Введение к работе
Актуальность темы: Аборигенные породы медоносных пчел Apis mellifera являются ценными генетическими ресурсами; они проявляют устойчивость к тем подчас крайне тяжелым экологическим условиям, в которых они формировались, отличаясь при этом высокой устойчивостью к различным болезням. Благодаря этим своим качествам они с успехом могут использоваться в селекционных программах. Сохранение аборигенных пород (рас) пчел является неотъемлемой частью стратегических программ, основанных на национально-культурных традициях и наследиях человечества (А.М. Ишемгулов, 2001, Н.И. Кривцов, 2003). Разработка этих программ требует фундаментальных популяционных исследований состояния исчезающих пород и внедрение экономически допустимых мероприятий (Ю.П. Алтухов, 1995, 2001, 2003; И.Г. Моисеева, С.В. Уханов и др., 2006).
Урал является уникальной природной зоной с богатым видовым разнообразием фауны и флоры. В последние десятилетия прошлого века в связи с усилением антропогенного воздействия и недостаточной изученностью вопросов сохранения башкирской популяции среднерусской породы (расы) пчел Apis mellifera mellifera L., происходит определенная трансформация и метизация этой уникальной популяции (А.В. Бородачев, 1999, 2001; М.Г. Гиниятуллин и др., 1999; Н.И. Кривцов, 1995; 1998; 1999; 2000; В.А. Тюльпанов, 1958; Г.И. Чиглинцев, 1961, И.В. Шафиков, 1992; 1999; 2003;). Прогрессирующее ухудшение состояния среды обитания пчел, отсутствие целенаправленной программы разведения и бессистемная стихийная гибридизация привели к частичной гибели и значительному сокращению численности пчелиных семей, снижению объема производимой продукции и нарушению уникальных многовековых популяционных систем среднерусской расы (Г.Д. Билаш, 1991; А.Н. Бурмистров, Н.И. Кривцов, В.И. Лебедев, 2006; Н.И. Кривцов, 2000; 2003; Ю.А. Черевко и др., 2006;), в т. ч. башкирской популяции Apis.
Согласно, концепции популяционных систем виды живых организмов имеют динамическую субпопуляционную структуру. Однако, усиление антропогенного влияния отрицательно сказывается на данной структуре и является одной из причин необратимых изменений генетического разнообразия популяций. В целях сохранения, размножения и совершенствования генетического разнообразия сельскохозяйственных популяций животных, в том числе пчел разработаны специальные методы селекции (А.М. Ишемгулов, 2001), сочетающие умеренный отбор по признакам продуктивности с одновременным стабилизирующим отбором по адаптивно-значимым признакам. Разработка методов стабилизации генетической структуры сельскохозяйственных популяций и принципов управления наследственным разнообразием природных популяций служит основой для устойчивого существования современных сельскохозяйственных популяций (А.В. Яблоков, 1987; Ю.П. Алтухов, 2003).
В связи с вышеизложенным очевидно, что особую актуальность на современном этапе приобретают исследования перспектив интенсивного развития пчеловодства, что, непосредственно, связано с проведением оценки современного состояния популяционных структур пчел. Основополагающим принципом при проведении данных работ является оценка чистопородности пчел с применением комплекса методов идентификации морфологических породоопределяющих признаков и разработка на этой основе комплексных стратегических мер по сохранению, разведению и распространению локальных популяций.
Цель работы – комплексное изучение морфологии породоопределяющих признаков пчел и анализ антропогенного влияния на генетическую устойчивость башкирской популяции среднерусской расы (породы) медоносной пчелы. Разработка нового научно-методического подхода к оценке морфологических и хозяйственно-полезных признаков медоносных пчел. На основании оценки морфологии породоопределяющих признаков, разработка локальной системы сохранения и разведения башкирской популяции среднерусской породы (расы) медоносной пчелы Apis mellifera mellifera L. и проведение паспортизации породной принадлежности Apis по административным районам Республики Башкортостан (РБ).
