دوره 13، شماره 37 - ( پاییز 1401 1401 )
جلد 13 شماره 37 صفحات 157-148 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Sepehri B, Aljani S, Javanmard A, Janmohammadi H, Hasanpur K. (2022). Single Nucleotide Polymorphism in the Dopamine Receptor Type 3 (DOP3) Candidate Gene Associated with Varroa Destructor Resistance in Honeybee. Res Anim Prod. 13(37), 148-157. doi:10.52547/rap.13.37.148
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1262-fa.html
URL: http://rap.sanru.ac.ir/article-1-1262-fa.html
سپهری بهزاد، علیجانی صادق، جوانمرد آرش، جانمحمدی حسین، حسنپور کریم. چند شکلی های تک نوکلئوتیدی ژن کاندیدای گیرنده دوپامین تیپ 3 (DOP3) مرتبط با رفتارهای مقاومت بر علیه جرب واروا در زنبورعسل پژوهشهاي توليدات دامي 1401; 13 (37) :157-148 10.52547/rap.13.37.148
1- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
2- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
2- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز
چکیده: (1779 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: آلودگی به جرب واروآ، جدیترین تهدید و چالش برای صنعت پرورش زنبورعسل محسوب میشود. این انگلِ خارجی لزوماً در کلنی زنبوران عسل زندگی کرده و به کلنیِها و متعاقبا تولید عسل، زیانهای جبران ناپذیری وارد میکند. در این راستا، از جمله راهکارهای مقابله پیشنهادی، استفاده از جربکشها میباشد که پیامدهای منفی بر سلامتی زنبورعسل و مصرفکنندگان عسل دارد. جهت اجتناب از این پیامدهای منفی، روشهای جایگزین مطمئنتری برای مبارزه با این جرب نیاز است و آن هم استفاده از سویههای ژنتیکی مقاوم و برنامههای انتخاب اصلاحی برای ایجاد کلنیهای با مقاومت نسبی بر علیه جرب واروا می باشد. در کلنی زنبورعسل چندین سازوکار فیزیولوژیکی و رفتاری برای مقاومت به جرب واروا وجود دارد که میتوان با بررسی ارتباط آنها با ژن های کاندیدای شناسایی شده در خصوص مقاومت، مبانی ژنتیکی مقاومت بر علیه جرب واروا در زنبورعسل را بهتر شناسایی نموده و در برنامه های اصلاحی استفاده نمود. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی چند شکلیهای تک نوکلئوتیدی (SNP) در ژن کاندیدای موثر بر رفتارهای دفاعی زنبورعسل در مقابل جرب واروا، یعنی ژن گیرنده دوپامین (DOP3) در نمونه ای از توده جمعیت زنبورعسل ایرانی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، در مجموع، تعداد 10 شفیره زنبور نر از کلنیهایی که برای حساسیت و مقاومت به جرب واروا تعیین فنوتیپ و تعیین ژنوتیپ شده بودند، (5 نمونه حساس و 5 نمونه مقاوم) انتخاب و استخراج DNA ژنومی بر پایه روش آزمایشگاهی CTAB انجام شد و در ادامه، واکنش زنجیرهای پلیمراز بر اساس آغازگرهای اختصاصی ناحیه UTR ژن DOP3 انجام شد. پس از مشاهده تک باند (900 جفت باز)، تخلیص محصول و توالییابی (روش متداول سانجر) انجام شد. مشاهده خروجی ها و تعیین کیفیت توالی خام (شاخص Phred index) با نرمافزار FinchTV و همردیفی با BLAST و خوشهبندی با نرم افزار MAFTT صورت گرفت.
یافته‌ها: در این تحقیق، در چند ناحیه از توالی نوکلئوتیدی ناحیه UTR ژن DOP3، بین افراد تفاوت دیده شد، که مهمترین تفاوت در توالی نوکلئوتیدی بین افراد حساس و مقاوم مربوط به دو ناحیه است. یکی در ناحیه نوکلئوتیدی 428 تا 437 خوانش جلویی به اندازه 9 جفت باز نوکلئوتید و دیگری در ناحیه نوکلئوتیدی 715 تا 720 خوانش جلویی به اندازه 6 جفت باز نوکلئوتید، که در این دو ناحیه جهش از نوع حذف صورت گرفته است.
نتیجهگیری: بررسی نتایج نهایی وجود اختلاف معنیدار از نوع حذف/اضافه به ترتیب با اندازه های 6 و 9 جفت باز ، بین دو گروه (حساس و مقاوم به جرب واروا) را نشان داد که می تواند در شناسایی مولکولی کلنی های مقاوم به جرب واروا و برنامه های اصلاحی برای تولید کلنی های مقاوم به جرب واروا استفاده شود و تاکنون چنین حذفهایی مربوط به این ژن گزارش نشده است.
