К изучению ДНК разных видов шмелей (Hymenoptera: Apoidea, Apidae) Среднего Поволжья

Приводится список сиквенсов (фрагментов цитохром оксидазы I) 12 видов шмелей рода Bombus Latreille, 1802 (Hymenoptera: Apoidea, Apidae), установленных по результатам сборов автора в Ульяновской области в различных типах ландшафтов Среднего Поволжья (Ульяновской области) в 2009–2015 гг., из которых 2 вида занесены в Красную книгу Ульяновской области: B. serrisquama F. Mor. — Ш. пластинчатозубый, B. argillaceus Scop. — Ш. глинистый [7]. По результатам исследований дан сравнительный анализ ДНК шмелей Ульяновской области (Среднее Поволжье).

Ключевые слова: Hymenoptera, Apoidеa, Apidae, Bombus, шмели, фауна, Ульяновская область, Среднее Поволжье.

Результаты изучения фауны пчелиных (Apoidea), в том числе рода Bombus Latreille, 1802, в Ульяновской области отражены в ряде работ [1, 2, 4]. При этом они основаны преимущественно на материалах, собранных в равнинных местностях Ульяновской области. Из специальных работ, посвященных фауне территорий Ульяновской области, следует отметить статьи Благовещенской Н. Н. [1], а также Ефремовой З. А. [5], в которой содержатся сведения о 32 видах шмелей, выявленных в Ульяновской области.

Проводившиеся сборы шмелей в Ульяновской области в течение 7 лет позволили уточнить границы ареалов для ряда видов Bombus.

Цель данной работы: изучение ДНК шмелей Ульяновской области.

Материалы и методы исследования

Основой для данной работы послужили сборы автора, проводившиеся в течение полевых сезонов 2009–2015 гг. на территории Среднего Поволжья (Ульяновской области). Отлавливали преимущественно рабочих особей и самцов, а также маток [6, 13]. Собранных насекомых идентифицировали с использованием определителей, включающих представителей Ульяновской области [3, 8, 11]. Виды подрода Psithyrus Lepeletier, 1833, определялись по ключам, содержащимся в работах A. Loken [14]. Номенклатура таксонов рода Bombus соответствует номенклатуре, принятой в каталогах мировой фауны пчелиных [15]. Типология общего распространения видов приведена в соответствии со схемой типов ареалов, предложенной К. Б. Городковым [2].

Учеты проводились маршрутным методом: индивидуальный отлов стандартным энтомологическим сачком на площади 500 м2 в течение 30 минут.

Анализ ДНК видов рода Bombus проводился в лаборатории НИЦ УлГПУ им. И. Н. Ульянова.

Результаты исследования

Рис. 1. Филогенетическое дерево видов рода Bombus, обнаруженных в Ульяновской области (цифрами указаны генетические дистанции).

Пример сиквенса, полученного в лаборатории: Bombus hypnorum — Ульяновский район.

Сиквенс (фрагмент цитохром оксидазы I)

TCGGAAATTACTTAATTCCTTTAATATTAGGATCCCCTGATATAGCTTTCCCACGAATAAATAATTTT

AGATTTTGATTTCTTCCTCCATCTCTTCTAATACTTCTTTTAAGAAATTTATTTACCCCAAATGTTGGCACTGGA

TGAACTGTTTATCCTCCTTTATCATCATATATATTTCATTCATCACCTTCTATTGATATTGCAATTTTTTCATTA

TTAAATTATGATCAAATTAATTTATTCTCTTGATCAGTTTGTATTACAGTAATATTATTAATTTTATCTTTACCA

GTTTTAGCAGGAGCAATTTCTATACTTCTTTTTGATCGAAATTTTAATACATCTTTCTTCGATCCCTTAGGAGGA

GGTGATCCGATTCTTTATCAACATTTATTTTGATTTTTTGGACATCCAGAAGTTTATATTTTAATTCTACCTGGA

TTTGGATTAATTTCTCAAATTATTATAAATGAAAGAGGAAAAAAAGAAACTTTTGGAAATTTAAGAATAATTTAT

GCAATATTAGGAATTGGATTTTTAGGATTTATTGTTTGAGCACACCATTT

В результате проведенных исследований составлен аннотированный список видов шмелей Ульяновской области (Среднее Поволжье) с указанием сиквенса каждого вида Bombus Ульяновской области. Данного рода исследование проводилось впервые для региона. В исследование включены виды шмелей из 4-х районов Ульяновской области (Барышский, Ульяновский, Старомаинский, Кузоватовский). Сиквенсы видов рода Bombus, полученные после ПЦР фрагмента цитохром оксидазы I.

