Analiza bioróżnorodności wybranych populacji pszczoły miodnej

Podobne dokumenty
Analiza bioróżnorodności wybranych linii hodowlanych pszczoły miodnej

Zadanie 4.2 Ocena bioróżnorodności owadów zapylających i pożytków pszczelich

Ocena przydatności trzech metod monitoringu poziomu porażenia rodzin pszczelich przez pasożyta Varroa destructor

Działania sprzyjające zwiększeniu populacji owadów zapylających

Analiza i charakterystyka realizacji zasobów wziątku na terytorium Polski w sezonie pszczelarskim 2017

owadów zapylających Analiza i charakterystyka realizacji zasobów wziątku na terytorium Polski w sezonie pszczelarskim 2017

Wstępna ocena bioróżnorodności pszczołowatych w rejonach intensywnych upraw rzepaku ozimego. Mikołaj Borański Zbigniew Kołtowski Dariusz Teper

Emapa pszczelarska Jako innowacyjne narzędzie do systemowej ochrony pszczoły miodnej apis mellifera mellifera

Działania sprzyjające zwiększeniu populacji owadów zapylających

Znaczenia pszczoły miodnej na świecie - w gospodarce człowieka i dla środowiska.

Emapa pszczelarska Jako innowacyjne narzędzie do systemowej ochrony pszczoły miodnej apis mellifera mellifera

Nazwa pasieki Nazwa / rodzaj matki Cena [zł] Pasieka Melissa. - matki nieunasienione. 32,00 Agnieszka Wójtowicz

Linie pszczół rasy środkowoeuropejskiej - program ochrony zasobów genetycznych

Jaki koń jest nie każdy widzi - genomika populacji polskich ras koni

Badania genetyczne nad populacją jelenia w północno-wschodniej Polsce

CECHY ILOŚCIOWE PARAMETRY GENETYCZNE

Praca hodowlana. Wartość użytkowa, wartość hodowlana i selekcja bydła

MARKERY MIKROSATELITARNE

Wykaz linii hodowlanych pszczół dla których otwarto księgi - matki pszczele 2016

Koordynator: Katarzyna Boczek, zastępca Dyrektora CDR Kierownik B +R: Prof. Jerzy H. Czembor, IHAR-PIB

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY

OCENA STOPNIA ZAPRÓSZENIA PRODUKTÓW PSZCZELICH PYŁKIEM KUKURYDZY

DOBÓR. Kojarzenie, depresja inbredowa, krzyżowanie, heterozja

Zastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów

Pokrewieństwo, rodowód, chów wsobny

Różnorodność, zagrożenia i ochrona pszczół na terenach rolniczych

Zmienność. środa, 23 listopada 11

METODY CHEMOMETRYCZNE W IDENTYFIKACJI ŹRÓDEŁ POCHODZENIA

tel JAROSŁAW CICHOCKI Dobór rasy i linii pszczół do pasieki, warunki właściwego poddawania matek pszczelich

Prof. dr hab. Helena Kubicka- Matusiewicz Prof. dr hab. Jerzy PuchalskI Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny Centrum Zachowania Różnorodności

XLVII NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA MARCA 2010 SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI. 10 marca

54 NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA. 7-8 marca 2017 SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI

Selekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP

Ocena wartości hodowlanej. Dr Agnieszka Suchecka

BioTe21, Pracownia Kryminalistyki i Badań Ojcostwa.

Porozumienie. w sprawie współpracy w zakresie realizacji programów ochrony zasobów genetycznych

KONFERENCJA. osiągnięcia i wyzwania. Wdrażanie Krajowej Strategii zrównoważonego użytkowania i ochrony zasobów genetycznych zwierząt gospodarskich:

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII

R A P O R T. Badania wykonane w ramach:

Zarządzanie populacjami zwierząt. Parametry genetyczne cech

Wielkość wnioskowanej pomocy ogółem IW. Wielkość wnioskowanej pomocy na rok wniosku IW ,00 zł ,00 zł ,00 zł 21

WYDAJNOŚĆ MIODU PSZCZÓŁ LINII KORTÓWKA W OCENIE TERENOWEJ

pod wspólnym tytułem Pszczoła a środowisko

Analiza środowiska bytowania pszczół

MIARY KLASYCZNE Miary opisujące rozkład badanej cechy w zbiorowości, które obliczamy na podstawie wszystkich zaobserwowanych wartości cechy

Fizjologiczne i molekularne markery tolerancji buraka cukrowego na suszę. Dr Danuta Chołuj

Zad. 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia

KONFERENCJA. osiągnięcia i wyzwania. Wdrażanie Krajowej Strategii zrównoważonego użytkowania i ochrony zasobów genetycznych zwierząt gospodarskich:

52 NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA MARCA 2015

R E G U L A M I N wpisu do ksiąg bydła hodowlanego rasy polskiej czerwonej obowiązujący od 1 stycznia 2017 r.

