Artículos

 

Loci de rasgos binarios que influyen en la expresión del comportamiento higiénico de las abejas melíferas

 

Binary trait loci that influence the expression of honey bee hygienic behavior

 

Miguel E. Arechavaleta-Velasco^a, Greg J. Hunt^b, Marla Spivak^c, Carmen Camacho-Rea^d

 

^a Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Fisiología y Mejoramiento Animal, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Km. 1 Carretera a Colón, Ajuchitlan, Querétaro, 76280.Tel. (419) 292-0249 Ext.106 arechavaleta.miguel@inifap.gob.mx. Correspondencia al primer autor.

^b Department of Entomology, Purdue University.

^c Department of Entomology, University of Minnesota.

^d Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán.

 

Recibido el 9 de abril de 2010
Aceptado el 13 de julio de 2010

 

RESUMEN

Este estudio se realizó para detectar loci de rasgos binarios (BTL) que influyen en la expresión del comportamiento higiénico de abejas obreras y para localizar marcadores genéticos asociados a estos BTL en un mapa de ligamiento. Se recolectaron abejas que realizaron el comportamiento higiénico y abejas que no realizaron el comportamiento higiénico de una colonia producto de una retrocruza. Se construyó un mapa genético utilizando marcadores AFLP generados a partir del ADN de las abejas que realizaron el comportamiento higiénico. Se realizó una prueba de bondad de ajuste a cada marcador del mapa para detectar desviaciones en el patrón de segregación esperado (1:1). Los marcadores que presentaron desviaciones significativas del patrón de segregación esperado en las abejas que realizaron el comportamiento higiénico, se generaron en el grupo de abejas que no realizó el comportamiento. Los marcadores que presentaron desviaciones en el patrón de segregación esperado en las abejas que realizaron el comportamiento higiénico pero no en el grupo que no realizó el comportamiento, se sometieron a una prueba de homogeneidad para detectar asociaciones entre el marcador y la expresión del comportamiento higiénico. Doce de los marcadores presentaron desviaciones en el patrón de segregación en las abejas que realizaron el comportamiento (P<0.05), pero no en el grupo de abejas que no realizó el comportamiento (P>0.05), y nueve de los marcadores estuvieron asociados a la expresión del comportamiento higiénico (P<0.05). Los nueve marcadores genéticos representan siete BTL que influyen en la expresión del comportamiento higiénico de las abejas.

Palabras Clave: Abejas melíferas, Comportamiento higiénico, Loci de rasgos binarios, Apis mellifera L.

 

ABSTRACT

This study was conducted to detect binary trait loci (BTLs) that influence the expression of hygienic behavior of individual honey bee workers and to locate genetic markers that are associated to these BTLs on a genetic map derived from bees that perform hygienic behavior of a backcross colony. Samples of workers that perform hygienic behavior and workers that not perform hygienic behavior that were used as controls were collected from the colony. Amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers were produced from DNA samples of bees that perform hygienic behavior. A genetic map was generated, and a goodness-of-fit test was performed for each marker in the map to look for deviations from the 1:1 expected segregation pattern of the marker genotypes. For those markers that significantly deviated from the 1:1 ratio in the bees that perform hygienic behavior, AFLPs were generated from samples of control bees. Those markers that showed a skewed segregation pattern in the bees that perform hygienic behavior, but not in the controls were analyzed with a 2X2 chi-square to test for associations between the markers and the expression of the trait. Twelve markers were deviated from the expected segregation pattern in the bees that perform hygienic behavior (P<0.05), but not in the control bees (P>0.05) and nine of these markers were associated with the expression of hygienic behavior (P<0.05). The nine markers represented seven putative BTLs that influence honey bee hygienic behavior.

Key words: Honey bee, Hygienic behavior, Binary trait loci, Apis mellifera L., BTL.

 

INTRODUCCION

El comportamiento higiénico es una característica que confiere resistencia a las abejas en contra de las enfermedades. En las colonias que expresan esta característica, las obreras son capaces de detectar crías enfermas o muertas dentro de las celdas del panal, retirar la cubierta de cera de las celdas y remover a la cría afectada para posteriormente sacarla de la colmena, limitando de esta forma la diseminación de la enfermedad en el ambiente interno de la colmena^(1,2,3). El comportamiento higiénico es un factor en la resistencia de las abejas a enfermedades como la Loque Americana^(4,5), la Cría de Cal^(6,7,8), y Varroa destructor A.^(9,10,11).

