Аналитическая селекция в пчеловодстве

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

     Наряду с улучшением условий содержания и кормления пчел селекционная работа также служит одним из важнейших резервов повышения доходности пасек. Отбор на племя наиболее продуктивных семей пчел, получение от них потомства позволяет значительно повысить продуктивность пасеки в целом.

Суть  селекционной работы состоит в том, чтобы рекордную продуктивность отдельных особей передать возможно большему числу потомков, не уменьшив ее, а по возможности увеличив.

     Нужно четко различать товарную ценность семьи и ее племенную ценность. Помеси, полученные в результате скрещивания, чаще всего имеют высокую промышленную ценность, но в последующих поколениях их продуктивность резко снижается, поэтому они не имеют племенной ценности. Следовательно, помеси нужно создавать только на чистых линиях. Для этого необходимо найти такую комбинацию скрещивания, в которой доминирующие гены подобранных линий способствовали бы высокому росту семьи и жизнеспособности расплода в потомствах. Однако развитие таких линий ограничено, и наступает этап, когда возникает необходимость проведения межлинейного скрещивания внутри породы. Определение племенной ценности, проведенное точно выверенными методами,  называется отбором с целью улучшения породы пчел.

     Задача племенной работы в пчеловодстве - постоянное улучшение пород пчел. Следствием такого улучшения является развитие основных хозяйственно полезных признаков и их устойчивая передача из поколения в поколение. Показатели продуктивности пчел складываются из множества факторов. Чтобы оценка и отбор пчелиных семей были объективными, необходимо их проводить среди возможно большего количества сравниваемых пчелиных семей.

     После создания линий можно переходить к синтетической селекции. Эта селекция позволяет путем скрещивания и гибридизации имеющихся в линиях хозяйственно полезных признаков создать новые формы.

     Нужно также учитывать тот фактор, что пчел до сих пор нельзя считать домашними животными, и этот фактор в определенной мере затрудняет селекцию. В.В.Алпатов (1948) отмечал: «… пчела находится лишь в «стадии полуодомашнивания ». В нормальных условиях она способна вполне обходиться без помощи человека» .

     Основная ценность для селекции - не вид, а популяция или порода. (А.С. Сербский ,1969)

    Цель и задача курсовой  работы: анализ литературных данных по пчёлам среднерусской породы с целью улучшения полезно-хозяйственных признаков этой породы путем аналитической селекции  и удержание этих признаков в потомстве племенного материала пасеки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

     1.1. Селекция медоносных пчёл

     Селекция медоносных пчёл – это разведение лучших вариантов пород или линий пчёл и исключения худших. Цель селекции является создание продуктивных семей пчёл с хорошими полезными и хозяйственными признаками и наследственными задатками выше среднего уровня, для конкретной географической и экологической зоны.

     В пчеловодстве селекционная работа проводится на разных: хозяйственных, экономических и научных уровнях;  при этом  проводят отбор лучших семей по их продуктивности в родословном поколении или по другим необходимым полезным и специализированным признакам с выбраковкой худших и от лучших семей выводят маток и трутней с целью повышения продуктивности всей пасеки или пасек.  С целью этого проводят качественный подбор материнских и отцовских семей по генотипу, выводят от них маток и трутней, а затем спаривают на специальном случном пункте с возможной изоляцией от посторонних трутней. От правильного вывода и скрещивания их с трутнями зависит качество будущих семей по их продуктивности или по специализации опыления необходимых сельскохозяйственных культур (Третьяков 2011г, Лобашев 1979г.).

     В практике селекционной работы с пчёлами используются два важнейших биологических свойства, присущие всем живым организмам, а именно наследственность и изменчивость.

     Благодаря тому, что наследственность имеет тенденцию консервативно сохранять, удерживать в потомстве признаки предков, существующие виды животных и растений из поколения в поколение устойчиво сохраняющие свои особенности. В частности, поэтому от чистопородных среднерусских пчел всегда происходят среднерусские (Аветисян 1937г.).

