Оценка изменчивости аллелофонда микросателлитов при создании специализированных линий медоносной пчелы среднерусской породы

THE use of HERBAL MEDiciNEs FoR THE NoRMALiZATioN oF REPRoDudiVE FuNCTioN iN cows Y.A. Prytkov, M.V. Varenikov

summary. The actual use of herbal medicines for prevention and treatment interventions in domestic households has been studied. Phytomedications concern as an alternative to traditional methods of treatment and prevention, such as antibiotics and the using of complex products. The significance of herbal medicines and drugs of natural origin with immunostimulating activity in veterinary practice has been shown. Most part of the herbal remedies in their chemical nature close to organism of animals. Herbal remedies easily digest and incorporate into the biochemical processes. In contrast to synthetic drugs, phytomedications determine the intake of substances, biologically compatible with it. Review of publications of studied question has been showed a significant influence of drugs derived from plants, on the rate of clinical recovery of cows which suffer from various forms of gynecological diseases. Thus, the using phytopreparation «Era-h» with activated alkaline water and furazolidone reduces service period of cows for 17 days, preparations of nettle and shepherd's purse stimulate contraction of the muscle structures of uterine horns of cows after calving, as well as reduces the time involution of reproductive organs of cows. Cows that used oil extract clinically have been recovered 80% of cows for 4-6 days, successfully have been inseminated 87.5% of the animals and the number of days of infertility was recorded at 50,6 ± 2,3, which had exceeded the figures of the control group. The researchers were used herbal in various forms: in the form of infusions, tinctures alcohol, decoctions, oil extracts. The problem of herbal medicines and drugs of natural origin with immunostimulatory activity has been insufficiently studied, many aspects of their clinical using require further development, expanding the range of medicinal plants, rationale and implementation for veterinary practice.

Key words: herbal, herbal drugs, reproductive function, cows, uterine involution, endometritis.

УДК 575.86:638.123.52

ОЦЕНКА ИЗМЕНЧИВОСТИ АЛЛЕЛОФОНДА МИКРОСАТЕЛЛИТОВ ПРИ СОЗДАНИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЛИНИЙ МЕДОНОСНОЙ ПЧЕЛЫ СРЕДНЕРУССКОЙ ПОРОДЫ*

Н.А. ЗИНОВЬЕВА, член-корреспондент РАСХН, зам. директора

ВНИИ животноводства Россельхозакадемии

Н.И. КРИВЦОВ, академик РАСХН, директор

НИИ пчеловодства Россельхозакадемии

М.С. ФОРНАРА, младший научный сотрудник,

Е.А. ГЛАДЫРЬ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией

ВНИИ животноводства Россельхозакадемии

A.В. БОРОДАЧЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. отделом,

B.А. БОРОДАЧЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

A.С. БЕРЕЗИН, младший научный сотрудник,

B.И. ЛЕБЕДЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора

НИИ пчеловодства Россельхозакадемии

E-mail: n_zinovieva@mail.ru

Резюме. Выполнено исследование микросателлитных профилей двух линий медоносной пчелы типа «Приокский» среднерусской породы: «Клевер», селектируемой по эффективности опыления клевера лугового, и «IV-ЗТ», селектируемой по зимостойкости. В анализе использовано 88 особей из 12 пчелосемей (по 6 каждой из изученных линий). Среднее число аллелей на локус составило 6,29 ± 1,51 и 8,71 ± 1,61 соответственно. Дефицит гетерозигот в изучаемых линиях достигает 24,5 и 10,8 % соответственно, что, вероятно, связано с использованием инбридинга при разведении пчел типа «Приокский». На основании анализа микросателлитов 85,7 % особей линии «Клевер» и 86,8 % особей линии «IV-ЗТ» генетически отнесены к собственной популяции. Расчет индекса фиксации Rst (AMOVA) показал, что 23,2 % всей изменчивости обусловлено межпопуляционными различиями, 76,8 % - вну-трипопуляционной изменчивостью, в том числе 75,7 % - различиями между индивидуумами и 1,1 % - различиями внутри индивидуумов. Результаты проведенных исследований пока -

Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ, проекты № 16.512.11.2212 и 14.740.12.0821.

зывают, что микросателлиты можно использовать в качестве критерия оценки процессов изменчивости, протекающих при создании специализированных линий медоносной пчелы. Ключевые слова: медоносная пчела, специализированные линии, микросателлиты, биоразнообразие.