Выводы

Проведенное генетическое исследование шмелей в Ульяновской области 2009–2015 гг. позволяет сделать следующие выводы: сравнительный анализ ДНК указывает на значительное отличие сиквенсов видов рода Bombus, обитающих в разных районах Ульяновской области (Среднего Поволжья). Возможно, это связано с особенностями трофических связей шмелей в разных районах, степенью антропогенного влияния, уровнем заселения шмелями культурных ландшафтов. В целом, необходимо отметить, что исследование генетического анализа видов рода Bombus должно быть продолжено как для видов, обитающих в исследуемых районах, так и для видов других районов Ульяновской области (Среднего Поволжья).

1.      Благовещенская Н. Н. Биоэкология жалящих перепончатокрылых Ульяновской области (опылителей растений и энтомофагов — защитников урожая) / Н.Н Благовещенская. Ульяновск, 1997. 230 с.
2. Городков К. Б. Типы ареалов насекомых тундры и лесных зон Европейской части СССР // Ареалы насекомых Европейской части СССР. Атлас. Карты 179–221. — Л.: Наука, 1984. — С. 3–20.
3. Гурьева Е. Л. Семейство Elateridae — Щелкуны / Гурьева Е. Л. // Определитель насекомых европейской части СССР. Т. II. Л., 1965. С. 226–280.
4. Ефремова З. А. Трофические связи шмелей в Поволжье / Ефремова З. А. // Экология опыления растений. Пермь: Перм. ун-т, 1984. С. 59–66.
5. Ефремова З. А. Шмели Поволжья / З. А. Ефремова. Ульяновск, 1991. 90 с.
6. Кадермятова Д.М, Насретдинова Э. М. Шмели (Hymenoptera: Apidae, Bombinae) окрестностей р. п Старотимошкино Барышского района Ульяновской области // Университетское образование: традиции и инновации. Материалы международного молодежного научного форума. 26 января 2010 г. Россия, г. Ульяновск. Часть II / отв. ред. А. В. Ильина. — Ульяновск: УлГПУ, 2010. С. 209-–212.
7. Красная книга Ульяновской области / Под науч. ред. Е. А. Артемьевой, О. В. Бородина, М. А. Королькова, Н. С. Ракова; Правительство Ульяновской области. Ульяновск: Изд-во «Артишок», 2008. 508 с.
8. Мамаев Б. М. Медведев Л. Н., Правдин Ф. Н. Определитель насекомых европейской части СССР / Б. М. Мамаев, Л. Н. Медведев, Ф. Н. Правдин. М.: Просвещение, 1976. 320 c.
9. Нейштадт М. И. Определитель растений средней полосы европейской части СССР. Учпедгиз, 1954.
10. Определитель сосудистых растений Центра Европейской России. / Губанов И. А., Киселева К. В., Новиков В. С., Тихомиров В. Н. // Определитель сосудистых растений Центра Европейской России. МГУ. 1992.
11. Осычнюк А. З., Панфилов Д. В., Пономарева А. А. 1978. Надсемейство Apoidea // Определитель насекомых европейской части СССР. Т. 3. Перепончатокрылые. Ч.1. — Л.: Наука. — С. 279–519.
12. Попов В. В. Перепончатокрылые — Hymenoptera / Попов В. В. // Животный мир СССР. Т. III. Зона степей. М.-Л., 1950. С. 214–268.
13. Стойко Т. Г. Программа по изучению шмелей и шмелей-кукушек: Методические рекомендации (ПГПУ им. В. Г. Белинского) / Стойко Т. Г., Аникин С. Н. Пенза, 2001. С. 24.
14. Loken A. Scandinavian species of the genus Psithyrus Lepeletier (Hymenoptera: Apidae) // Entomologica scandinavica (supplement). — 1984.– Vol. 23.– P. 1–45.
15. Williams P. H., An annotated checklist of the bumblebees with an analysis of patterns of description (Hymenoptera: Apidae, Bombini) // Bulletin of the British Museum (Natural History) (Entomology) — 1998. — Vol. 67. — P. 79–152.