     Но наследственность проявляется не только в передаче новым поколениям видовых признаков предков. Внутривидовые, индивидуальные особенности родителей также исследуются в потомстве, благодаря чему путем отбора лучших семей на племя можно улучшать полезные признаки новых поколений. Однако, используя в племенной работе явление наследственности, селекционеру приходится иметь дело и с явлением изменчивости признаков. Суть этого явления заключается в том, что даже внутрипородные признаки зачастую расходятся. Как бы ни были пчелы похожи друг на друга, они отличаются теми или иными индивидуальными особенностями, например, ростом, весом, некоторыми различиями в форме тела, окраской, характером поведения, энергией в добывании пищи, устойчивостью к заболеваниям, жизнеспособностью и т.д. (Ковалев и др. 1973г.).

 

     1.2. Особенности пчёл породы  Apis mellifera mellifera L. как объекта

селекции

    1) Экстерьерные признаки пчёл среднерусской породы

     Среди всех экстерьерных признаков можно выделить основные четыре группы:

     а) Качественные. По этим показателям можно отнести пчёл к той или иной породе без промежуточных форм:

• цвет темный, без желтизны;
• дискоидальное смещение у среднерусских пчёл преобладает отрицательное – 94%, нейтральное 6%;
• длина воскового зеркальца – 1,5 мм., его ширина 2,5 мм.;
• среднерусские пчелы имеют более короткий хоботок по сравнению с другими породами – 5,9 – 6,4 мм.;
• длина правого переднего крыла среднерусских пчел составляет 9,1 – 9,6 мм., его ширина – 2,9 – 3,3мм. и не имеет особенных отличий по размеру от других пород. Этот показатель связан с потенциальной способностью пчёл к сбору корма.

     б) Относительные. Это индексы, которые измеряются в % или долях единицы: кубитальный, тарзальный и др. Они практически не подвергаются сезонной изменчивости.

• у чистопородных среднерусских пчёл самое высокое значение кубитального индекса в сравнении с другими породами - 60 – 65%;
• тарзальный индекс у среднерусских пчёл имеет самое низкое значение по сравнению с другими породами – 55,5%.

     в) Линейные. Эти признаки подвержены сезонным изменениям, зависят от условий выращивания пчёл:

• среднерусские пчёлы имеют более короткий хоботок по сравнению с другими породами – 5,9 – 6,4 мм.;
• ширина третьего тергита составляет 2,0 – 2,3 мм., его длина – 4,8 – 5,2 мм.;
• ширина третьего стернита составляет 5,0 – 5,5 мм., его длина – 2,7 – 3,0 мм.;

     г) Количественные. Не подвергаются сезонным изменениям:

• число зацепок на заднем крыле составляет 20-21 шт.;

(Кугейко и.др., 2002г.).

     2) Этологические признаки пчёл среднерусской породы

• высокая злобливость по сравнению с пчёлами других пород : при осмотре гнезда ведут  себя беспокойно, бегают на сотах вынутых из гнезда;
• соты строят высокого качества, белая сухая печатка;
• для среднерусской породы свойственна высокая ройливость. Рои выходили до начала главного медосбора в период наибольшего количества расплода в семьях. В семьях среднерусской породы пчёл выходит до 90% роев, такой высокий процент характерен для этой породы;
• не воровитые, хорошо защищают гнездо от пчёл-воровок;

( Кривцов и др., 1999г.).

     3) Хозяйственно-полезные признаки пчёл среднерусской породы

• высокая зимостойкость (доминирующий признак);
• высокая по сравнению с пчёлами других пород медопродуктивность на обильных медосборах (доминирующий признак);
• устойчивость к аскосферозу, нозематозу и падевому токсикозу;
• матки поддерживают высокую яйценоскость длительное время, в том числе и в период наращивания силы семей в зиму;
• высокая выносливость по сравнению с пчёлами других пород;

(Удовицин и др. 2004г. ).

    1.3. Генетика пчёл

    1.3.1. Медоносная пчела Apis mellifera mellifera. Геном.

     Систематические  исследования генетики этого  насекомого начались сравнительно недавно. Сложность пчелы как генетического объекта объясняется особенностями ее биологии и размножения (общественный образ жизни, мужской партеногенез, полиандрия, трудности контроля над спариванием и др.).

     В октябре  2006 г. в научном журнале «Nature» появилось сообщение о завершении работ по секвенированию генома медоносной пчелы Apis mellifera. В исследованиях принимали участие 90 лабораторий мира. Пчела стала третьим насекомым после плодовой мушки Drosophila melanogaster (модельного генетического объекта) и малярийного комара Anopheles gambia (переносчика тропической малярии), чьи геномы удалось полностью прочесть.