Задачи исследований:
Изучить морфологию породоопределяющих признаков рабочих пчел на территории Республики Башкортостан для определения интенсивности антропогенного влияния на породную структуру башкирской популяции среднерусской породы (расы) Apis mellifera mellifera L.;
Изучить морфологию породоопределяющих признаков трутней для определения чистопородности маток в выявленных резерватах Apis mellifera mellifera L.;
Определить популяционно-генетические изменения породной структуры пчел на территории Республики Башкортостан, используя молекулярно-генетический метод;
Разработать новый научно-методический подход к оценке морфологических и хозяйственно-полезных признаков медоносных пчел, позволяющий регулировать и рационально использовать их породные ресурсы;
На основании оцененных морфологических признаков создать паспорта породной принадлежности Apis mellifera по административным районам Республики Башкортостан;
Разработать логико-смысловую модель и стратегию, сохранения генофонда, размножения и разведения среднерусской породы (расы) медоносной пчелы.
Научная новизна. В работе изложены материалы комплексных исследований современного состояния популяционной структуры Apis mellifera на территории Республики Башкортостан, представляющих развитие нового подхода при проведении селекционно-племенных мероприятий в пчеловодстве. Впервые с помощью морфометрического метода идентификации породной принадлежности трутней проведена комплексная оценка чистопородности маток на территории Республики Башкортостан. При реализации данных мероприятий разработан и впервые использован модифицированный метод оценки окраски волос трутней (шкала оценки Гетце переведена в числовую индексацию), унифицирован метод оценки длины волосков на 5-ом сегменте брюшка рабочих пчел. Проведен учет и анализ антропогенного воздействия на породный состав пчел по административным районам Республики Башкортостан. Впервые разработана логико-смысловая модель сохранения башкирской популяции среднерусской породы (расы) пчел; на основании оценки морфологии породных признаков Apis mellifera, разработана методика и проведена паспортизация породной принадлежности пчел по административным районам Республики Башкортостан, для решения проблем с сохранением и распространением пчел башкирской популяции Apis mellifera mellifera L.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Знание породной ситуации башкирской популяции среднерусской породы (расы) пчел служит теоретической и практической базой для ведения современных и научно обоснованных мероприятий по дальнейшему сохранению, разведению, размножению и распространению пчел данной популяции. Апробированные методы морфометрической идентификации чистопородности трутней и молекулярно-генетическая оценка рабочих пчел позволяют контролировать чистопородность племенного материала при проведении селекционно-племенных мероприятий. Использование традиционного метода идентификации пчел по рабочим особям служит руководством пчеловодам-практикам при проведении экспресс анализа первичного материала. Создание на основе проведенных исследований паспорта административного района по породности пчел обеспечивает переход на качественно новый уровень проведения селекционно-племенных мероприятий. Разработанная логико-смысловая модель и стратегия сохранения башкирской популяции Apis mellifera mellifera L. используются впервые и позволяют изменить традиционные подходы к данной отрасли. В качестве участников реализации стратегии рассматриваются различные слои и направления современного общества, в частности, стратегические мероприятия, должны проводиться не только в рамках агропромышленного комплекса, но и охватывать индивидуумы, начиная с профильных классов общеобразовательных учреждений, с учетом влияния личности учителя, нормативно-правовых актов и т.д.
На основании проведенных исследований разработана методическая рекомендация:
- «Применение метода идентификации породной принадлежности медоносных пчел Apis mellifera, основанной на полиморфизме локуса COI-COII мтДНК с применением технологии ПЦР» (Утверждена РАСХН, протокол №4 от 4.06.08г.).
Полученные данные включены в учебные и учебно-методические пособия:
«Пчеловодство» / Учебное пособие. Допущено УМО ВУЗ РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 111401- Зоотехния и 111201- Ветеринария. Уфа, РИО РУНМЦ МО РБ, 2010. - 434с.,
«Медоносная пчела Республики Башкортостан» / Учебное пособие. (Уфа, РИО РУНМЦ МО РБ, 2004.-76с.);
«Современные методы идентификации медоносной пчелы» / Учебно-методическое пособие. (Уфа, РИО РУНМЦ МО РБ, 2004.-31с.).
