Використання молекулярно-генетичних маркерів для прогнозування резистентності медоносної бджоли Apis mellifera до кліща Varroa destructor

Abstract

Робота присвячена оцінці SNP 9-9224292 як молекулярно-генетичного маркера резистентності медоносних бджіл до кліща Varroa destructor в українських популяціях Apis mellifera carnica. Методом ПЛР-ПДРФ з використанням ендонуклеази рестрикції Hpy188I проведено генотипування 109 особин бджіл з 19 бджолосімей, що представляють чотири експериментальні групи: чистопородну львівську карніку, київські селекційні лінії (варроатолерантні та високопродуктивні), харківську групу, відібрану за груминг-поведінкою, та контрольну групу нестійких бджіл. Виявлено виражений надлишок гетерозигот GA у львівській (81,8%) та київській (92,9%) популяціях з високо значущим відхиленням від рівноваги Харді-Вайнберга (p < 0,001). Контрольна група продемонструвала повну фіксацію алелю A (p(A) = 1,0), що статистично високо значуще відрізняється від експериментальних груп (p < 0,001) і підтверджує асоціацію маркера зі стійкістю до варроатозу. Порівняльний аналіз з новозеландською популяцією виявив схожі частоти алелю G (0,556 vs 0,557), але принципово різний розподіл генотипів, що свідчить про популяційно-специфічні особливості генетичної структури. Адаптовано доступну методику генотипування SNP 9-9224292, яка не потребує дорогого обладнання (вартість аналізу 50-80 грн/зразок, тривалість 3-4 години) і може бути впроваджена у базових лабораторіях для комерційного використання у селекційних програмах. Результати демонструють обмеження використання одиничних SNP-маркерів через високу частоту гетерозигот, вплив поліандрії та високий рівень рекомбінації у геномі бджоли.Use of molecular genetic markers for predicting resistance of honey bee Apis mellifera to the mite Varroa destructor. This work is dedicated to the assessment of SNP 9-9224292 as a molecular genetic marker of honey bee resistance to Varroa destructor mite in Ukrainian populations of Apis mellifera carnica. Using the PCR-RFLP method with Hpy188I restriction endonuclease, 109 individual bees from 19 colonies representing four experimental groups were genotyped: purebred Lviv Carniolan bees, Kyiv breeding lines (varroa-tolerant and high-productive), Kharkiv group selected for grooming behavior, and a control group of susceptible bees. A pronounced excess of GA heterozygotes was detected in Lviv (81.8%) and Kyiv (92.9%) populations with highly significant deviation from Hardy-Weinberg equilibrium (p < 0.001). The control group demonstrated complete fixation of allele A (p(A) = 1.0), which statistically significantly differs from experimental groups (p < 0.001) and confirms the marker's association with varroa resistance. Comparative analysis with New Zealand population revealed similar G allele frequencies (0.556 vs 0.557), but fundamentally different genotype distributions, indicating population-specific features of genetic structure. An accessible genotyping methodology for SNP 9-9224292 was adapted, requiring no expensive equipment (analysis cost 50-80 UAH/sample, duration 3-4 hours) and suitable for implementation in basic laboratories for commercial use in breeding programs. Results demonstrate limitations of using single SNP markers due to high heterozygote frequency, polyandry effects, and high recombination rate in the bee genome.