     Под понятием  геном в настоящее время понимают полный состав ДНК клетки, то есть совокупность всех генов и межгенных участков. Таким образом, геном — это полный набор инструкций для формирования и функционирования индивида.

     Первые сведения о хромосомном наборе медоносной пчелы появились в середине прошлого столетия. Хромосомный гаплоидный набор пчел состоит из убывающего ряда хромосом различной морфологии. Их размер колеблется от 1 до 3,5 мкм. Хромосомы состоят из двух типов хроматина (ДНК, связанной с белками): эухроматина и гетерохроматина. Эухроматин — часть генома, несущая информацию о структуре генов; гетерохроматин выполняет очень важную функцию в регуляции работы геномов.

     Гетерохроматиновая система каждой хромосомы отличается размерами гетерохроматиновых блоков и характером их распределения и может служить индивидуальной характеристикой хромосомы. Современные методы исследования с использованием гибридизации in-situ позволяют легко идентифицировать гетерохроматиновые районы. Гетерохроматиновые блоки сосредоточены на теломерных (концевых) районах хромосах пчёл. Молекулярные характеристики (тип повторяющихся последовательностей гетерохроматина и характер их распределения) обладают большой видоспецифичностью. У A. mellifera mellifera теломеры и прицентромерная область образованы высокоповторяющимися специфическими повторами, составляющими около 3% генома ( Монахова 2007г., Кривцов 2007г.)

     Размер генома A. mellifera mellifera составляет 260 млн пар нуклеотидов (пн).

     Организация генома пчелы медоносной характеризуется следующими особенностями:

• Избыточность ДНК. В среднем только 1% ДНК несет информацию о структуре белков и рибонуклеиновых кислот РНК. У пчелы среди всего многообразия последовательностей выделено лишь 11156 тех, которые являются генами.
• Наличие уникальных и повторяющихся последовательностей. Уникальные последовательности представлены в одном экземпляре, повторяющиеся различным числом копий. Из общей массы ДНК около 50% — уникальные последовательности, около 50% — повторяющиеся, последние образуют семейства: совокупность частично или полностью гомологичных друг другу последовательностей. Геном пчелы характеризуется двумя типами высокоповторяющихся последовательностей Alu I (размер повтора 300 пн), сосредоточенных в концевых районах хромосом, и семейства Ava I (размером 550 пн), расположенных в цетромерных районах хромосом.
• Построение 90% генома по принципу чередования уникальных и повторяющихся последовательностей.
• Наличие мобильных генетических элементов (МГЭ) — многократно повторяющихся коротких повторов нуклеотидов, cпособных перемещаться по геному. МГЭ имеют большое значение для вида пчелы, поскольку их перемещения приводят к спонтанным изменениям — мутациям. Следствие перемещения МГЭ — изменение уровня активности генов (Монахова 2007г.).

     Видовые особенности генома Apis mellifera mellifera характеризуются

• высоким содержанием А+Т (67%);
• CpG-сайты в ДНК
• отсутствием наиболее важных семейств транспозонов, что может быть следствием процесса направленной селекции, поскольку дикие природные популяции, как правило, характеризуются большим числом и разнообразием МГЭ.

     Секвенирование показало, что структурная организация генома A. mellifera mellifera имеет большее сходство с геномами позвоночных, чем с геномами плодовой мушки и малярийного комара. Определенное сходство выявлено и для генов, участвующих в суточном (циркадном) ритме, РНК интерференции и метилировании ДНК.

     По сравнению с Drosophila и Anopheles у среднерусской пчелы меньше генов, связанных с врожденным иммунитетом, белками детоксикации и вкусовыми рецепторами, но больше — с рецепторами пахучих веществ. Меньшее число генов, определяющих врожденный иммунитет, удивительно, поскольку общественный образ жизни пчел определяет высокую инфекционную нагрузку на организм. В связи с этим необходимо отметить у этой породы высокий уровень внутрихромосомной рекомбинации в процессе мейоза: частота рекомбинации на порядок выше частот рекомбинации у дрозофилы, малярийного комара и человека. У пчел обнаружены уникальные гены, ответственные за сбор и переработку нектара и пыльцы; новый класс микроРНК, которые специфически экспрессируются в зависимости от стадии развития и спецификации среднерусских пчел. Возможно, они участвуют в их социальной диверсификации.