Принадлежность пчел к той или иной породе, типу или линии определяют, преимущественно, по экстерьерным, физиологическим и этологическим признакам, а также по показателям хозяйственной ценности. Поскольку они широко варьируют даже в пределах одной породы или популяции, так как зависят от географического размещения, возраста и питания пчел, возникает необходимость в разработке подходов, основанных на анализе непосредственно генотипа. Для характеристики аллелофонда медоносной пчелы используют различные методы ДНК-анализа: ПДРФ-анализ, анализ митохондриальной ДНК, анализ полиморфизмов единичных нуклеотидов, анализ микросателлитов [1.. .5]. Развитие методов и инструментального обеспечения молекулярно-генетических исследований сделало возможным проведение одновременного анализа нескольких локусов микросателлитов в одной реакции, что обусловило существенное повышение информативности при относительно небольшом увеличении стоимости.

Цель наших исследований изучить влияние направления отбора на изменение аллелофонда микросателлитов при создании линий медоносной пчелы типа «Приокский» среднерусской породы - «Клевер» и «М-ЗТ», селектируемых НИИ пчеловодства Россельхозакадемии, с использованием семи микросателлитов.

Условия, материалы и методы. Материалом для исследований послужили образцы ДНК 88 рабочих пчел из 12 семей двух специализированных линий медоносной пчелы типа «Приокский» среднерусской породы (по шесть семей в каждой), в том числе 35 особей линии «Клевер», селектируемой по эффективности опыления клевера

лугового и 53 особи линии «М-ЗТ», селектируемой по зимостойкости. Выделение ДНК и мультиплексный анализ семи локусов микросателлитов (А024, А88, А113, АР043, НВ-С16-05, НВ-ТНЕ-03, НВ-С16-01) выполняли с помощью макета тест-системы для ДНК-экспертизы медоносной пчелы, который состоял из набора реагентов для выделения ДНК «ДНК-ЭЛЮТ» и набора реагентов для амплификации микросателлитов «АР^-7». Расчет популяционно-генетических параметров выполняли с использованием программного обеспечения ОепАЕх [6]. Определение линейной принадлежности особей проводили по методу Paetkau D. с соавторами [7]. Уровень генетической дифференциации линий оценивали по показателю индекса фиксации Rst [8] с использованием функции молекулярной вариансы (AMOVA).

результаты и обсуждение. Проведенные исследования выявили существенно большее разнообразие микросателлитов в линии «М-ЗТ», по сравнению с линией «Клевер». Среднее число аллелей на локус составило 8,71 ± 1,61 и 6,29 ± 1,51, уровень наблюдаемой гетерозиготно-сти - 64,4 ± 8,5 и 46,2 ± 5,1 % соответственно. Использование инбридинга при создании типа «Приокский» нашло отражение в выявленном дефиците гетерозигот в обеих линиях (24,5 % в линии «Клевер» и 10,8 % - в линии «М-ЗТ»). Причиной более высокого дефицита гетерозигот в линии «Клевер», на наш взгляд, может быть ее специализация по одному ведущему признаку (эффективность медосбора с клевера лугового), закрепление которого достигалось посредством инбридинга на выдающихся особей. При селекции линии «М-ЗТ» по показателю зимостойкости, несмотря на использование инбридинга, преимущество получали особи с более высоким уровнем гетерозиготно-сти, которые характеризуются повышенной устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды.

Результаты пространственного анализа линейной принадлежности особей на основании их микросател-литных профилей показывают формирование относительно обособленных консолидированных массивов, частично перекрывающих один другой: 85,7 % особей линии «Клевер» и 86,8 % пчел линии «М-ЗТ» генетически относятся к собственной популяции, что отражает начавшиеся процессы генетической изоляции линий и указывает на их специализацию (см. рисунок).

