Family: Apidae
Genus: Apis
Species: Apis mellifera L.
چها گونه اصلی زنبور عسل براساس جثه عبارتند از A. dorsata، A. mellifera، A. cerena، A.florea که کشور ایران میزبان دوگونه A. mellifera، A.florea می‌باشد. گونه‌ی A. mellifera تنها گونه‌ای می‌باشد که بیشترین قدرت سازگاری^[۱۱] را برخوردار می‌باشد. زیر گونه‌ها با نژادهای این گونه ۲۴ عدد می‌باشند، نژاد زنبور عسل ایرانی با نام A. mellifera medaمی‌باشد. تنها ۴ نژاد از این نژادها متعلق به نژادهای اقتصادی می‌باشندکه در اغلب برنامه‌های اصلاح نژادی جهان از این نژادهای برتر استفاده می‌گردد (بصیری، ۱۳۸۶) که عبارتند از: زنبور عسل معمولی سیاهA. mellifera mellifera ، زنبور عسل معمولی ایتالیایی A. mellifera ligustica، زنبور عسل معمولی قفقازی A. mellifera caucasina، زنبور عسل معمولی اروپایی A. mellifera carnica. این نژادها و هیبریدها در طول این سال‌ها با نژاد بومی ایران آمیخته شده و می‌توان گفت تقریباً در تمام مناطق زنبورداری ایران جایگزین شده‌‌اند (عبادی، ۱۳۶۶).
۲-۴- اصلاح نژاد در زنبور عسل
معمولاً هدف اصلی اجرای برنامه‌‌های اصلاح نژاد زنبور عسل، افزایش تولید محصولاتی مانند عسل، گرده، رویال و غیره است در ضمن آرام بودن و تمایل به بچه دادن، از ویژگی‌های یک کلنی زنبور عسل است. مقدار عسل به جمعیت و فعالیت کلنی بستگی دارد، جمعیت کلنی نیز به ظرفیت تخم گذاری ملکه، قابلیت زنده ماندن نوزادان و طول عمر زنبورهای کارگر وابسته است، برای نیل به چنین هدفی باید با آگاهی از نحوه‌ی توارث صفات، وراثت پذیری و همبستگی ژنوتیپی و فنوتیپی بین آنها برای انتخاب و آمیزش برنامه‌ریزی شود (بصیری، ۱۳۸۶). اصلاح نژاد زنبور عسل بدلیل ویژگی‌های خاص این موجود، دارای پیچیدگی‌‌های خاصی در مقایسه با سایر حیوانات است (Woyke, 1986).

یکی از این ویژگی‌ها مکانیسم ژنتیکی تعیین جنسیت در زنبور عسل می‌باشد که محدودیت‌های شدیدی را در سیستم‌های اصلاح نژادی ایجاد می‌کند (Woyke, 1988; Page et al., 1982). تعیین جنسیت^[۱۲] در اکثر موجودات زنده بویژه پستانداران به وسیله کروموزوم‌های جنسی صورت می‌پذیرد، به طوریکه از اجتماع دو کروموزوم جنسی X جنس ماده (XX) و از دو کروموزوم جنسی X و Y جنس نر (XY) بوجود می‌آید. ولی در زنبور عسل برخلاف اکثر موجودات زنده، تعیین جنسیت به وسیله آلل‌های جنسی چندگانه در زنبور عسل انجام می‌پذیرد (Woyke, 1986; Ruttner, 1988). تعداد این ژن‌ها یا آلل‌های جنسی در جوامع مختلف متفاوت است و در بررسی‌های متعدد آنها بین ۲۰-۶ آلل براورد شده است (Woyke, 1986) (سپهری و همکاران، ۱۳۸۶). ولی باید توجه داشت که زنبوران کارگر و ملکه فقط حامل یک جفت و زنبوران نر هاپلوئید تنها حامل یک نوع از آلل‌های جنسی چندگانه هستند (میرزایی و همکاران، ۱۳۸۴).
بنابراین تعیین جنسیت در زنبور عسل به وسیله‌ی آلل‌های جنسی به یکی از سه حالت زیر اتفاق می‌افتد: الف) اگر در تخم‌های لقاح یافته دو آلل جنسی مختلف aو b در یک مکان ژنی به صورت هتروزیگوت^[۱۳] قرار گیرند. از این تخم‌ها زنبوران ماده (ملکه یا کارگر) تکامل می‌یابند، که از نظر ژنتیکی دیپلوئید بوده و تخم آنها توسط ملکه کلنی در سلول‌های کارگر گذاشته می‌شوند(Woyke, 1976, 1986) .