La expresión del comportamiento higiénico se debe a efectos genéticos^(4,12,13) y un estudio sugiere que los efectos maternos son importantes⁽¹⁴⁾, así mismo algunos factores ambientales afectan la expresión del comportamiento^(15,16,17). Rothenbuhler⁽¹²⁾ propuso que la expresión del comportamiento higiénico era de carácter recesivo y estaba controlada por dos loci. Sin embargo, un análisis posterior de los datos sugiere que el modelo de dos loci no es adecuado⁽¹⁸⁾. Un estudio reciente en el que se utilizaron marcadores moleculares RAPD identificó siete loci de rasgos cuantitativos (QTL) que influyen sobre la expresión del comportamiento higiénico medido como una característica a nivel del fenotipo de toda la colonia de abejas⁽¹³⁾.

El fenotipo de una colonia de abejas para una característica de comportamiento, depende de la proporción de obreras de la colonia que expresan ese comportamiento. Un aspecto importante en el estudio de la genética del comportamiento de las abejas, es identificar los loci y genes que influyen en la expresión de las características a nivel del fenotipo de las abejas obreras, con objeto de entender cómo es que comportamientos que están determinados por efectos genéticos en abejas individuales, determinan el fenotipo de toda una colonia.

El comportamiento higiénico es un rasgo que si se mide a nivel del fenotipo de una abeja obrera individual, puede ser considerado como un rasgo binario, ya que cuando una colonia es desafiada con cría muerta, una abeja obrera en particular que este expuesta al estimulo responderá realizando o no realizando el comportamiento higiénico.

Utilizando pruebas de homogeneidad, los rasgos binarios pueden ser asociados con marcadores moleculares incluidos en mapas de ligamiento^(19,20) con objeto de detectar y localizar loci de rasgos binarios (BTL) dentro del genoma que influyen sobre estas características^(21,22,23). Se han identificado QTL y BTL que influyen sobre la expresión de características de comportamiento en abejas a nivel del fenotipo de los individuos para el comportamiento de pecoreo⁽²⁴⁾ y para el comportamiento defensivo^(23,25,26).

Todos los estudios que se han llevado a cabo sobre genética del comportamiento higiénico se han realizado midiendo el fenotipo de toda la colonia. Es importante determinar la relación que existe entre la expresión de este comportamiento a nivel de abejas obreras individuales y el fenotipo de la colonia. El objetivo de este estudio fue detectar y localizar BTL que influyen sobre la expresión del comportamiento higiénico de abejas obreras a nivel del fenotipo de los individuos, en un mapa de ligamiento construido utilizando marcadores polimórficos por longitud de los fragmentos de ADN (AFLP).

 

MATERIALES Y METODOS

Colonias experimentales

Para el desarrollo del estudio se utilizaron dos líneas de abejas, una de alto comportamiento higiénico y una de bajo comportamiento higiénico desarrolladas en la Universidad de Minnesota. Se seleccionó una colonia de cada una de las líneas, y se crió una reina a partir de la colonia higiénica, la cual fue inseminada instrumental mente con el semen de un zángano proveniente de la colonia no higiénica. A partir de esta reina se criaron 24 reinas F1 que se dividieron en dos grupos de 12 reinas. Cada una de las reinas de uno de los grupos fue inseminada instrumental mente con el semen de un zángano, utilizando zánganos provenientes de la colonia de alto comportamiento higiénico, mientras que cada una de las reinas del otro grupo fue inseminada con el semen de un zángano, utilizando zánganos de la colonia de la línea de bajo comportamiento higiénico, con el fin de producir dos grupos de colonias retrocruzadas. Las reinas F1 que encabezaron las colonias de los dos tipos de retrocruza eran hermanas hijas de la misma madre diploide y del mismo padre haploide, de tal forma que tenían una relación aditiva promedio de al menos 0.75, y compartían los mismos alelos que habían heredado de su padre, el zángano que provenía de la colonia de bajo comportamiento higiénico.