مقدمه و هدف: آلودگی به جرب واروآ، جدیترین تهدید و چالش برای صنعت پرورش زنبورعسل محسوب میشود. این انگلِ خارجی لزوماً در کلنی زنبوران عسل زندگی کرده و به کلنیِها و متعاقبا تولید عسل، زیانهای جبران ناپذیری وارد میکند. در این راستا، از جمله راهکارهای مقابله پیشنهادی، استفاده از جربکشها میباشد که پیامدهای منفی بر سلامتی زنبورعسل و مصرفکنندگان عسل دارد. جهت اجتناب از این پیامدهای منفی، روشهای جایگزین مطمئنتری برای مبارزه با این جرب نیاز است و آن هم استفاده از سویههای ژنتیکی مقاوم و برنامههای انتخاب اصلاحی برای ایجاد کلنیهای با مقاومت نسبی بر علیه جرب واروا می باشد. در کلنی زنبورعسل چندین سازوکار فیزیولوژیکی و رفتاری برای مقاومت به جرب واروا وجود دارد که میتوان با بررسی ارتباط آنها با ژن های کاندیدای شناسایی شده در خصوص مقاومت، مبانی ژنتیکی مقاومت بر علیه جرب واروا در زنبورعسل را بهتر شناسایی نموده و در برنامه های اصلاحی استفاده نمود. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی چند شکلیهای تک نوکلئوتیدی (SNP) در ژن کاندیدای موثر بر رفتارهای دفاعی زنبورعسل در مقابل جرب واروا، یعنی ژن گیرنده دوپامین (DOP3) در نمونه ای از توده جمعیت زنبورعسل ایرانی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، در مجموع، تعداد 10 شفیره زنبور نر از کلنیهایی که برای حساسیت و مقاومت به جرب واروا تعیین فنوتیپ و تعیین ژنوتیپ شده بودند، (5 نمونه حساس و 5 نمونه مقاوم) انتخاب و استخراج DNA ژنومی بر پایه روش آزمایشگاهی CTAB انجام شد و در ادامه، واکنش زنجیرهای پلیمراز بر اساس آغازگرهای اختصاصی ناحیه UTR ژن DOP3 انجام شد. پس از مشاهده تک باند (900 جفت باز)، تخلیص محصول و توالییابی (روش متداول سانجر) انجام شد. مشاهده خروجی ها و تعیین کیفیت توالی خام (شاخص Phred index) با نرمافزار FinchTV و همردیفی با BLAST و خوشهبندی با نرم افزار MAFTT صورت گرفت.
یافته‌ها: در این تحقیق، در چند ناحیه از توالی نوکلئوتیدی ناحیه UTR ژن DOP3، بین افراد تفاوت دیده شد، که مهمترین تفاوت در توالی نوکلئوتیدی بین افراد حساس و مقاوم مربوط به دو ناحیه است. یکی در ناحیه نوکلئوتیدی 428 تا 437 خوانش جلویی به اندازه 9 جفت باز نوکلئوتید و دیگری در ناحیه نوکلئوتیدی 715 تا 720 خوانش جلویی به اندازه 6 جفت باز نوکلئوتید، که در این دو ناحیه جهش از نوع حذف صورت گرفته است.
نتیجهگیری: بررسی نتایج نهایی وجود اختلاف معنیدار از نوع حذف/اضافه به ترتیب با اندازه های 6 و 9 جفت باز ، بین دو گروه (حساس و مقاوم به جرب واروا) را نشان داد که می تواند در شناسایی مولکولی کلنی های مقاوم به جرب واروا و برنامه های اصلاحی برای تولید کلنی های مقاوم به جرب واروا استفاده شود و تاکنون چنین حذفهایی مربوط به این ژن گزارش نشده است.