ب) اگر در تخم‌های لقاح نیافته تنها یک نوع آلل جنسی مثل a در یک مکان ژنی به صورت همیزیگوت^[۱۴] باشد، از این تخم‌ها براثر پدیده بکرزایی^[۱۵]، زنبوران نر هاپلوئید بوجود می‌آیند. چنین تخم هایی توسط ملکه کلنی در سلول‌های نر تخم‌‌ریزی می‌شوند(Woyke, 1976, 1986) .
ج) در مورد آمیزش‌های خویشاوندی، اگر در تخم‌های لقاح یافته دو آلل جنسی مشابه مثل aو a در یک مکان ژنی به صورت هموزیگوت^[۱۶] قرار گیرند، از این تخم‌ها نرهای دیپلوئید بوجود می‌آیند. ملکه تخم نرهای دیپلوئید را در سلول‌های کارگر تخمگذاری می‌کند. البته نرهای دیپلوئید به طور طبیعی قادر به ادامه حیاط نیستند چرا که لارو نرهای دیپلوئید فاقد فرمون ترشح شده توسط نوزادان طبیعی هستند به همین دلیل حدود ۶ ساعت بعد از تفریخ از تخم، توسط زنبوران کارگر از بین می‌روند(Woyke, 1976, 1986) .
تولید جمعیت قوی زنبور عسل برای تولید بیشتر در سایه‌ی مدیریت صحیح بر پایه‌ی دانش علمی ممکن می‌باشد (اسعدی دیزجی و همکاران، ۱۳۸۷). یکی از مسائلی که ممکن است باعث اثرات نامطلوب و در نتیجه تضعیف کلنی‌ها گردد، پدیده‌ی تلاقی‌های خویشاوندی می‌باشد که منجرب به افزایش هم‌خونی یا هموزیگوتی آلل‌های جنسی می‌گردد (Mayer, 1996). این مسئله به طور کلی باعث کاهش قدرت زنده‌مانی نوزادان، حساسیت به بیماری‌ها، کاهش بازده و عملکرد، بروز صفات و رفتارهای نامطلوب و عوارض متعدد دیگری می‌گردد (Ruttner, 1988; Mirsha and Kumar, 1992) (میرزایی و همکاران، ۱۳۸۴).
برای برنامه ریزی اصولی اصلاح نژادی، اولین قدم مشخص کردن وضعیت ژنتیکی زنبور عسل در کشور است. این کار به روش‌‌های مختلفی در دنیا صورت می‌گیرد، که در بین آنها می‌توان به استفاده از خصوصیات ظاهری، تنوع پروتئین‌ها و خصوصیات DNA اشاره نمود (طهماسبی و همکاران ۱۳۷۸). بررسی‌ها نشان می‌دهد که تاکنون در ایران، فعالیت چندانی در مورد اصلاح نژاد زنبور عسل صورت نگرفته است، اما به سبب وارد کردن ملکه‌های خارجی بدون کنترل صحیح در دهه‌ های گذشته اجرای برنامه‌های اصلاح نژادی برای زنبور عسل امری ضروری است (بصیری، ۱۳۸۶).
۲-۵- ژنوم زنبور عسل
پروژه تعیین توالی ژنوم زنبور عسل با حمایت مالی اولیه موسسه ملی بهداشت و درمان ژنوم انسانی با کمک وزارت کشاورزی ایالات متحده، در دسامبر ۲۰۰۲ آغاز شد. نتایج حاصل از این تلاش به رهبری کالج بیلور مرکز پزشکی تعیین توالی ژنوم بشر و با مشارکت بیش از ۱۰۰ آزمایشگاه تحقیقاتی از ۱۶ کشور، در بیش از ۵۰ مقاله در بسیاری از مجلات برجسته علمی منتشر شد. براین اساس ژنوم زنبور عسل در مجموع دارای حدود ۲۵۰ میلیون پایگاه‌های DNA است. براساس برنامه‌های کامپیوتری ژن تاکنون بیش از ۱۰هزار مکان ژنی تشخیص داده شده است، که این کمتر از ۱۳ هزار ژن‌های شناسایی شده از ژنوم مگس میوه^[۱۷] که یکی از فشرده‌ترین ژنوم مورد مطالعه در زیست شناسی بوده است. انتظار می‌رود که تعداد ژن‌های شناسایی شده در ژنوم زنبور عسل در آینده افزایش یابد. ژنوم زنبور عسل شامل میزان بیشتری از نوکلئوتید آدنین^[۱۸] و تیمین^[۱۹] نسبت به ژنوم مگس میوه است. این وضعیت دقیقاً در مقابل ژنوم انسان، که ژنوم آن حاوی نسبت‌های بیشتری از نوکلئوتید گوانین^[۲۰] و سیتوزین^[۲۱] است قرار می‌گیرد.