Las reinas fueron introducidas en colonias formadas por tres bastidores con cría, dos bastidores con miel y aproximadamente 1.5 kg de abejas obreras; las colonias se mantuvieron en colmenas tipo Langstroth que se ubicaron en un apiario. Todas las colonias recibieron el mismo manejo durante el desarrollo del estudio y se dio un periodo de 60 días para que las colonias se establecieran después de que las reinas iniciaran la postura de huevos, con objeto de que las obreras en la colonia fueran hijas de las reinas inseminadas antes de iniciar los experimentos. Se determinó el tamaño de la población de abejas de las colonias durante el desarrollo de los experimentos al contar el número de bastidores cubiertos con abejas y el número de bastidores que contenían cría en cada colmena, se realizó una prueba de Kruskall-Wallis para comparar estas dos variables entre las colonias.

Comportamiento higiénico de colonias retrocruzadas

Para evaluar el comportamiento higiénico de las colonias y seleccionar a la colonia que tuvo el mejor desempeño se utilizó el método descrito por Spivak y Downey⁽²⁷⁾. En cada colonia se seleccionó un bastidor que contenía celdas operculadas con pupas en el séptimo instar de desarrollo que presentaban ojos pigmentados. En cada bastidor se delimitaron tres áreas que contenían aproximadamente 35 celdas cada una insertando en la cera del panal tres tubos de metal de 4.5 cm de diámetro y 12 cm de alto. Se vertieron dos dosis de 50 ml de nitrógeno líquido con un intervalo de 2 min entre dosis en cada tubo, con objeto de sacrificar por congelamiento a las pupas en el interior de las celdas sin alterar la cubierta de cera. Se marcaron las áreas en el panal que contenía a la cría que fue sacrificada, y los bastidores se introdujeron en el centro del nido de cría de sus colonias. Veinticuatro horas después se removieron los bastidores y se contó el número de celdas que contenían pupas que fueron sacrificadas, en donde las abejas removieron el opérculo, y el número de celdas que contenían pupas que fueron sacrificadas en donde las abejas removieron el opérculo y a la pupa muerta. El comportamiento higiénico de las colonias se evaluó en tres ocasiones siguiendo este procedimiento, dejando un periodo de 24 h entre repetición de la prueba.

Para identificar diferencias entre los dos tipos de retrocruzas en la proporción de celdas en las que las abejas sólo removieron el opérculo sin retirar a la cría muerta, y en la proporción de celdas en las que removieron el opérculo y retiraron a la cría muerta, en relación al total de celdas donde se sacrificó la cría, se realizó un análisis de varianza utilizando un modelo en donde se incluyó el efecto del tipo de retrocruza, el efecto de colonia anidado dentro del tipo de retrocruza, el efecto de la repetición y el error experimental.

Identificación de BTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico de abejas obreras

Para identificar BTL que influyen en la expresión del comportamiento higiénico a nivel del fenotipo de abejas obreras individuales, se seleccionó la colonia que presentó el comportamiento higiénico más alto, esta colonia pertenecía al grupo de colonias retrocruzadas hacia alto comportamiento higiénico. La reina de esta colonia se introdujo en una jaula para bastidor de cámara de cría construida con madera y paneles laterales formados por excluidor de reinas de plástico, que permitió el paso de abejas obreras hacia el interior para atender a la reina y a la cría, pero no permitió que la reina se saliera de la jaula. Dentro de la jaula se colocó un bastidor con panal cuyas celdas estaban vacías, para que la reina pusiera huevos de obrera durante un periodo de 48 h con el fin de obtener huevos de aproximadamente la misma edad. Después de 48 h la reina fue enjaulada en otro bastidor con celdas vacías y el bastidor en donde puso los huevos fue colocado en el centro del nido de cría de la colmena. La reina fue confinada en cuatro bastidores diferentes durante ocho días con objeto de contar con un número suficiente de abejas de aproximadamente la misma edad para realizar el estudio. La diferencia máxima de edad entre las abejas de bastidores diferentes fue de ocho días y la variación entre abejas del mismo bastidor fue de 48 h.

Dieciocho (18) días después de que la reina puso los huevos, los bastidores fueron introducidos en jaulas con malla de alambre de 2.0 mm para contener a las abejas que emergieran de las celdas. Las jaulas con los bastidores se colocaron en una incubadora a 36 °C y 70 % de humedad relativa. Las abejas que emergieron cada día fueron marcadas pegándoles placas de plástico numeradas de diferentes colores en el tórax, con objeto de identificar a cada abeja en forma individual y formar grupos de acuerdo al día en que emergieron.