Dzień Pszczół

Wpływ struktury krajobrazu na przestrzenną zmienność genetyczną populacji myszy leśnej Apodemus flavicollis w północno wschodniej Polsce

Działania NFOŚiGW dla ochrony bioróżnorodności na przykładzie wybranych projektów z zakresu ochrony przyrody

Czy B-droid zastąpi pszczoły w zapylaniu roślin?

Na powyższe pytania, odpowiedz sobie czytelniku sam po lekturze niniejszej rozprawki.

Szacowanie wartości hodowlanej. Zarządzanie populacjami

WYKŁADY PSZCZELARSKIE 2017 Cezary Kruk Tel Mail:

XLVIII Naukowa Konferencja Pszczelarska w 200. rocznicę urodzin ks. dr. Jana Dzierżona Pszczyna 2011 PROGRAM SZCZEGÓŁOWY

XL Skierniewickie Święto Kwiatów, Owoców i Warzyw XX Targi Ogrodniczo-Rolne

Analiza środowiska bytowania pszczół

Metody statystyczne wykorzystywane do oceny zróżnicowania kolekcji genowych roślin. Henryk Bujak

W1. Wprowadzenie. Statystyka opisowa

MINISTERSTWO ROLNICTWA I ROZWOJU WSI

Genetyka populacji. Ćwiczenia 7

Rozwój branży pszczelarskiej w Polsce oraz związanych z nią usług, jako droga two-rzenia nowych miejsc pracy i rozwoju obszarów wiejskich

55 NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA. DOM PRACY TWÓRCZEJ W KAZIMIERZU DOLNYM, 6-7 marca 2018 SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI.

Krajowy program hodowlany dla rasy polskiej czerwono-białej

R E G U L A M I N wpisu do ksiąg bydła hodowlanego rasy simentalskiej obowiązujący od 1 lipca 2015 r.

Zmienność genetyczna i zysk genetyczny w hodowli selekcyjnej drzew leśnych

Dziedziczenie poligenowe

UCHWAŁA Nr./18 SEJMIKU WOJEWÓDZTWA MAŁOPOLSKIEGO. z dnia r.

UPROSZCZONA OFERTA REALIZACJI ZADANIA PUBLICZNEGO

50 NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA KWIETNIA 2013

Współczynnik korelacji. Współczynnik korelacji jest miernikiem zależności między dwiema cechami Oznaczenie: ϱ

Ćwiczenie: Wybrane zagadnienia z korelacji i regresji.

Ocena dostępności i jakości nasion warzyw z upraw ekologicznych

Tradycyjne i nowoczesne metody wykorzystywane w filogenezie i ochronie pszczół środkowoeuropejskich w Polsce

PROGRAM SESJI POSTEROWYCH. Uwaga: Numery posterów odpowiadają numerom tablic. Biologia

SKŁAD CHEMICZNY SYROPÓW SKROBIOWYCH ORAZ ZAPASÓW POWSTAŁYCH PO ICH PRZEROBIENIU PRZEZ PSZCZOŁY

Zakażenie pszczoły miodnej patogenem Nosema ceranae. Diagnostyka infekcji wirusowych pszczoły miodnej

Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw

średniej masie 178 g i przy zapłodnieniu 89,00 %. Gęsi te cechowały się przeżywalnością w okresie reprodukcji na poziomie średnio 88,41 %.

46 Olimpiada Biologiczna

U2YŁKOW ANIE TYLNEGO SKRZYDŁA PSZCZOŁY MIODNEJ JAKO CECHA TAKSONOMICZNA

Ekosystemy do usług!

Mariusz Chojnowski, Dorota Kruczyńska, Elżbieta Kapusta, Waldemar Treder, Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

56 NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA. DOM PRACY TWÓRCZEJ W KAZIMIERZU DOLNYM, 5-6 marca 2019 SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI.