۲-۶- تعریف نشانگر
استفاده از نشانگرهای ژنتیکی قدمتی برابر با تاریخ بشر دارد. انسان‌های نخستین، حتی آنهایی که هنوز کشاورزی را فرا نگرفته بودند و برای ادامه زندگی مجبور به جمع آوری بذر و میوه گیاهان بودند، بدون اینکه خود بدانند از نشانگرهای مرفولوژیک برای شناختن و تمایز انواع بذر و میوه وجانوران وحشی استفاده می‌کردند و برخی را به دیگری ترجیح می‌دادند اما به صورت مدون و دانش‌مدار، شاید مندل نخستین کسی بود که از نشانگرهای مرفولوژیک یا نشانگرهای مبتنی بر فنوتیپ^[۲۲] برای مطالعات چگونگی توارث صفات در نخود فرنگی استفاده کرد. به طور کلی هر صفتی که بین افراد متفاوت باشد، ناشی از تفاوت موجود بین ردیف‌های DNA کروموزوم‌های آنها است که به نتایج نیز منتقل می‌شود، حتی صفاتی که تحت تاثیر شرایط محیط نیز به صورت متفاوت بروز می‌کنند (تفاوت در بین افراد در شرایط محیطی یکسان)، بازتاب‌ تفاوت‌های موجود در ردیف‌های DNA هستند. این تفاوت‌ها می‌توانند به عنوان نشانه یا نشانگر ژنتیکی به کار گرفته شوند (نقوی و همکاران، ۱۳۸۸).
۲-۶-۱- نشانگرهای مرفولوژیک
این تفاوت‌ها ممکن است به طرق مختلفی تظاهر یابند، برخی از این تفاوت‌ها در صفات قابل رویتی مانند رنگ گل، وجود یا عدم وجود ریشک در گلچه غلات، صاف یا چروک بودن سطح دانه‌ی نخود فرنگی در آزمایش‌های مندل تجلی می‌کنند. این گونه‌‌ نشانه‌ها را نشانگرهای مرفولوژیک می‌نامند (نقوی و همکاران، ۱۳۸۸).
۲-۶-۱-۱- نشانگرهای مرفولوژیک و زنبور عسل
بررسی‌های روتنر و همکاران روی نژادهای زنبور عسل جهان، با بهره گرفتن از خصوصیات ظاهری متعدد و با بهره گرفتن از روش آماری تجزیه به مولفه‌ی اصلی^[۲۳]، نژادهای مختلف را به خوبی از یکدیگر متمایز کرد. در مطالعات وی نژادهای اروپایی (مانند کارنیولان و قفقازی) با جثه‌های بزرگتر در سمت راست محور ترسیم شده و نژادهای آفریقایی (مانند یمنی^[۲۴] و مصری) در سمت چپ محور قرار می‌گیرد. در این بررسی نژاد ایرانی در وسط این محور قرار گرفته است (Ruttner et al., 1978).
مطالعات عبدالطیف و همکاران روی توده زنبور عسل عراق، با بهره گرفتن از دوازده صفت ظاهری، نشان داد که زنبور عسل موجود در عراق جمعیتی از نژاد زنبور عسل سوری^[۲۵] است (Abdellatif et al., 1977).
داتون و همکاران در بررسی‌های خود روی توده‌های زنبور عسل عمان نتیجه گرفتند که اولاً دو جمعیت کاملاً مجزا در شمال و جنوب این کشور وجود دارد و ثانیاً توده موجود در عمان به نژادهای آفریقایی از جمله نژاد یمنی شباهت زیادی داشته و با نژادهای آسیایی فاصله بیشتری دارد (Dutton et al., 1981).