Las abejas marcadas fueron introducidas en una colmena de observación construida con madera y paneles laterales de acrílico transparente. Los paneles laterales tenían cuatro ventanas circulares de 10 cm de diámetro por las cuales se podía acceder al interior de la colmena. La colmena de observación tenía la capacidad de contener en su interior una colonia de abejas pequeña formada por dos bastidores de cámara de cría, que se colocaban uno encima del otro. La colonia se formó utilizando dos bastidores, uno que contenía cría operculada y otro que contenía miel; se introdujeron 3,000 abejas marcadas junto con la reina de la colonia. En cada uno de los dos bastidores se cortaron dos hoyos de 4.5 cm de diámetro en el panal a la altura de las ventanas de los panales de acrílico. La colmena de observación se colocó en un laboratorio en donde las abejas tuvieron acceso al exterior a través de un tubo de acrílico de 10 cm de diámetro y 20 cm de largo que se ubicó en una ventana. La colonia fue alimentada en forma continua con jarabe elaborado con tres partes de miel de abeja por una parte de agua y con una pasta elaborada con polen, azúcar pulverizada y miel durante el tiempo en que se realizaron los experimentos.

Se obtuvo un bastidor que contenía cría operculada de otra colonia, el bastidor se colocó a -20 °C con objeto de sacrificar a la cría por congelación, y se cortaron segmentos de panal que contenían cría operculada muerta de 4.5 cm de diámetro.

Dos semanas después de que se estableció la colonia en el laboratorio, se insertaron en cada uno de los hoyos que se hicieron en el panal de los bastidores, los segmentos de panal con la cría que fue sacrificada por congelación utilizando las ventanas de los paneles laterales de la colmena de observación. Con objeto de identificar a los individuos que realizaron el comportamiento higiénico, se observaron a las abejas de la colonia a través de los paneles de acrílico, por un periodo de siete días durante 6 h diarias divididas en dos sesiones, la primera de 0900 a 1200, y la segunda de 1400 a 1700, los segmentos de panal con cría muerta fueron reemplazados en el interior de la colonia en la medida que las abejas removieron a las pupas muertas.

Se estudiaron los dos componentes del comportamiento higiénico: la remoción del opérculo de cera de las celdas que contenían a las pupas muertas y la remoción de cría muerta de la celda. Cualquier abeja obrera que mordiera y retirara parte del opérculo se consideró que estaba participando en la remoción del opérculo de cera. Cualquier abeja que introdujo la cabeza en el interior de una celda y removió un pedazo de cría muerta fue considerada como que estaba participando en la remoción de la cría. Se registró la placa de identificación individual de las abejas obreras que participaron en la remoción del opérculo en las celdas con cría muerta y el de las abejas que removieron a la cría muerta de las celdas.

Al finalizar el periodo de estudio las abejas de la colonia fueron sacrificadas colocando la colmena de observación a -80 °C durante 12 h; se recuperaron a las abejas que realizaron cualquiera de los dos componentes del comportamiento higiénico y se introdujeron en un tubos individuales de 1.5 ml. Así mismo, se recolectaron abejas que no realizaron el comportamiento higiénico de los mismos grupos de edad incluidos en las abejas que sí realizaron el comportamiento higiénico para ser utilizadas como grupo testigo. Las abejas recuperadas se mantuvieron a -80 °C hasta que se realizaron los análisis moleculares.

Se extrajo el ADN de las 94 abejas que participaron con mayor frecuencia realizando el comportamiento higiénico durante el período de estudio y de 94 abejas del grupo testigo, así como del zángano padre de la colonia experimental y del zángano padre de las reinas F1. La extracción del ADN involucró la maceración de las abejas en una solución de lisis (1% CTAB, 50 mM Tris pH 8, 10 mM EDTA, 1.1 M NaCl), seguido de la extracción con fenol-cloroformo y la precipitación del ADN con etanol⁽²⁸⁾. Se cuantificó la concentración del ADN de cada abeja con un fluorometro y se diluyó el ADN a una concentración final de 14 ng/ml en agua bidestilada.