Europejskie i krajowe strategie dotyczące bioróżnorodności ze szczególnym uwzględnieniem owadów zapylających

Pasieka hodowlana genetycznego doskonalenia pszczół rasy włoskiej (Apis mellifera ligustica) linii Regine

Wyższa Szkoła Hotelarstwa i Gastronomii w Poznaniu SYLABUS

254 Janusz Majewski STOWARZYSZENIE EKONOMISTÓW ROLNICTWA I AGROBIZNESU

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

MRiRW podpisało umowę z IHAR-PIB na realizację programu wieloletniego. w roku 2016.

Zadanie 2.4. Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Dr inż. Sandra Cichorz

GŁÓWNE ZASADY PROWADZENIA EKOLOGICZNEJ GOSPODARKI PASIECZNEJ

SCENARIUSZ LEKCJI. TEMAT LEKCJI: Zastosowanie średnich w statystyce i matematyce. Podstawowe pojęcia statystyczne. Streszczenie.

Konferencja pn. Natura 2000 naszą szansą

FUNKCJONOWANIE BANKU GENÓW ROŚLIN OGRODNICZYCH W INSTYTUCIE OGRODNICTWA W SKIERNIEWICACH

BIOLOGIA EGZAMIN KLASYFIKACYJNY 2015/16. KLASA III Gimnazjum. Imię:... Nazwisko:... Data:...

Transkrypt:

Zakład Pszczelnictwa w Puławach Pracownia Hodowli Pszczół Zakład Hodowli Roślin Ogrodniczych Pracownia Niekonwencjonalnych Metod Hodowli Roślin Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach Analiza bioróżnorodności wybranych populacji pszczoły miodnej Opracowanie zbiorowe pod redakcją: dr Dariusz Gerula* Pozostali autorzy: dr Bogumiła Badek, dr hab. Małgorzata Bieńkowska prof. IO, dr Beata Panasiuk, mgr Paweł Węgrzynowicz *autor do korespondencji dariusz.gerula@inhort.pl Opracowanie przygotowane w ramach zadania 4.2: Ocena bioróżnorodności owadów zapylających i pożytków pszczelich Programu Wieloletniego: Działania na rzecz poprawy konkurencyjności i innowacyjności sektora ogrodniczego z uwzględnieniem jakości i bezpieczeństwa żywności oraz ochrony środowiska naturalnego finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi Puławy 2016 Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 1 z 6

1. Wstęp Na drodze ewolucji naturalnej wykształciło się wiele gatunków roślin i zwierząt, tworząc bogactwo życia określane mianem bioróżnorodności. Zasadniczo można wyróżnić trzy poziomy bioróżnorodności: ponadgatunkową, czyli bogactwo ekosystemów i siedlisk, międzygatunkową i wewnątrzgatunkową. W chwili obecnej obserwuje się utratę bioróżnorodności na każdym poziomie, a winę za to przypisuje się bezpośredniej lub pośredniej działalności człowieka. Z punktu widzenia hodowli zwierząt utrata różnorodności wewnątrzgatunkowej jest bardzo istotna, ponieważ prowadzi do uszczuplenia zasobów genetycznych zwierząt gospodarskich. Bogactwo puli genowej w populacji jest źródłem zdolności adaptacyjnych i gwarantem powodzenia prac hodowlanych. W strefie klimatu umiarkowanego Europy środkowej zapylaczami roślin entomofilnych, są owady z nadrodziny pszczół (Apiodea). Spośród nich gatunkiem o największym znaczeniu gospodarczym jest pszczoła miodna (Apis mellifera L.). Pszczoła miodna jest gatunkiem hodowlanym, utrzymywanym głównie w warunkach gospodarstw pasiecznych. Do II Wojny Światowej na większym obszarze Polski obserwowano naturalne występowanie pszczół rasy (podgatunku) środkowoeuropejskiej A.m mellifera L., a na południu kraju również rasy kraińskiej A. m. carnica Pollm. W późniejszym okresie prowadzony na szeroką skalę import pszczół należących do tych samych podgatunków, ale o innych cechach użytkowych jak również innych ras ( np. Apis mellifera caucasica Gorb.) spowodował stopniowe wypieranie populacji rodzimych. Pszczoły, pierwotnie występujące w Polsce, zostały włączone do programów ochrony zasobów genowych, a ich ochrona jest jednym z priorytetów Krajowego Programu Hodowli Pszczół. Różne populacje pszczół różnią się pod względem genetycznym, jak i morfologicznym. Posiadają też różne cechy użytkowe, których przydatność ujawnia się w odpowiednich warunkach klimatyczno-pożytkowych. Ich odrębność można oznaczyć wykonując badania morfometryczne niektórych części ich ciała, oraz wykorzystując bardzo czułe metody molekularne. 2. Cel zadania Celem badań jest ocena bioróżnorodności hodowlanych populacji pszczoły miodnej poprzez analizę zróżnicowania genetycznego i morfometrycznego. 3. Materiał i metody a) Analizy molekularne. W 2016 roku do badań zebrano 141 prób pszczół z rodzin pszczelich rasy kraińskiej, należących do 8 linii hodowlanych. Następnie wyizolowano DNA pszczół (zestaw EXTRACTME DNA Tissue Kit, DNA-Gdańsk). Jedną rodzinę pszczelą reprezentowały próby uzyskane z pięciu osobników. Do oceny zróżnicowania genetycznego linii hodowlanych na poziomie molekularnym zastosowano metodę SSR- PCR, z użyciem sześciu par starterów mikrosatelitarnych (Solignac i inni 2007): A007, A088, Ap043, Ap103, Ap226, Ap249. Dane przeanalizowano za pomocą programu GenAlEx, w celu wyznaczenia parametrów statystycznych opisujących stopień zróżnicowania lub/i pokrewieństwa genetycznego pomiędzy badanymi liniami hodowlanymi i rodzinami Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 2 z 6