Рисунок. Распределение особей медоносной пчелы линий «Клевер» (О)и «IV-ЗТ» (*)в пространстве двух измерений на основании анализа семи микросателлитов по методу Paetkau D. [7]

Расчет индекса фиксации Rst (AMOVA) показал, что 23,2 % всей изменчивости обусловлено межпопуляци-онными различиями, а 76,8 % - внутрипопуляционной изменчивостью, в том числе 75,7 % - различиями между индивидуумами и 1,1 % - различиями внутри индивидуумов. Для сравнения, величины аналогичных показателей для среднерусской, серой горной кавказской пород и типа «Приокский» составили соответственно 7,9 и 92,1 %, в том числе 87,4 и 4,7 %. Более высокая доля межпопуляционных различий в микросателлитных профилях между линиями «Клевер» и «IV-ЗТ» типа «Приокский», по сравнению с аналогичным показателем между породами, обусловлена меньшими межиндивидуальными различиями, что подтверждается значениями генетических дистанций по Nei M. [9]: 0,135 против 0,256.

выводы. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что каждая из изученных линий пчел представляет собой относительно обособленный (с частичным перекрыванием) консолидированный массив (85,7...86,8 % особей генетически относится к собственной популяции). Это отражает начавшиеся процессы генетической изоляции линий и указывает на их специализацию. Таким образом, селекция специализированных линий медоносной пчелы сопровождается изменением аллелофонда микросателлитов. Следовательно, их можно использовать в качестве критерия оценки процессов изменчивости, протекающих при создании специализированных линий медоносной пчелы.

Литература.

1. Чудинов О.С., Поздняков В.Н., Абрамова А.Б., Какпаков В.Т., Козин Р.Б. Оптимизация RAPD-технологии для изучения генетического полиморфизма ДНК генома различных пород пчел // Сельскохозяйственная биология. - 1999. - №6. - С. 47-56.

2. Поздняков В.Н., Абрамова А.Б., Чудинов О.С., Какпаков В.Т., Козин Р.Б., Кривцов H.H., Бородачев A.B. Молекулярно -генетические подходы в изучении генетического полиморфизма различных пород пчел // Сельскохозяйственная биология, 2000. - № 4. - С. 56-60.

3. Кривцов Н.И., Горячева И.И., Удина И.Г., Бородачев А.В., Монахова М.А. Идентификация пород и популяций медоносной пчелы с использованием метода ПцР// Сельскохозяйственная биология. - 2010. - № 6. - С. 26-29.

4. Ильясов Р.А., Петухов А.В., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Оценка популяционно-генетической структуры медоносной пчелы, населяющей Средний и Южный Урал// Материалы международной конференции «Пчеловодство - XXI век». - Москва, 17-20 мая 2010 г. - С. 72-77.

5. Зиновьева Н.А., Кривцов Н.И., Форнара М.С., Гладырь Е.А., Бородачев А.В., Лебедев В.И. Микросателлиты как инструмент оценки динамики аллелофонда при создании типа «Приокский» среднерусской породы медоносной пчелы // Сельскохозяйственная биология. - 2011. - № 6.

6. Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes. - 2006. - 6. - P. 288-295.

7. Paetkau D., Slade R., Burdens M., Estoup A. Genetic assignment methods for the direct, real-time estimation of migration rate: a simulationbased exploration of accuracy and power// Molecular Ecology. - 2004. - 13. - 55-65.

8. Slatkin M. A measure of population subdivision based on microsatellite allele frequencies// Genetics. - 1995. - V. 139, P. 457-462.

9. Nei M., Tajima F., Tateno, Y. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data //J. Mol. Evol. - 1983. - 19. - P. 153-170.

EVALuATioN oF ALLELE PooL VARiABiLiTY uNDER DEVELoPMENT of sPEOiALiZED LiNEs

oF HoNEY BEE oF MiDDLE RUSSiAN BREED N.A. Zinovieva, N.I. Krivtsov, M.S. Fornara, E.A. Gladyr, A.V. Borodachev, V.A. Borodachev, A.S. Berezin, V.l. Lebedev Summary. The study of microsatellite profiles of two honey bee lines of Priokskij type of Middle Russian breed (“Clover” selected for efficiency of pollination of red clover and “IV-ZT” selected for resistance to cold) was carried out. The heterozygote deficiency (24.5 and 10.8 per cent respectively) under relatively high degree of diversity (the average number per loci was 6.29±1.51 and 8.71±1.61, respectively) was detected. The relative genetic isolation of analyzed lines was shown: 85.7 per cent individuals of line “Clover” and 86.8 per cent individuals of line “IV-ZT” were assigned to own population based on microsatellite analysis.

Key words: honey bee, specialized lines, microsatellites, biodiversity.