Techniki hodowli pszczół: hybrydowanie, krzyżowanie linii i wybor odporności

Dlaczego hodowcy pszczół karmią zamiast prosto podmieniać królową

Większość amatorskich hodowców pszczół podmieniają nieudaną królową na tą, która jest lokalnie zdolna do polowania, a dla małych gospodarstw to całkowicie rozsądne. Ale hodowcy zupelni, grupy poprawiania pszczół i laboratoria badawcze biorą dłuższy widok: traktują kolonię jako jednostkę genetyczną, którą można wyraźnie kształtować w generacjach, podobnie jak hodowcy zwierząt kształtują stad. Wybory cech są rzadko jednoznaczne geny z prostym dziedziczeniem. Produkcja miodu, temperament, skłonność do rozrodczości, zdolność do przeżycia podczas zimy i zachowanie higieniczne są wszystkie wielogenezyczne, wpływane przez setki interagujących loców oraz środowisko, więc postępy zależą od systematycznej, powtarzanej selekcji zamiast jednego szczęśliwego krzyżowania.

Trzy szerokie strategie dominują w praktycznej hodowli pszczół: hibridizacja (krzyżowanie oddzielnych linii, aby zdobyć vigoryzum hibrydowe), selekcja liniowa ( świadomie ujemne populację do zabezpieczenia cech pożądanych) i wywołanie lub wykorzystanie mutacji oraz selekcji opartej na markerach (pracy na poziomie pojedynczych genów lub regionów chromosomowych). Poważne programy hodowlane zwykle używają wszystkich trzech w różnych fazach, przesuwanie między nimi w zależności od tego, czy cele są szerokośći zasięgu genetycznego, ustawienie cechy lub precyzyjne dostosowanie konkretnych charakterystyk.

Hybrydowanie i hybrydowy potencjał

Hybrydowanie polega na krzyżowaniu dwóch odmiennych, dobrze zidentyfikowanych linii lub podlini, aby uzyskać pierwszenstwo pokolenia (F1). Wartość krzyżowania polega na heterozisie, czyli hybrydowym potencjału: F1 hybrydy często przewyższają obie linie macierne w cechach takich jak sprawność rodu, intensywność foragej i odporność na choroby, ponieważ niedogodne rejsywne allele przeniesione przez jedną linię są ukryte zdrowymi allelemi z drugiej. Komercyjni producenci królowych wykorzystują to regularnie, krzyżując linię maciernią cierpliwą i dobrze przystosowaną z odrzucającą się linią ojcową, aby uzyskać F1 królowe sprzedawane do owczarzy, którzy chcą korzystać z połączonego potencjału bez konieczności prowadzenia własnej programu krzyżowania.

Tym, co jest nieoczekiwane, jest to, że hybrydowy potencjał jest fenomenem jednopokoleniowym. Potomki rosnące z królowej F1 (F2) pokazują znacznie większą zmienność, ponieważ geny macierne ręcznie odmieszkają – niektóre kolonie F2 mogą być doskonałe, a inne znacząco gorsze niż obie linie przodkowskie. To dokładnie dlatego producenci królowych hybrydowych zalecają nie krzyżować się z hybrydowego stanowiska: aby nadal uzyskiwać jakość F1, hodowcy muszą ciągle tworzyć krzyżowanie ze stały linii maciernej i ojcowej, a nie pozwolić, by populacja hybrydowa rozwijała się sama.

Liniowe krzyżowanie i zarządzanie inbreedingiem

Gdzie hibridizacja rozszerza genetyczny zasób, liniowe krzyżowanie go dociera świadomie, połączenie pokrewnych zwierząt ze stejnu wartościowego celu usterki i zwiększenia jednorodności. Jest to standardowa praktyka w programach krzyżowania zamkniętego stanowiska, takich jak te prowadzone przez grupy poprawiania pszczelnic regionalnych w Wielkiej Brytanii, które utrzymują izolowane apiaria zasuplanowane tylko przez drony z wybranych kolonii, co prowadzi do tego, że królewice rozwijające się w grupie maja prawie całą przemianę płciową w zamkniętej populacji.

pszczely noszą genetyczny quirk, który sprawia, że inbreeding jest szczególnie widoczny i kosztowny: płeć okazała się zależna od pojedynczego lokusa determinującego płeć komplementarnie (csd), a diploidy homozygote na tym lokusie rozwijają się jako diploide drony, które są wykrywane i zjedzane przez pracownice jako larwy, co powoduje widoczny wzór brodu o charakterze „strzelonego”. Wzór brodu strzelony w inaczej zdrowej, dobrze nakarmionej kolonii jest klasycznym znakiem diagnostycznym nadmiernego inbreedingu, a nie choroby. Efektywne liniowe krzyżowanie wymaga więc dokładnej śledzenia dokumentów rodzinnych, dodawania czasami dronów lub królewiczy z zewnątrz do odnowienia diversyfikacji alolotusa csd, oraz monitorowania wzoru brodu jako wskaźnika ostrzegawczego, a nie nacisku na zamkniętą linię bez ograniczeń.