pszczelimi (analiza wariancji molekularnej AMOVA). Na podstawie otrzymanych wartości dystansu genetycznego przeprowadzono analizę głównych współrzędnych (PCoA principal coordinate analysis), umożliwiającą graficzne przedstawienie związku pomiędzy zróżnicowaniem molekularnym a odległością genetyczną pomiędzy analizowanymi próbami. b) Analiza morfometryczna. Do badań morfometrycznych pobrano pszczoły z tych samych rodzin, z których pobierano osobniki do badań molekularnych. Ocenę czystości rasowej matek pszczelich wykonano na podstawie użyłkowania prawego skrzydła, pierwszej pary u robotnic (morfometria geometryczna). Z każdej próby wypreparowano po 20 prawych skrzydeł pierwszej pary i wprawiono w ramki do przezroczy. Tak przygotowane preparaty zeskanowano do plików cyfrowych o dużej rozdzielczości i poddano analizie programem do automatycznego oznaczania punktów przecięcia się żyłek. Następnie poddawano je weryfikacji wykonując analizę kanoniczną (CCA- Canonical Correlation Analysis) w oparciu o wskaźniki różnicujące je od populacji wzorcowej (Gerula i inni 2009). 4. Wyniki Badanie zróżnicowania genetycznego wybranych populacji pszczół na podstawie analiz molekularnych. W każdej linii hodowlanej stwierdzono zarówno rodziny pszczele blisko spokrewnione genetycznie ze sobą jak i te, u których stwierdzono odmienność genetyczną. Szczegółowe dane wraz z zaznaczonym kolorem czerwonym obszary skupiające rodziny o najbliższym pokrewieństwie genetycznym przedstawia (Ryc. 1 A, B, C, D, E, F, G, H). Rycina 1. Analiza głównych współrzędnych na podstawie wartości dystansu genetycznego pomiędzy rodzinami odpowiednich linii hodowlanych: (A)- Aga A, (B)- Wineta W, (C)- DobraS D1, (D)- DobraK D2, (E)-Karpatka K, (F)- Kujawska Ku, (G)- Wanda Wa, (H)- Alpejka Al. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 3 z 6

Jedną z miar zróżnicowania genetycznego populacji jest indeks utrwalenia alleli Fst., który pokazuje jak silnie dane allele są utrwalone. Najmniej zróżnicowaną linią hodowlaną okazała się Wineta i Kujawska indeks Fst odpowiednio 0,027 i 0,044. W pozostałych populacjach indeks ten był przeciętny i wynosił 0,058-0,117 (Ryc. 2). Najwyższy indeks utrwalenia (0,117), czyli największe zróżnicowanie genetyczne zaobserwowano w linii hodowlanej Dobra1, jedynej rodzimej populacji pszczół kraińskich, gdzie 92% całkowitego zróżnicowania molekularnego stanowiły różnice osobnicze, natomiast 8% decydowało o różnicach pomiędzy rodzinami pszczelimi. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 4 z 6