فهرست منابع
1. Abdullah, I., S. Gary and S. Marla. 2007. Field trial of honey bee colonies bred for mechanisms of resistance against Varroa destructor. Apidologie, 38(1): 67-76. [DOI:10.1051/apido:2006065]
2. Beggs, K.T., I.S. Hamilton, P.T. Kurshan, J.A. Mustard and A.R. Mercer. 2005. Characterization of a D2-like dopamine receptor (AmDOP3) in honey bee, Apis mellifera. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 35(8): 873-882. [DOI:10.1016/j.ibmb.2005.03.005]
3. Beggs, K.T. and A.R. Mercer. 2009. Dopamine receptor activation by honey bee queen pheromone. Current Biology, 19(14): 1206-1209. [DOI:10.1016/j.cub.2009.05.051]
4. Behrens, D., Q. Huang, C. Geßner, P. Rosenkranz, E. Frey, B. Locke, R.F.A. Moritz, F. B. Kraus. 2011. Three QTL in the honey bee Apis mellifera L. suppress reproduction of the parasitic mite Varroa destructor. Ecology and Evolution, 1(4): 451-458. [DOI:10.1002/ece3.17]
5. Bienefeld, K. and F. Pirchner. 1991. Genetic correlations among several colony characters in the honey bee (Hymenoptera, Apidae) taking queen and worker effects into account. Annals of the Entomological Society of America, 84(3): 324-331. [DOI:10.1093/aesa/84.3.324]
6. Bienefeld, K., K. Ehrhardt and F. Reinhardt. 2007. Genetic evaluation in the honey bee considering queen and worker effects-a BLUP-animal model approach. Apidologie, 38(1): 77-85. [DOI:10.1051/apido:2006050]
7. Boecking, O., K. Bienefeld, W. Drescher. 2000. Heritability of the varroa-specific hygienic behaviour in honey bees (Hymenoptera: Apidae). Journal of Animal Breeding and genetics, 117(6): 417-424. [DOI:10.1046/j.1439-0388.2000.00271.x]
8. Boecking, O. and E. Genersch. 2008. Varroosis-the ongoing crisis in bee keeping. Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, 3(2): 221-228. [DOI:10.1007/s00003-008-0331-y]
9. Büchler, R., S. Berg and Y. Le Conte. 2010. Breeding for resistance to varroa destructor in Europe. Apidologie, 41(3): 393-408. [DOI:10.1051/apido/2010011]
10. Calderone, N.W. 2012. Insect pollinated crops, Insect pollinators and USA agriculture: trend analysis of aggregate data for the period 1992-2009. PloS One, 7(5): e37235. [DOI:10.1371/journal.pone.0037235]
11. Cornelissen, M.A.M.C. 2015. Insight into the genetic basis of varroa destructor resistance in Apis mellifera. Laboratory of Genetics, Wageningen University, Wageningen, Nederland.
12. De Miranda, J.R. and E. Genersch. 2010. Deformed wing virus. Journal of Invertebrate Pathology, 103: S48-61. [DOI:10.1016/j.jip.2009.06.012]
13. Dietemann, V., J. pflugfelder, D. anderson, J.D. charrière, N. chejanovsky, B. dainat, J. de miranda and et al. 2012. Varroa destructor: research avenues towards sustainable control. Journal of Apicultural Research, 51(1): 125-132. [DOI:10.3896/IBRA.1.51.1.15]
14. Elmi, M. 2019. QTL detection for varroa mite resistance trait in azerbaijani bee colonies. Ph.D. Thesis, University of Tabriz, Tabriz, Iran. 98 pp (In Persian).
15. Estoup, A., M. Solignac and J.M. Cornuet. 1994. Precise assessment of the number of patrilines and of genetic relatedness in honeybee colonies. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 258(1351): 1-7. [DOI:10.1098/rspb.1994.0133]
16. Fumagalli, F., S. Jones, R. Bossé, M. Jaber, B. Giros, C. Missale, R.M. Wightman and M.G. Caronl. 1998. Inactivation of the dopamine transporter reveals essential roles of dopamine in the control of locomotion, psychostimulant response, and pituitary function. In Advances in Pharmacology, 42: 179-82. [DOI:10.1016/S1054-3589(08)60722-X]
17. Genersch, E. and M. Aubert. 2010. Emerging and re-emerging viruses of the honey bee (Apis mellifera L.). Veterinary Research, 41(6): 54. [DOI:10.1051/vetres/2010027]