Se generaron marcadores AFLP⁽²⁹⁾ a partir del ADN de las 94 obreras que realizaron el comportamiento higiénico, el zángano padre de la colonia y del zángano padre de las reinas F1 con el fin de identificar la fase de los marcadores. Para producir los marcadores AFLP, el ADN de cada abeja fue digerido con las enzimas EcoRI y MseI para generar fragmentos de restricción. Posteriormente se ligaron adaptadores para EcoRI y MseI a los extremos de los fragmentos de ADN generados que funcionaron como sitios para el acoplamiento de oligonucleotidos para amplificar los fragmentos de restricción mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

Se realizó una primera reacción de amplificación denominada preamplificación utilizando un oligonucleotido para EcoRI 5' AGA CTG CGT ACC AAT TC y un oligonucleotido para MseI 5' GAT GAG TCC TGA GTA AC. Las condiciones de la PCR fueron veinte ciclos de desnaturalización a 94 °C por 30 seg, alineamiento a 56 °C por 1 min y extensión a 72 °C por 1 min.

El producto de la preamplificación fue utilizado para realizar un segundo grupo de reacciones de PCR denominado amplificación selectiva utilizando oligonucleotidos para EcoRI que contenían dos nucleótidos selectivos, y que fueron previamente marcados utilizando ³³P y oligonucleotidos para MseI que contenían tres nucleótidos selectivos. Los oligonucleotidos para EcoRI difirieron en las últimas dos bases en el extremo 3': E1, -AA; E2, -AC; E3, -AG; E4, -AT; y los oligonucleotidos para MseI difirieron en las ultimas tres bases en el extremo 3': M1, -CAA; M2, -CAC; M3, -CAG; M4, -CAT; M5, -CTA; M6, -CTC; M7, -CTG; M8, -CTT.

La PCR se realizó en las siguientes condiciones: un ciclo a 94 °C por 30 seg, 65 °C por 30 seg y 72 °C por 1 min; seguido de 12 ciclos de desnaturalización a 94 °C por 30 seg, alineamiento a 65 °C por 30 seg, con una rampa de tiempo de 5 min para alcanzar la temperatura de extensión de 72 °C por 1 min. La temperatura de alineamiento fue reducida en 0.7 °C por ciclo durante los 12 ciclos. Esto fue seguido por 22 ciclos a 94 °C por 30 seg, 65 °C por 30 seg y 72 °C por 1 min. Los productos de la amplificación selectiva se resolvieron en geles de poliacrilamida al 6% de 42 x 36 cm con TBE 1x. Los geles se transfirieron a papel para cromatografía y se secaron en un secador para geles. Se realizaron 28 amplificaciones selectivas, utilizando los cuatro oligonucleotidos para EcoRI y los ocho oligunucleotidos para MseI.

El análisis para generar el mapa genético se realizó utilizando el programa Joinmap 3.0⁽³⁰⁾, codificando los datos como una retrocruza, el procedimiento para formar los grupos de ligamiento se realizó con los siguientes parámetros: un valor LOD mínimo de 3.0 para declarar ligamiento entre dos marcadores, una recombinación máxima entre marcadores de 0.40 y un salto máximo en la bondad de ajuste de 5.0. Se utilizó la función de Kosambi para estimar las distancias genéticas entre marcadores a partir de las fracciones de recombinación calculadas⁽³¹⁾.

Para detectar los BTL que influyen sobre la expresión del comportamiento higiénico a nivel del fenotipo de abejas individuales, se realizó una prueba de bondad de ajuste para cada marcador, que fue incorporado en el mapa con objeto de detectar desviaciones sobre el patrón de segregación esperado de 1:1 en los dos genotipos de cada marcador, para una colonia compuesta por abejas obreras retrocruzadas en el grupo de abejas obreras que realizaron el comportamiento higiénico.

Para aquellos marcadores que mostraron una desviación significativa del patrón de segregación 1:1 en los genotipos de las abejas que realizaron el comportamiento higiénico, se generaron marcadores AFLP en las 94 abejas del grupo testigo utilizando el procedimiento descrito. Se realizó una prueba de bondad de ajuste para cada marcador estudiado en el grupo testigo, con objeto de detectar desviaciones sobre el patrón de segregación esperado de 1:1 de los genotipos para una colonia compuesta por abejas obreras retrocruzadas.

Finalmente, aquellos marcadores que mostraron una desviación significativa del patrón de segregación esperado en las abejas que realizaron el comportamiento higiénico pero no en las abejas del grupo testigo a un nivel de significancia de 0.05, fueron analizados mediante una prueba de homogeneidad, utilizando una tabla de contingencia 2 X 2 para determinar si existía una asociación entre el marcador y la expresión del comportamiento higiénico.

