МЕТОДЫ ДНК- ТЕХНОЛОГИЙ В ПЧЕЛОВОДСТВЕ
Е. О. Уливанов, Г.В. Уливанова
Научно-исследовательский институт пчеловодства,
Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А.Костычева
ДНК-технологии внесли существенный вклад в развитие целого ряда направлений классической генетики и нашли широкое применение в практике. Первое место среди этих методов безусловно занимают полимеразная цепная реакция (ПЦР) и гибридизация ДНК. Принцип метода ПЦР разработан Кэри Мюллисом в 1983 г. В основе метода лежит комплементарное достраивание ДНК-матрицы, осуществляемое ин витро, с помощью фермента ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. С тех пор публикациям, где ПЦР используется в качестве одного из методов исследования, принадлежит ведущее значение.
В настоящее время ПЦР широко используется для научных исследований в разных отраслях биологии, сельского хозяйства и медицины. Без преувеличения можно сказать: развитие «технологии манипулирования с наследственной информацией» сравнимо по темпам роста с микроэлектроникой и информатикой. Однако, следует признать, что уровень информированности научных сотрудников сильно отстает от современного состояния дел и, в конечном итоге, это приводит к формированию причин, по которым внедрение новейших технологий и создаваемых на их основе диагностических систем становится весьма затруднительным. Поэтому необходимо более широкое освещение как основных теоретических вопросов ДНК-технологий, так и вопросов, связанных с практическим применением методов ДНК- диагностики.
Пчела медоносная может стать значимым модельным объектом для клонирования генов и других генетических исследований, благодаря большому уровню рекомбинации и относительно невысокому количеству повторяющейся ДНК (В.Р.Цраин, Е.Х.Давидсон. Ы.Бриттен, 1976).
Медоносная пчела имеет высокий уровень кроссоверных обменов среди всех известных видов высших эукариот. Маленькие хромосомы и высокий уровень кроссоверов на мегабазу физической длины как правило ассоциируется с организмом, который имеет протяженную гаплоидную фазу в жизненном цикле. Средний размер хромосомы у пчелы медоносной примерно 11 мегабаз (Г.Ы.Хунт., 1995). Для примера, геном дрозофилы имеет примерно те же физические размеры, что и пчелы медоносной, но на один сантиморган приходится 575 килобаз (Ы.Мерриам эт ал., 1997).
Женские особи медоносных пчел развиваются из оплодотворенных яиц, мужские особи - трутни развиваются из неоплодотворенных яиц и потому получают задатки только от матери.
Величина, форма и число хромосом в ядре у разных видов пчел неодинаковы. У медоносной (Апис меллифера) и индийской (А..индица) пчел женские особи насчитывают 32, мужские - 16 хромосом. У гигантской {А.дорста) и карликовой (А.флорае) пчел женские особи имеют 16, а мужские - 8 хромосом (Чеснокова Е.Г., 1970).
Геном пчел весьма плохо изучен: к настоящему времени построена лишь приблизительная генетическая карта. Поэтому назрела необходимость использования достижений молекулярной генетики для более четкой идентификации пород медоносной пчелы. Это объясняется преимуществами, которые имеют эти методы по сравнению с классическими, основанными на оценке внешних признаков пчел. Главным их достоинством служит исключение паратипической составляющей при анализе генетической изменчивости. Кроме того, они позволяют работать с малыми количествами исследуемого материала в лабораторных условиях. С этой целью нами планируется применить анализ полиморфизма длины рестриктных фрагментов (ПДРФ) и ПЦР. Первый дает возможность проанализировать большое количество отрезков ДНК, образующихся при обработке ее рестриктазами, т.е. он достаточно полно характеризует данную ДНК. Второй - более специфичен, с его помощью удается размножить лишь несколько участков, которые могут различаться по количеству входящих в них нуклеотидов, но зато он позволяет отметить наиболее характерные особенности ДНК. В ходе исследований будут идентифицированы молекулярно-генетические маркеры различных пород пчел, изучен характер их наследования, что позволит использовать их для паспортизации пород. Нами проводились опыты по выделению ДНК и проведению ПЦР анализа. Выделение ДНК проводили методами Кавасаки, фенольно-хлороформовой экстракции ДНК, щелочного лизиса, контрастно- температурного лизиса, солевой экстракции и перхлорантным.
После выделения и очистки образцов ДНК осваивали методику анализа ПЦР. Для проведения ПЦР использовали наборы реактивов «Биомастер» (Россия) и коммерческие РАПД-праймеры, разработанные фирмой «Оперон» (США). Все праймеры были синтезированы фирмой «Синтол» (Россия).
РАПД-технология при правильном подборе оптимальных условий реакции и соответствующих праймеров может применяться для геномной дактилоскопия различных пород и видов пчел, что позволит использовать ее в практической селекционной работе, генетической паспортизации племенных пасек и сертификации их продукции. В результате проведенной работы из всех методик по выделению ДНК наиболее приемлем для исследования А. меллифера оказался метод фенольно-хлороформовой экстракции, так как этот метод наиболее полно растворяет хитиновую оболочку пчелы. В результате проведения ПЦР-анализа установлено, что праймер 5ь-ЦТТТЦГТГЦТ-3ь неприемлем для исследования пчелы медоносной.
[Текст переведён с транслита]
[Текст переведён с транслита]


