і методика досліджень.В дослідах використали проби бджіл з сімей, що належать до племінного матеріалу, створеного в результаті багаторічної селекційної роботи з карпатською та українською породами.

Досліджувані бджоли української породи належать до хмельницького внутрішньопородного типу, створеного кафедрою бджільництва ім. В.А. Нестерводського (плембджолорозплідник “Прибузькі медобори” с.Головченці, Хмельницької області). Зразки бджіл карпатської породи відібрані з відселекціонованих сімей пасіки відділу селекції і репродукції бджіл карпатської породи Інституту бджільництва ім. П.І. Прокоповича УААН (с. Вучкове Закарпатської області). Бджоли сімей хмельницького внутрішньопородного типу за екстер’єрними ознаками повністю відповідають вимогам української породи — довжина хоботка у них в середньому дорівнює 6,41 мм, показники кубітального індексу — 2,27, дискоїдального зміщення — позитивне 79%, випукла форма заднього краю воскового дзеркальця п’ятого стерніта спостерігаються у 90% бджіл. Ці дані є результатом комп’ютерної обробки промірів екстер’єру бджіл близько 400 сімей, досліджених за останні п’ять років на завершальному етапі створення типу. Він структурований на дев’ять генеалогічних груп, кожна з яких являє сукупність сімей спільного походження з матками різних поколінь, що є нащадками відібраних родоначальниць. Відібрані і законсервовані згідно з вимогами методики проби бджіл були надіслані для ДНК-тестування (м. Москва). Лабораторні аналізи виконані А.Б. Абрамовою і О.С. Чудіновим за спеціальним замовленням. Оскільки справжня назва досліджуваних порід є дискусійною, бджіл української породи з піддослідних сімей хмельницького внутрішньопородного типу умовно позначили як українські степові (Apis mellifera acervorum), а відібрані з сімей пасіки відділу селекції і репродукції карпатських бджіл Інституту бджільництва ім. П.І. Прокоповича — карпатські (Apis mellifera carpatica). Аналіз проводили за методом RAPD-праймерів — локальної ампліфікації набору фрагментів ДНК розміром від 50 до 2500 пар нуклеотидів, франкованих короткими інвертованими повторами, які виступають як ділянки випалювання для випадково підібраного 10-нуклеотидного праймера. Розподіл у геномі інвертованих повторів є унікальним, що дозволяє виявляти відмінності в RAPD-фінгерпринтах різних видів і порід. Для диференціації порід бджіл підібрано породоспецифічні маркери. В результаті RAPD-ампліфікації утворюється набір фрагментів ДНК різної маси, який при розподілі на форезі дає унікальний фінгерпринт, де кожний поліморфний між видами або внутрівидовий фрагмент ДНК проявляється в ролі видоспецифічного або породоспецифічного маркера. Тому підбір маркерів, які диференціюють породи в RAPD-аналізі полягає у виявленні ефективних праймерів довжиною 10 нуклеотидів. Для проведення RAPD-аналізу використовувалась тДНК-зразків робочих бджіл, призначених для досліджень. Виділення тотальної ДНК проводилось методом SDS-лізису з наступною фенол-хлороформною екстракцією. Після виділення і очистки ДНК-зразків визначали концентрацію, ступінь чистоти і ступінь фрагментації ДНК. Ступінь фрагментації тДНК-зразків робочих бджіл проводили методом електрофорезу в 0,8 %-ному агарному гелі. Ступінь чистоти і концентрацію препарату тДНК-зразків визначали за допомогою вимірювання оптичного поглинання препаратів тДНК на довжині хвиль 260 і 280 нм. Локальна ампліфікація при полімеразно-ланцюговій реакції з використанням RAPD-праймерів проводилась згідно з методикою, запропонованою для вивчення генетичного поліморфізму ДНК-генома різних порід бджіл [11]. У дослідженнях використані синтетичні 10-членні олігонуклеотиди, послідовність яких відповідала праймерам, розробленим компанією “Operon” (США). ПЦР-продукти розділяли в 6 %-ному поліакриламідному (ПААГ) гелі. Після проведення електрофорезу ПААГ або агарний гель зафарбовували бромистим етидієм. Для візуалізації картини розподілу фракцій ДНК після RAPD-ампліфікації використовували УФ-трансілюмінатор. Фотовідбиток з результатів дослідів отримували за допомогою гель-документуючої системи "Kodak".

Результати досліджень.

На рисунку представлено результат електрофоретичного розподілу фракцій ПЦР-продукту зразків досліджених бджіл після локальної ампліфікації з використанням праймера В15. Праймер В15, як і випробуваний в дослідах В06, виявився ефективним для ідентифіка-ції породної належності бджіл обох порід. Ліворуч під умовною назвою Apis mellifera acervorum показано відтворення ДНК-фінгерпринтів зразків бджіл української породи, праворуч — карпатської (Apis mellifera carpatica). Як свідчить фотовідбиток, ДНК-маркери, позначені символами Са1, Са2, Са3, Са4, виявлені у всіх фінгерпринтах бджіл карпатської і були відсутні у бджіл української породи. Ці ДНК-маркери чітко розрізняють досліджуваних бджіл і є придатними для ідентифікації бджолиних сімей української і карпатської порід, проявляючи добру відтворність ДНК-фінгерпринтів. Важливою особливістю результатів ДНК-тестування бджіл, як видно з рисунка, є висока генетична однорідність досліджуваних сімей в межах породи. Порівняння результатів досліджень на генетичну дактилоскопію показало не тільки добре виражені породні відмінності українських і карпатських бджіл, а й відсутність у них ознак сірої гірської кавказької і середньоросійської порід, досліджених раніше в лабораторії.