18. Haddad, N., A. Mahmud Batainh, O. Suleiman Migdadi, D. Saini, V. Krishnamurthy, S. Parameswaran and Z. Alhamuri. 2016. Next generation sequencing of Apis mellifera syriaca identifies genes for varroa resistance and beneficial bee keeping traits. Insect Science, 23(4): 579-90. [DOI:10.1111/1744-7917.12205]
19. Harbo, J.R. and J.W. Harris. 1999. Selecting honey bees for resistance to varroa jacobsoni. Apidologie, 30(2-3): 183-196. [DOI:10.1051/apido:19990208]
20. Harbo, J.R. and J.W. Harris. 1999. Heritability in honey bees (Hymenoptera: Apidae) of characteristics associated with resistance to varroa jacobsoni (Mesostigmata: Varroidae). Journal of Economic Entomology, 92(2): 261-265. [DOI:10.1093/jee/92.2.261]
21. Harbo, J.R. and J.W. Harris. 2005. Suppressed mite reproduction explained by the behaviour of adult bees. Journal of Apicultural Research, 44(1): 21-23. [DOI:10.1080/00218839.2005.11101141]
22. Ibrahim, A. and M. Spivak. 2006. The relationship between hygienic behavior and suppression of mite reproduction as honey bee (Apis mellifera) mechanisms of resistance to varroa destructor. Apidologie, 37(1): 31-40. [DOI:10.1051/apido:2005052]
23. Jiang, S., T. Robertson, M. Mostajeran, A. Robertson and X. Qiu. 2016. Differential gene expression of two extreme honey bee (Apis mellifera) colonies showing varroa tolerance and susceptibility. Insect Molecular Biology, 25(3): 272-282. [DOI:10.1111/imb.12217]
24. Lapidge, K.L., B.P. Oldroyd and M. Spivak. 2002. Seven suggestive quantitative trait loci influence hygienic behavior of honey bees. Naturwissenschaften, 89(12): 565-568. [DOI:10.1007/s00114-002-0371-6]
25. Le Conte, Y., G. De Vaublanc, D. Crauser, F. Jeanne, J.C. Rousselle and J.M. Bécard. 2007. Honey bee colonies that have survived varroa destructor. Apidologie, 38(6): 566-572. [DOI:10.1051/apido:2007040]
26. Le Conte Y., C. Alaux, J.F. Martin, J.R. Harbo, J.W. Harris, C. Dantec, D. Severac, S. Cros-Arteil and M. Navajas. 2011. Social immunity in honeybees (Apis mellifera): transcriptome analysis of varroa-hygienic behaviour. Insect Molecular Biology, 20(3): 399-408. [DOI:10.1111/j.1365-2583.2011.01074.x]
27. Locke, B. and I. Fries. 2011. Characteristics of honey bee colonies (Apis mellifera) in sweden surviving varroa destructor infestation. Apidologie, 42(4): 533-542. [DOI:10.1007/s13592-011-0029-5]
28. Locke, B., Y. Le Conte, D. Crauser and I. Fries. 2012. Host adaptations reduce the reproductive success of varroa destructor in two distinct European honey bee populations. Ecology and Evolution, 2(6): 1144-1150. [DOI:10.1002/ece3.248]
29. Mansouri zalani, A., G.H. Tahmasbi, N. Emam Jomeh kashani, M. Amin Afshar and A. Ghazi Khani Shad. 2018. Study on the hygenic and grooming behaviours of iranain honey bee's colonies (Apis mellifera meda) in the third and fourth generation of breeding plan for resistance to varroa destructor. Journal of Entomological Research, 10(1): 65-76 (In Persian).
30. Mondet, F., A. Beaurepaire, A. McAfee, B. Locke, C. Alaux, S. Blanchard, B. Danka and Y. Le Conte. 2020. Honey bee survival mechanisms against the parasite varroa destructor: a systematic review of phenotypic and genomic research efforts. International Journal for Parasitology, 50(6-7): 433-447. [DOI:10.1016/j.ijpara.2020.03.005]
31. Mustard, J.A., V. Vergoz, K.A. Mesce, K.A. Klukas, K.T. Beggs, L.H. Geddes, H.J. McQuillan and A.R. Mercer. 2012. Dopamine signaling in the bee. In: Galizia C.G., D. Eisenhardt, M. Giurfa (eds.). Honeybee neurobiology and behavior. 199-209 pp., Springer, Dordrecht, Netherlands. [DOI:10.1007/978-94-007-2099-2_16]
32. NajiKhoei, A., C. Firatli, S. Alijani, Y. Kasko Arici and S. Khodaie. 2011. Behavioral defenses of iranian honey bees (Apis mellifera meda) against varroa destructor. Annals of Biological Research, 2(6): 510-516.