عطاا… و همکاران در مقایسه نژاد مصری با کارنیولان و ایتالیایی نتیجه گرفتند که کارگران نژاد مصری در یازده صفت و نرها در ۳ صفت با دو نژاد اروپایی تفاوت معنی داری دارند ولی ملکه ‌های سه نژاد فاقد تفاوت معنی‌دار هستند (Atallah et al., 1988).
میکسنر و همکاران در بررسی‌های مرفولوژیک خود روی توده‌های زنبور عسل موجود در کنیا به این نتیجه رسیدند که در ارتفاعات بالای ۲۰۰۰ متر، نژاد مونتی‌کولا^[۲۶] و در ارتفاعات زیر ۲۰۰۰ متر نژاد اسکوتلاتا^[۲۷] و در منطقه حد واسط مخلوطی از دو نژاد زندگی می‌کنند (Meixner et al., 1994).
در بررسی‌های دالی و همکاران مشخص شد که ارتفاع محل زیست روی صفات مربوط به اندازه بدن مثل طول بال، اندازه زوایای بال، طول رگبال‌ها و اندازه غدد موم‌ساز تأثیر می‌گذارد (Daly et al., 1991). بطوریکه در ارتفاعات پایین‌تر و هوای خشک و گرم اندازه صفات مذکور کاهش می‌یابد. همچنین در بررسی‌های میکسنر و روتنر مشخص شد که شرایط اقلیمی و ارتفاع روی صفات ظاهری تأثیر می‌گذارد و با افزایش ارتفاع محل زیست زنبورها، طول بدن و طول موهای روی بدن آنها افزایش می‌یابد (Mixner, 1992; Ruttner et al., 1978).
در بررسی‌های طهماسبی و همکاران مشخص شد که زمان و فصل روی صفات طول و عرض بال جلو، ایندکس کوبیتال، زاویه A₄، طول خرطوم، طول پای عقب، طول نیم حلقه سوم و چهارم شکمی، رنگ سپرچه، رنگ نیم حلقه سوم و چهارم شکمی تأثیر می‌گذارد ولی روی زوایای D₇ و G₁₈ تأثیر نداشته است. در ایران واردات ملکه‌های خارجی از سال ۱۳۴۰ باعث آمیخته شدن توده بومی با نژادهای خارجی شده است. از سوی دیگر به علت قطع واردات در دهه‌ های اخیر، انتظار می‌رود تثبیت ژنتیکی نسبی در توده موجود صورت گرفته باشد. طهماسبی و همکاران دریافتند که به دلیل پایداری نژاد ایرانی، این نژاد هویت خود را از دست نداده و حتی در سال‌های اخیر ویژگی‌های نژاد ایرانی بیشتر تثبیت گردیده است.
علاوه بر شرایط محیطی، عوامل دیگری که می‌تواند باعث این تفاوت‌ها شود اختلافات اقلیمی حاصل از تغییرات فصل است. تفاوت‌های نوع دوم می‌تواند باعث خطا در برآوردهای مربوط به تفاوت‌های حاصل از شرایط محیطی شود. تحقیقات انجام شده در کشورهای دیگر نشان دهنده این است که شرایط فصلی روی صفات مورفولوژیک بال جلویی زنبور عسل تأثیر می‌گذارد که میزان تحت تاثیر قرار گرفتن صفات و تنوع ایجاد شده در صفات مختلف بال جلویی بین ۲۹-۳ درصد بوده است (Nazzi, 1992). مطالعه انجام شده دیگر نیز نشان می‌دهد که آلودگی به کنه واروا در فصول مختلف روی بال جلویی زنبور عسل تاثیر می‌گذارد. به طوری که در آلودگی‌های مربوط به ۵-۴ کنه در هر سلول یا بیشتر همبستگی منفی بین تعداد کنه و اندازه مربوط به بال جلو وجود دارد که دلیل آن می‌تواند کاهش پروتئین ذخیره و تاثیر آن روی اسکلت خارجی باشد (Daly et al., 1988).