 

 

Встановлена в наших дослідах видова специфічність генома бджіл, відібраних у типових умовах ареалу їх існування (Карпати і Лісостеп України), дає підставу стверджувати про належність карпатських та українських бджіл до різних порід, які характеризуються своїми особливостями за ознаками екстер’єру, поведінки, пристосованості до збирання корму, стійкості проти впливу факторів середовища. Отримані нами дані щодо характеристики досліджуваних порід вказують на необхідність аналізу результатів щодо вивчення історії їх формування, методів розведення, селекції, районування при сучасному господарському використанні та збереження у чистоті в своєму природному ареалі. Привертає увагу, зокрема, той факт, що генетична однорідність бджіл хмельницького внутрішньопородного типу, який складається з дев’яти генеалогічних груп, збігається з ознаками консолідованості за результатами вивчення промірів екстер’єру. Так, міжгрупові коливання середньої довжини хоботка становлять 6,34-6,63 мм, кубітального індексу — 2,18-2,62, дискоїдального зміщення — 72-94% позитивних випадків, випукла форма заднього краю воскового дзеркальця п’ятого стерніта — 64-96%. Селекція бджіл методом чистопородного розведення з одночасним розподілом відібраного матеріалу на генеалогічні групи з використанням основних породних ознак екстер’єру для постійного контролю належності сімей до української породи підтверджена методом виявлення ДНК-маркерів. Відсутність у них ознак інших порід вказує на можливість утримання чистопородних сімей в осередках напівзакритої популяції і достатню ефективність їх використання та контролю якості материнської групи за ознаками екстер’єру бджіл.

 

Висновки. Проведений аналіз показав, що бджоли української породи за результатами ДНК-тестування відрізняються від бджіл гірських районів Карпат, їм властиві свої генетичні відмінності. У межах породи досліджувані бджоли характеризуються високою однорідністю і добре диференціюються за допомогою встановлених ДНК-маркерів.

Підсумком селекційної роботи з українською степовою є створення двох типів чистопородних бджіл: "Чутівський" та "Сагайдачний". Бджоли даних типів мають збільшену на 15-20% медову продуктивність, характеризуються високою зимостійкістю і рядом інших біологічних особливостей, які дають можливість виділити цю породу як перспективну для Степової і Лісостепової зон України. Протягом п'яти років з участю співробітників інституту ведеться робота з створення суцільних чистопородних масивів і резерватів цих типів у кількох областях України. Створено три типи чистопородних карпатських бджіл: "Вучківський", "Рахівський", "Говерла". Бджоли цих типів відзначаються високими показниками медової та воскової продуктивності. Проведена атестація рекомендованих типів бджіл і передано на затвердження в науково-технічну раду Міністерства Аграрної політики.
Вивчення біологічних та господарськи корисних ознак поліських бджіл України, їх випробування порівняно з іншими породами проводилось колишньою Українською дослідною станцією бджільництва в 1964—1972 pp. (А. І. Іванченко, В. І. Чаркіна, П. Г. Зубко, М. А. Бабич).
Поліським бджолам властиві характерні породовизначні ознаки. Вони переважають інші українські породи (степову і карпатську) за величиною, будуючи комірочки стільника більшого розміру, тому й маса особин, що народжуються, вища. За М. Ф. Шеметковим (1991 p.), робочі бджоли мають живу масу при виході із комірки 125,3 мг, матки — 201,2 мг. У них більший розмір крил та воскових дзеркалець. Медова продуктивність сім'ї поліських бджіл досягає 70 кг.

М. Ф. Шеметков (1987 р.) вважає, що темні лісові (поліські) бджоли перебувають на межі повного зникнення в результаті завозу інших порід бджіл і безконтрольного їх використання в напрямах поглинального схрещування. Однак, зважаючи на пристосованість до природно-кліматичних умов Полісся і ряд виключно господарськи корисних ознак (висока яйценоскість маток, ефективність монофлорного медозбору, високоякісна воскопродуктивність, стійкість в умовах тривалого безоблітного зимового періоду до ряду захворювань), вони становлять значний інтерес для селекціонерів і виробничників. Поліські бджоли належали до темних лісових бджіл, які населяють природно-географічну зону Полісся (північні райони Київської, Житомирської, Чернігівської, Рівненської, Волинської та Сумської областей). Вони древні аборигенні бджоли України, що згадуються при описах господарської діяльності і побуту слов'янських племен (насамперед, древлян) докиївської доби і Київської Русі. Саме ці бджоли забезпечували наших предків медом, воском, різними напоями як для власного споживання, так і для торгівлі на внутрішньому і зовнішньому ринках, вони були також обов'язковою складовою частиною данин, обмінів, подарунків, податків і при справлянні культових обрядів. Важливим резервом підвищення продуктивності пасік є цілеспрямована селекційна робота в бджільництві. Селекційно-генетичні дослідження, ведуться у напрямку поліпшення племінних і продуктивних якостей аборигенних бджіл України та збереження їх генофонду для використання в селекційному процесі. Слід відмітити, що протягом майже півстоліття в колишньому Радянському Союзі активно пропагувалося розширення ареалу кавказьких бджіл.

В результаті посиленої метизації, Україна могла повністю втратити аборигенні породи бджіл і, особливо, це відносилось до української степової бджоли. Однією із форм практичної реалізації концепції чистопородного розведення аборигенних порід і бджіл став план породного районування бджіл та закон УКРАЇНИ. (ДОДАТОК Б)

РОЗДІЛ ІІ