Czuciwość do oporów: Praca z Obroną Kolonii

Od lat 90. XX wieku, sprostowywanie do oporów przeciwko chorobom i szkodnikom — zwłaszcza oporowi wobec Varroa destructor — stało się najważniejszym celem większości serio nastawionych programów poprawy owadów pszczelnych, prawdopodobnie zastępując cechy puresyjne. Najlepiej charakteryzowany mechanizm to czuciwość do czystości (VSH), w której pracownice wykrywają komórki z jajami zagrożonymi przez muchówki, otwierają je i usuwają pupa przed ukończeniem rozrodu muchówki. VSH jest dziedziczne i można go wybierać przy pomocy standardowych testów, takich jak test zamarzniętego jajca, który mierzy, jak szybko kolonia usuwa eksperymentalnie zabitych larw — proxy dla ogólnego zachowania czystości, które koreluje się z tolerancją do chorób i muchówek.

Inne cechy oporu podlegające aktywnemu sprostowywaniu to zachowanie gryzli (pracownice bity i uszkadzają muchówki na sobie i kolonistach), zmniejszenie sukcesu rozrodczego muchówek w komorach, oraz krótsze okresy po otwarciu, które dają morelkom mniej czasu do rozrodu. Grupy takie jak BIBBA Wielkiej Brytanii i różne projekty Bond ('żyj i daj się zabić') łączą naturalne sprostowywanie pod presją muchówek — świadomie nie leczenie niektórych testowych kolonii — z celonastawionym sprostowywaniem od przetrwałych, na logice, że mechanizmy oporu tylko się odsłaniaj w rzeczywistym wyzwaniu.

Mutacja, genetyczna różnorodność i selekcja oparta na marcjantach

Spontaniczne mutacje ciągle wprowadzają nową genetyczną zróżnicowanie do populacji pszczół, a kultury pszenicowe czasami wykorzystują jednotnorodne mutacje — np. odmiany barwy skórki — jako wygodne marcjanty do śledzenia pochodzenia linii w pokoleniach krzyżowania, nawet gdy sama mutacja nie ma funkcjonalnej znaczenia. świadomie spowodowanie mutacji za pomocą chemicznych lub promieniotwórczych mutagenów zostało badane eksperymentalnie, ale nadal pozostaje to mniejszą techniką w porównaniu z selekcją działającą na istniejące naturalne zróżnicowanie genetyczne, z powodów etycznych i praktycznych skomplikowanych wprowadzaniem celowego mutagenesysu u uprawianego gatunku domowego.

Współcześnie znacznie istotniejszym jest selekcja oparta na marcjantach molekułowych: genotyping kandydatów na samicę i chłopca do krzyżowania na podstawie marcjantów związane z VSH, higienicznym zachowaniem czy konkretną odpornością na wirusy, co pozwala na podejmowanie decyzji selekcyjnych przed wyprowadzeniem cechy w formie fenotypowej. Selekcja genomowa tego typu nadal jest drogosałysza i ograniczona głównie do instytucji badawczych i dużych przemysłowych operacji, ale koszty spadają, a zamiast zastąpić tradycyjną selekcję fenotypową opartą na wydajności polowej i standardowym pomiarze zachowania, coraz częściej dopplewa do niej.

Instrumencja inseminacji i izolowana polowanie na równe w praktyce

Naturalne polowanie na równe zajmuje miejsce nad terenem, do kilometra lub dalej od gniazda, gdzie królowa poluje na kilkunastu lub więcej dronów z szerszej lokalnej populacji dronów — wygodnie dla kolonii, ale bezużyteczne w kontroli krzyżowania, ponieważ hodowca nie może kontrolować pochodzenia. Dwa praktyczne rozwiązania istnieją. Izolowane apiarii polowanie na równe — wyspy, odległe doliny lub tereny z dron-floodingiem wykorzystującym tylko wybrane kolonie źródłowe dronów — przekształcają naturalne polowanie na równe w kierunku wybranych genetyk — bez eliminacji niektórych ryzyka przypadkowych polowań. Instrumencja inseminacji całkowicie usuwa to niepewność: pod mikroskopem, śliniony semen zebrane z wybranych dronów jest wprowadzany bezpośrednio do owoznic w otrzymanych królowej korzystając z dreszczyka z naciągiem, co pozwala hodowcy na pełną kontrolę nad pochodzeniem i umożliwia dokładne, powtarzalne krzyżowania dla badań lub produkcji wybrukowych gatunków.

Instrumencja inseminacji wymaga rzeczywistej umiejętności technicznej, dedykowanego sprzętu kosztującego kilka tysięcy funtów, oraz praktyki do osiągnięcia akceptowalnych stawek przetrwania i wywarzania królowej, więc pozostaje w zakresie specjalistycznych hodowców, uniwersytetów i programów narodowych produkcji dronów — a nie techniki codziennego hobbi — ale jest podstawą wielu zadań krzyżowania za tarczą, które pozwalają dzisiaj na dostęp do gatunków odpornych i czysto hygienicznych dronów w Wielkiej Brytanii.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Bee Breeding Techniques: Hybridisation, Line Breeding and Resistance Selection i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.