۲-۶-۲- نشانگرهای مولکولی
برخی از تفاوت‌های موجود در ردیف DNAبین دو موجود ممکن است به صورت پروتئین‌هایی با اندازه‌های مختلف تجلی کنند که بروش‌های مختلف بیوشیمیایی قابل ثبت و رویت و مطالعه می‌گردند. این قبیل نشانگرها را نشانگرهای مولکولی در سطح پروتئین می‌نامند‌ که از آن جمله می‌توان به سیستم آیزوزایم/ آللوزیم اشاره کرد. اما دسته‌ی دیگر از تفاوت‌های موجود در سطح DNA هیچ تظاهری ندارند، نه صفت خاصی را کنترل می‌کنند و نه در ردیف اسیدهای آمینه پروتئین‌ها تاثیری برجای می‌گذارند. این دسته از تفاوت‌ها را می‌توان با روش‌های مختلف شناسایی، قابل دیدن و ردیابی کرد و به عنوان نشانگر مورد استفاده قرار داد. این نشانگرها که تقریباً تعدادشان نامحدود است فقط از راه تجزیه وتحلیل مستقیم DNA قابل ثبت هستند و بنابراین به آنها نشانگرهای مولکولی در سطح DNA گفته می‌شود (نقوی و همکاران، ۱۳۸۸).
پس به صور کلی برای اینکه صفتی به عنوان نشانگر ژنتیکی مورد استفاده قرار گیرد باید حداقل دو ویژگی زیر را داشته باشد:
الف) در بین دو فرد متفاوت باشد (چند شکلی^[۲۸] نشان دهد).
ب) به توارث برسد.
شکل ۲-۲: طبقه بندی انواع نشانگرهای ژنتیکی
۲-۷- نشانگرهای مولکولی و حشرات
حشرات بزرگترین ترکیب گونه‌‌ها در کل سلسله جانوران را تشکیل می‌دهند و دارای تنوع ژنتیکی گسترده‌ای هستند که می‌توان با بهره گرفتن از تکنیک‌های مارکر مولکولی کشف و استخر ژن به کاوش در آنها پرداخت (Behura, 2006). روند کنونی استفاده از تکنیک‌های مارکر DNA در حوزه‌های گوناگون از مطالعات زیست محیطی حشرات نشان می‌دهد که نشانگرهای DNA میتوکندری^[۲۹]، میکروستلایت، DNA چند شکل تکثیر شده تصادفی^[۳۰]، ابراز برچسب دنباله^[۳۱] و طول قطعات حاصل از تکثیر^[۳۲] به میزان قابل توجهی برای پیشرفت در جهت درک اساس ژنتیکی تنوع حشرات، جایگاه صفت کمی در حشرات و نقشه برداری ژن‌ها در پزشکی و کشاورزی دخالت داشته‌اند (Behura, 2006). جدای از این سیستم نشانگرهای پرمصرف، روش جدید دیگر از جمله توالی خاص پلی مورفیسم تکثیر^[۳۳] و نشانگرهای مرتبط با واکنش زنجیره‌ای پلیمراز به عنوان سیستم نشانگرهای جایگزین در مطالعات شناسایی حشرات شناخته شده‌اند.
طی سالیان اخیر شناسایی و بررسی تنوع ژنتیک در بین گونه‌های حشرات بر اساس نشانگر‌های مولکولی و روش‌های مبتنی بر واکنش زنجیره‌ای پلیمراز^[۳۴] بسیار متداول گشته است. ولی در کشور ما بررسی تنوع مولکولی در زمینه حشره شناسی بسیار کم انجام گرفته است. امروزه میکروساتلیت‌ها نقش مهمی در تعیین تنوع ژنتیکی و روابط خویشاوندی جانوران و گیاهان و مخصوصاً حشرات ایفا می‌کنند. استفاده از نشانگر‌ها بیشتر جهت تنوع ژنتیکی گیاهان استفاده شده و در جهان حشرات هم اکنون استفاده از این نشانگر جهت بررسی تنوع ژنتیکی راسته بالپولکداران به ویژه دو خانواده Noctuidae و Bombycidae در کانون توجه مجامع علمی قرار گرفته است(Radjabi et al., 2012). نشانگرهای مولکولی در مقایسه با نشانگرهای فنوتیپیک سنتی چندین مزیت دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
عدم تاثیرپذیری بوسیله محیط
قابل یافت شدن در تمام مراحل نموی
در برگیرنده کل ژنوم
۲-۸- کاربرد اصلی نشانگرهای مولکولی در مطالعات اکولوژیکی حشرات
بررسی‌های اکولوژیکی روی گونه‌های مختلف موجودات مانند حشرات، اطلاعات بسیار با ارزشی را در زمینه‌های ساختار جمعیتی، گونه‌زایی، جریان ژنی^[۳۵] و تنوع ژنتیکی فراهم می‌آورد. این بررسی‌ها همچنین اطلاعات لازم جهت توجیه ایجاد تنوع در حشرات در اثر تاثیرات متقابل با فاکتورهای محیطی را فراهم می‌آورد. در بسیاری از موارد وقتی که هیچ راه دقیقی جهت تشخیص گونه‌های مختلف وجود ندارد، استفاده از داده‌های نشانگرهای مولکولی بسیار راه‌گشا خواهد بود. نشانگرهای مولکولی کاربردهای بیشماری در زمینه‌های مختلف اکولوژیکی حشرات ایفا می‌کنند که به برخی از آنها اشاره می‌شود (حسینی، ۱۳۸۹).