Rycina 2. Zróżnicowanie genetyczne wewnątrz populacji, indeks utrwalenia alleli (Fst) w badanych populacjach hodowlanych pszczoły miodnej: (A)- Aga A, (B)- Wineta W, (C)- DobraS D1, (D)- DobraK D2, (E)-Karpatka K, (F)- Kujawska Ku, (G)- Wanda Wa, (H)- Alpejka Al. 0,25 0,2 A W 0,15 0,1 0,05 0,08 0,027 0,117 0,072 0,058 0,044 0,097 0,112 D1 D2 K Ku Wa Al. 0 A W D1 D2 K Ku Wa Al. Ocena pokrewieństwa wybranych linii hodowlanych na podstawie analizy polimorfizmu DNA, oraz ocena zróżnicowania na podstawie badań morfometrycznych. Analiza wariancji molekularnej wykazała, że badane linie są przeciętnie spokrewnione (Ryc.3 A). Najbliższe pokrewieństwo stwierdzono pomiędzy liniami (D1) i (K), natomiast najodleglejsze pomiędzy liniami (D1) i (W). Rycina 3. A- Zróżnicowanie genetyczne między populacjami pszczoły miodnej; B- Zróżnicowanie morfometryczne między populacjami pszczoły miodnej: (A)- Aga A, (B)- Wineta W, (C)- DobraS D1, (D)- DobraK D2, (E)- Karpatka K, (F)- Kujawska Ku, (G)- Wanda Wa, (H)- Alpejka Al. Analizując zespół cech na skrzydłach (wzajemne położenie względem siebie 19 punktów przecięcia się żyłek) stwierdzono, że wszystkie badane linie pszczół są czyste rasowo. Zdyskwalifikowano tylko 1 próbę pszczół z linii (K). Na potrzeby wyrażenia Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 5 z 6

zmienności układu żyłek na skrzydłach robotnic w rodzinach pszczelich opracowano wskaźnik średniego odchylenia od średniego pierwiastka kanonicznego. Na rycinie 3 B przedstawiono podobieństwo badanych linii hodowlanych na podstawie obrazu skrzydeł, natomiast rycina 4 przedstawia wskaźniki zmienności w poszczególnych populacjach pszczół. Niektóre populacje pszczół, u których zaobserwowano niskie zróżnicowanie genetyczne (Ryc. 2 słupki w kolorze czerwonym) cechuje również niskie zróżnicowanie morfometryczne (Ryc. 4), a współczynnik korelacji Pearsona pomiędzy wskaźnikami wynosi R = 0,63. Rycina 4. Zróżnicowanie morfometryczne wewnątrz populacji, średnie odchylenie od średniego pierwiastka kanonicznego w badanych populacjach hodowlanych pszczoły miodnej: (A)- Aga A, (B)- Wineta W, (C)-DobraS D1, (D)- DobraK D2, (E)-Karpatka K, (F)- Kujawska Ku, (G)- Wanda Wa, (H)- Alpejka Al. 1,4 1,41 1,2 A 1 0,8 0,6 0,4 0,9 0,33 0,54 0,62 0,75 0,5 0,84 W D1 D2 K Ku Wa 0,2 Al. 0 A W D1 D2 K Ku Wa Al. 5. Podsumowanie i wnioski Wykonano analizę zróżnicowania genetycznego wewnątrz wybranych populacji pszczół kraińskich na podstawie analiz molekularnych. Wskaźniki utrwalenia alleli w populacjach (Fst) świadczą o przeciętnym lub niskim zróżnicowaniu genetycznym badanych populacji pszczół. Na podstawie analizy polimorfizmu DNA stwierdzono średni poziom pokrewieństwa wybranych linii hodowlanych. Analiza czystości rasowej i stopnia zróżnicowania fenotypowego wybranych populacji pszczół na podstawie pomiarów morfometrycznych świadczy o wysokim poziomie cech podgatunkowych. 6. Literatura Gerula D, Tofilski A, Węgrzynowicz P, Skowronek W (2009) Computer-assisted discrimination of honey bee subspecies used for breeding in Poland. Journal of Apicultural Science 53: 105 114. Solignac M, Zhang L, Mougel F, Li B, Vautrin D, Monnerot M, Cornuet JM, Worley KC, Weinstock GM, Gibbs RA (2007). The genome of Apis mellifera: dialog between linkage mapping and sequence assembly. Genome biology 8(3): 403. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice Strona: 6 z 6