33. Oxley, P.R., M. Spivak and B.P. Oldroyd. 2010. Six quantitative trait loci influence task thresholds for hygienic behaviour in honeybees (Apis mellifera). Molecular Ecology, 19(7): 1452-1461. [DOI:10.1111/j.1365-294X.2010.04569.x]
34. Peng, Y.S., Y. Fang, S. Xu and L. Ge. 1986. The resistance mechanism of the asian honey bee, Apis cerana Fabr., to anectoparasitic mite, varroa jacobsoni oudemans. Journal of Invertebrate Pathology, 49(1): 54-60. [DOI:10.1016/0022-2011(87)90125-X]
35. Råberg, L., A.L. Graham and A.F. Read. 2009. Decomposing health: tolerance and resistance to parasites in animals. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1516): 37-49. [DOI:10.1098/rstb.2008.0184]
36. Rinderer, T.E., L.I. De Guzman, G.T. Delatte, J.A. Steltzer, V.A. Lancaster, V. Kuznesov, L. Beaman, R. Watts and J.W. Harbo. 2001. Resistance to the parasitic mite varroa destructor in honey bees from far-eastern russia. Apidologie, 32(4): 381-394. [DOI:10.1051/apido:2001138]
37. Rinderer, T.E., J.W. Harris, G.J. Hunt and L.I. de Guzman. 2010. Breeding for resistance to varroa destructor in north America. Apidologie, 41(3): 409-424. [DOI:10.1051/apido/2010015]
38. Robertson, A.J., B. Trost, E. Scruten, T. Robertson, M. Mostajeran, W. Connor, A. Kusalik, P. Griebel and S. Napper. 2014. Identification of developmentally-specific kinotypes and mechanisms of varroa mite resistance through whole-organism, kinome analysis of honeybee. Frontiers in Genetics. 5: 139. [DOI:10.3389/fgene.2014.00139]
39. Rodríguez-Dehaibes, S.R., G. Otero-Colina, V. Pardio Sedas and J.A. Villanueva Jiménez. 2005. Resistance to amitraz and flumethrin in varroa destructor populations from veracruz, mexico. Journal of Apicultural Research, 44(3): 124-125. [DOI:10.1080/00218839.2005.11101162]
40. Rosenkranz, P., P. Aumeier and B. Ziegelmann. 2009. Biology and control of varroa [DOI:10.1016/j.jip.2009.07.016]
41. destructor. Journal of Invertebrate Pathology, 103: 96-119.
42. Sandoz, J.C. 2011. Behavioral and neurophysiological study of olfactory perception and learning in honeybees. Frontiers in Systems Neuroscience, 5: 98. [DOI:10.3389/fnsys.2011.00098]
43. Schneider, P. and W. Drescher. 1987. Einfluss der parasitierung durch die milbe varroa jacobsoni Oud. auf das schlupfgewicht, die gewichtsentwicklung, die entwicklung der hypopharynxdrüsen und die lebensdauer von Apis mellifera. Apidologie, 18(1): 101-110. [DOI:10.1051/apido:19870108]
44. Seeley, T.D. 2007. Honey bees of the arnot forest: a population of feral colonies persisting with varroa destructor in the northeastern United States. Apidologie, 38(1): 19-29. [DOI:10.1051/apido:2006055]
45. Spivak, M. and G. Reuter. 2001. Varroa destractor infestation in untreated honey bee (Hymenoptera: Apidae) coconies selected for hygienic behaviour. Journal of Economic Entomology, 94(2): 326-331. [DOI:10.1603/0022-0493-94.2.326]
46. Stanimirovic, Z., S. Jevrosima, M. Mirilovic and V. Stojic. 2008. Heritability of hygienic behavior in grey honey bees (Apis mellifera carnica). Acta Veterinaria, 58(5-6): 593-601. [DOI:10.2298/AVB0806593S]
47. Stanimirovic, Z., S. Jevrosima, A. Nevenka and V. Stojic. 2010. Heritability of grooming behavior in grey honey bees (Apis mellifera carnica). Acta Veterinaria, 60(2-3): 313-323. [DOI:10.2298/AVB1003313S]
48. Tahmasebi, G.H., S.B. Hosseini, M. Eskandari nasab. 2018. Evaluation of hygienic behaviors in iranian honey bee (Apis mellifera meda) colonies and their relationship with infestation rate to varroa destructor mite. Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 41(2) (In Persian).
49. Tarpy, D.R., R. Nielsen and D.I. Nielsen. 2004. A scientific note on the revised estimates of effective paternity frequency in Apis. Insectes Sociaux, 51(2): 203-204. [DOI:10.1007/s00040-004-0734-4]
50. Tsuruda, J.M., J.W. Harris, L. Bourgeois, R.G. Danka and G.J. Hunt. 2012. High-resolution linkage analyses to identify genes that influence varroa sensitive hygiene behavior in honey bees. Plos One, 7(11): e48276. [DOI:10.1371/journal.pone.0048276]
51. Yue, C., M. Schroder, K. Bienefeld and E. Genersch. 2006. Detection of viral sequences in semen of honeybees (Apis mellifera): evidence for vertical transmission of viruses through drones. Journal of Invertebrate Pathology, 92(2): 105-108. [DOI:10.1016/j.jip.2006.03.001]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