۲-۸-۱- برهم‌کنش حشرات و گیاهان میزبان
یکی از کاربردهای نشانگرهای مولکولی در مطالعات مربوط به حشرات، بررسی روابط متقابل گیاهان و حشرات است (حسینی، ۱۳۸۹). Alpha
نشانگرهای DNA ابزاری برای نقشه برداری ژن در گیاهان زراعی مهم است که مقاوم به حشرات آفت هستند، همچنین این نشانگرها در توصیف ژن‌های غیر بیماریزا در حشرات متعامل با گیاهان میزبان مفید هستند(Harris et al., 2003). اطلاعات مولکولی ژنتیک بدست آمده از داده‌های نشانگرها برای توصیف توانایی‌های فنوتیپی حمله حشرات به انواع گیاه خاص استفاده شده است (Behura, 2006). یکی از مثال‌ها در این مورد حشره‌ی گالزا از آفات مهم برنج و گندم است. حشره Orseolia oryzae آفتی بسیار مهم در کشورهای کشت کننده برنج در جنوب و جنوب شرقی آسیاست. این آفت سبب خسارت غیرقابل پیش بینی در تولید برنج می‌گردد. شبیه به این آفت گونه گالزای دیگری بنام Mayetiola destructor سبب خسارت‌های اقتصادی بسیار سنگینی در محصول گندم می‌شود (Behura, 2006). نکته قابل توجه این است که علی رغم استفاده از ۳۲ ژن مقاوم در گندم جهت مقابله با خسارت ناشی از این آفت در آمریکای شمالی استرین‌های مقاومی در مقابل ژن‌های مقاومت تکامل یافته‌اند. این مسئله سبب گردید تا آفت مذکور طغیان نموده و به طور میانگین خسارتی حدود ۱۰۰ میلیون دلار در سال وارد نماید (حسینی، ۱۳۸۹). بدین منظور وقتی نشانگر RAPD را با مجموعه‌ای از DNA استرین‌های مختلف این آفت استفاده نمودند (Behura, 2006)، نتیجه جالب توجه شناسایی چندین مکان ژنی خاص در افراد مختلفی در استرین‌‌ها بود. سپس با تائید آن با روش ساترن بلات و متعاقباً توالی‌یابی این نقاط، نشانگرهای SCAR تهیه گردید. با بهره گرفتن از این نشانگرها آلل‌های خاص را که چنین نشانگرهایی تشخیص می‌دادند تکثیر شدند. چنین روشی سبب شد تا روابط متقابل بین ژنوتیپ و فنوتیپ‌های مشاهده شده در این بیوتیپ‌ها تعیین گردید (حسینی، ۱۳۸۹).