 

RESULTADOS

Evaluación del comportamiento higiénico de colonias retrocruzadas

No se encontraron diferencias en el número de bastidores con cría, ni en el número de bastidores cubiertos con abejas de las colonias experimentales en el momento que se realizaron las pruebas para medir el comportamiento higiénico, lo que indica que las poblaciones de abejas en las colonias no fueron diferentes (P>0.05).

Durante el desarrollo del estudio no se detectaron colonias en las que las abejas sólo removieran el opérculo de cera sin retirar a la pupa muerta; todas las colonias realizaron los dos componentes del comportamiento higiénico.

El comportamiento higiénico de los dos tipos de retrocruza fue diferente, ya que se encontraron diferencias en la proporción de celdas con cría muerta en las que las abejas removieron el opérculo, y de donde retiraron a las pupas muertas entre los dos grupos de colonias (P<0.01); se encontró que el comportamiento higiénico también fue diferente entre las colonias (P<0.01) y no se encontraron diferencias entre repeticiones (P>0.05). El porcentaje promedio de celdas que limpiaron las colonias de la retrocruza hacia alto comportamiento higiénico fue de 95.32 ± 1.00, mientras que el de las colonias de la retrocruza hacia bajo comportamiento higiénico fue de 68.4 ± 1.06.

Identificación de BTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico de abejas obreras

Durante el desarrollo del estudio, todas las abejas obreras que participaron realizando el comportamiento higiénico en la colonia de observación realizaron los dos componentes del comportamiento: removieron el opérculo de cera y retiraron a la pupa muerta de las celdas; no se detectaron obreras que sólo realizaran uno de los componentes.

Se generaron 234 marcadores polimórficos a partir de la muestra de 94 abejas que realizaron el comportamiento higiénico en la colonia de observación, 115 de estos marcadores fueron incorporados al mapa genético que estuvo formado por 25 grupos de ligamiento que expanden 1346 cM del genoma de la abeja con una distancia promedio entre marcadores de 11.70 cM (Figura 1).

Doce de los marcadores que se incorporaron al mapa genético mostraron desviaciones significativas del patrón de segregación esperado 1:1 de los genotipos para una colonia compuesta por abejas obreras retrocruzadas en el grupo de abejas obreras que realizaron el comportamiento higiénico (P<0.05), pero no en los genotipos del grupo control de abejas que no realizaron el comportamiento higiénico (P>0.05, Cuadro 1). Nueve de estos marcadores mostraron una asociación significativa con la expresión del comportamiento higiénico basado en una tabla de contingencia 2X2 (P<0.05, Cuadro 2).

Los nueve marcadores que estuvieron asociados significativamente con la expresión del comportamiento higiénico estuvieron ubicados en seis grupos de ligamiento del mapa genético. Cuatro de los marcadores estuvieron en grupos de ligamiento diferentes (Grupos 3, 6, 13 y 19), tres de los marcadores se ubicaron en forma adyacente cubriendo una región de 25 cM en el grupo de ligamiento 21 y dos marcadores se encontraron en el grupo de ligamiento 25 con una distancia de 53 cM entre ellos y con la presencia de seis marcadores no asociados a la expresión del comportamiento higiénico entre ellos (Figura 2).

 

DISCUSION

El mapa de ligamiento generado en este estudio expande 1346 cM; otros mapas que han sido publicados anteriormente expanden 3450 cM⁽³²⁾, 3406 cM⁽¹³⁾ y 4114 cM⁽³³⁾, de tal forma que el mapa generado en este trabajo tiene una menor cobertura en términos de densidad de marcadores a lo largo de las 186 Mb del genoma de la abeja⁽³⁴⁾, en comparación con los mapas publicados previamente.

Hunt y Page⁽³²⁾ y Lapidge et al⁽¹³⁾ construyeron sus mapas utilizando marcadores RAPD generados a partir de una muestra aleatoria de machos haploides hijos de una reina F1, mientras que Solignac et al⁽³³⁾ usaron micro satélites generados a partir de una muestra aleatoria de hembras diploides provenientes de dos colonias retrocruzadas. En nuestro estudio el mapa fue construido con marcadores AFLP generados a partir de un grupo de obreras diploides que realizaron el comportamiento higiénico de una colonia retrocruzada.