Они также могут быть использованы, в качестве справочного материла, в учебном процессе при чтении лекций, и проведении лабораторно-практических занятий у студентов зооинженерного, ветеринарного и биологического факультетов. Данные методические рекомендации могут быть использованы в научно-исследовательских институтах, лабораториях, селекционно-племенных пасеках, а также в ВУЗ при проведении занятий по пчеловодству, генетике, популяционной биологии и зоологии.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на конференции «Проблемы физико-химической биологии» (Пущино, 2000), научно-практической конференции «Проблемы сохранения биоразнообразия на Южном Урале» (Уфа, 2004), международной научно-практической конференции «Проблемы и пути интенсификации племенной работы в отраслях животноводства» (Уфа, 2004), на Всероссийской конференции с участием зарубежных ученых «Сибирская зоологическая конференция» посвященная 60-летию ИС и ЭЖ СО РАН (15-22 сентября 2004 г.), конференции «Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость региона», посвященной 75-летию БГП заповедника (Уфа, 2005), Всероссийской научно-практической конференции УРАЛЭКОЛОГИЯ природные ресурсы (Оренбург, 2005), на конференции «Достижения энтомологии, на службе АПК, лесного хозяйства и медицины. XIII съезд Русского энтомологического общества», (Краснодар, 2007), международной научно-практической конференции проведенной Ставропольским отделением Русского энтомологического общества (Ставрополь, 2008), международной научно-практической конференции «Современная экология – наука XXI века» (Рыбное, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Передовые технологии в животноводстве» в рамках проведения 70-летия кафедры кормления сельскохозяйственных животных БГАУ (Уфа, 2008), заочной международной научно-практической конференции «Биоразнообразие, охрана природы и здоровье в РБ» (Стерлитамак, 2008), на XI Российской агропромышленной выставке, Российской агропромышленной неделе «Золотая осень-2009», диплом, серебряная медаль (Москва, ОАО ГАО ВВЦ, 2009); международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО БГАУ (Уфа, 30 сентября-1 октября 2010).
Связь работы с научно-исследовательскими темами. «Физиолого-биохимические особенности холодоустойчивости башкирской популяции среднерусской породы медоносной пчелы» (АН РБ, № 1, 1996-1998); «Генетико-биохимические особенности башкирской популяции среднерусской расы медоносной пчелы» (РАН, № 01.9.60001037, 1996-1998); «Молекулярно-генетическая паспортизация генофонда башкирской популяции медоносной пчелы» (АН РБ, № 15, 1999-2000); «Молекулярные механизмы адаптивности южно-уральской популяции Apis mellifera mellifera к современным условиям обитания» (РАН, № 01.99.0008299, 1999-2000); «Разработка комплекса молекулярно-генетических методов для контроля состояния генофонда башкирской пчелы» (АН РБ, № 17, 1999-2000гг); «Биологическое разнообразие энтомофауны Республики Башкортостан» (АН РБ, № 19-127-05 на выполнение работ по НИР по государственной научно-технической программе, 2005-2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 научных работ, из них: одна монография, одна методическая рекомендация (Утверждена РАСХН, протокол №4 от 4.06.08г.); десять изданий, рекомендованных ВАК РФ, одно учебное пособие «Пчеловодство» (допущено УМО ВУЗ РФ в качестве учебного пособия для студентов ВУЗ по специальности 111401- «Зоотехния» и 111201- «Ветеринария») и программы по дополнительной профессиональной образовательной программе «Школьное пчеловодство».
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и обсуждения, выводов, заключения, практических предложений, библиографического списка и приложения. Библиографический список содержит 430 наименований отечественных и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 390 страницах машинописного текста, иллюстрирована 80 таблицами и 40 рисунками.