Los resultados de este trabajo indican que nueve marcadores ubicados en seis grupos de ligamiento estuvieron asociados con la expresión del comportamiento higiénico de las abejas obreras. Los marcadores A42.085, A43.112, A43.330b y A48.270 se localizaron en cuatro grupos de ligamiento diferentes que corresponden a regiones genómicas diferentes, de tal forma que cada uno representa un BTL. Los marcadores A48.150 y A48.310 se localizaron en un mismo grupo de ligamiento; sin embargo estos marcadores no se marcadores A33.240, A45.165 y A42.120 se ubicaron dentro de un mismo grupo de ligamiento cubriendo una región de 25 cM, lo que sugiere que los tres marcadores se encuentran ligados a un mismo BTL. De tal forma que en este trabajo se identificaron siete BTL asociados con la expresión del comportamiento higiénico de abejas obreras individuales.

Los resultados obtenidos indican que regiones específicas del genoma de la abeja influyen sobre la expresión del comportamiento higiénico a nivel del fenotipo de los individuos, y que la variación genética entre miembros de una misma familia puede ser asociada a la probabilidad de que una abeja obrera realice este comportamiento.

Lapidge et al⁽¹³⁾ identificaron siete QTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico medido a nivel del fenotipo de toda la colonia de abejas; en nuestro trabajo se identificaron siete BTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico medido a nivel del fenotipo de abejas individuales. El mapa genético desarrollado por Lapidge et al⁽¹³⁾ tiene una mejor cobertura del genoma de la abeja que el generado en este trabajo, sin embargo, a pesar de esta diferencia el número de loci que se detectaron en los dos trabajos fue el mismo. No es posible saber con la información generada en estos dos estudios, si los BTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico de abejas individuales identificados en este trabajo corresponden a las mismas regiones genómicas que los QTL asociados a la expresión del comportamiento higiénico de toda la colonia identificados por Lapidge et al⁽¹³⁾, ya que se utilizaron marcadores moleculares diferentes; sin embargo, existe la posibilidad que algunas de las regiones sean las mismas, ya que otros estudios han demostrado que QTL asociados a características de comportamiento que originalmente fueron identificados a nivel del fenotipo de las colonias, también influyen sobre la expresión de comportamientos específicos a nivel de abejas individuales^(24,25,26) y que BTL asociados a la expresión de características de comportamiento a nivel del fenotipo de abejas individuales, corresponden a QTL que fueron asociados a características medidas a nivel del fenotipo de las colonias⁽²³⁾.

La identificación de BTL y QTL es el primer paso en una estrategia que busca identificar genes candidatos que afectan la expresión del comportamiento higiénico, al relacionar los BTL identificados por medio del mapeo genético con las regiones correspondientes en el genoma de la abeja. Esta estrategia busca aprovechar que el genoma de la abeja ha sido secuenciado en su totalidad ⁽³⁴⁾, y que la abeja tiene una de las más altas frecuencias de recombinación dentro de los organismos eucariontes; se ha estimado que un cM representa entre 52 y 45 kb en el genoma de la abeja^(32,33), lo que implica que distancias genéticas relativamente grandes dentro de un mapa de ligamiento representan regiones pequeñas dentro del genoma. Utilizando esta estrategia Hunt et al⁽³⁵⁾ identificaron genes candidatos para el pecoreo de polen y para el comportamiento defensivo dentro de las regiones genómicas que corresponden a QTL y BTL asociados al pecoreo de polen⁽²⁴⁾ y al comportamiento defensivo de las abejas^(23,26,33).

 

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES

En este estudio se detectaron regiones genómicas que influyen en la probabilidad de que una abeja obrera realice el comportamiento higiénico, lo que contribuirá a entender los factores que influyen en la expresión de este comportamiento a nivel de abejas obreras individuales, y cómo es que la expresión del comportamiento higiénico a nivel de los individuos que forman a la colonia determina el fenotipo de toda la colonia de abejas. Los BTL detectados facilitarán la identificación de genes candidatos y marcadores moleculares asociados a esta característica, para su posible uso en programas de mejoramiento genético por selección asistida por marcadores, que busquen desarrollar colonias de abejas resistentes a enfermedades. El comportamiento higiénico es una característica de interés para la apicultura, y es importante desde el punto de vista de la evolución del comportamiento social de las abejas, ya que se trata de un rasgo de comportamiento que realizan las abejas obreras como una respuesta generalizada de la colonia en contra de los patógenos y parásitos que la afectan.

 

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