مثال دیگر در شته‌های زیرخانواده‌ی Aphidinae است که دو تیپ بالدار و بدون بال دارد. افرادی که به میزبان اصلی خود حمله می‌کنند افراد نر و ماده بالدار هستند. این ماده‌های بالدار بکرزا هستند که به میزبان ثانویه (گیاهان علفی) برمی‌گردند. در چنین شرایطی نشانگرهای مولکولی DNA اطلاعات بسیار مفیدی را در جهت فهم اساس ژنتیکی چند تیپی در این شته‌ها فراهم آوردند. با بهره گرفتن از نشانگر RAPD کشف گردید که در بین فنوتیپ بالدار و فنوتیپ بدون بال اختلافات ژنتیکی عمده‌ای وجود دارد(Lushai et al., 1997). جمعیت‌های‌‌‌‌ طبیعی شته Sitobion avenae دارای میزبان‌های مختلف علفی و همچنین غلات است (Lushai et al., 2002). استفاده از نشانگر RAPD نشان داد که بین الگوی باندهای تشکیل شده بوسیله‌ی این نشانگرها و سازش به یک گیاه میزبان رابطه‌ای وجود دارد. از چنین پروفایل‌هایی می‌توان ژنوتیپ‌های تخصصی را که روی علف هرز خاص یافت می‌شوند از کل ژنوتیپ‌هایی که روی گیاهان کشت شده و علف‌های هرز یافت می‌شوند تشخیص داد (حسینی، ۱۳۸۹). اساس ژنتیکی گیاهانی که میزبان شته ریشه کاهو هستند توسط نشانگرهای SSR مطالعه شده است(Miller et al., 2005). در تحقیق دیگری درجه خسارت‌زایی کلنی‌هایی از شته نخود در پاسخ به مقاومت طبیعی در یونجه بوسیله نشانگرهای RAPD مطالعه شده است(Bournoville et al., 2000). مطالعه برهم کنش بین موجودات گیاهخوار همانند حشرات و گیاهان میزبان از اساسی‌ترین موضوعات بررسی روابط تکامل متقابل می‌باشد. معمولاً مطالعه و بررسی چنین موضوعاتی بسیار دشوار است. از جمله مشکل‌ترین برهم کنش‌های اکولوژیکی مطالعه رفتارهای تغذیه‌ای حشرات است. حشره‌شناسان برای شناسایی غذای حشرات شکارگر از روش‌های بیوشیمیایی و مولکولی استفاده نموده‌اند. از چنین تکنیک‌هایی می‌توان در تعیین روابط گیاهخوار و گیاه نیز استفاده کرد (حسینی، ۱۳۸۹). محققین از روش مولکولی برای شناسایی DNA گونه‌های گیاهان میزبان در محتویات معده حشرات استفاده نمودند. این محققین ابتدا ۲۳ گونه‌ی گیاهی مختلفی را که در ناحیه مورد تحقیق خود یافت می‌شدند را جمع آوری و زیرواحد بزرگ ژن ریبولوز بیس‌فسفات‌کبوکسیلاز از ژن‌های کلروپلاست را برای تمامی گونه‌های جمع آوری شده مورد بررسی و توالی‌یابی قرار دادند. از طرفی هشت خانواده مختلف از حشراتی که در همان محل روی گیاهان ذکر شده فعالیت داشتند را نیز جمع آوری نمودند. پس از بررسی‌های ژنتیکی، نتایج توالی‌یابی نشان داد که تمامی ۲۳ گیاه جمع آوری شده از طریق قطعه ژن ۱۵۷ جفت بازی rbcL² کلروپلاست^[۳۶] قابل شناسایی هستند. نتایج همچنین نشان دادDNA گیاهان میزبانی که در محتویات معده حشرات گیاهخوار نیز وجود داشتند به راحتی با این روش قابل ردیابی و شناسایی است (حسینی، ۱۳۸۹). در بررسی‌های دیگر مشخص شد که با توالی‌یابی قطعه‌ای از ژنtrnL کلروپلاست^[۳۷] می‌توان گیاهانی که به عنوان میزبان سوسک‌های برگخوار بودند را از مخلوط DNA استخراج شده از حشرات، ردیابی و شناسایی کرد. به علاوه نتایج نشان داد که روش مذکور قادر به تعیین ترجیح غذایی سوسک‌های برگخوار است (حسینی، ۱۳۸۹).
۲-۸-۲- برهم کنش حشرات و پاتوژن‌ها
نشانگرهای مولکولی ابزارهای مناسبی جهت فهم برهم کنش‌های ژنتیکی بین پاتوژن‌های عامل بیماری و حشرات ناقل انتشار دهنده آنها می‌باشند (Behura, 2006; Crampton et al., 1997). بعضی از گونه‌های سن‌های خانواده‌ی Reduviidae از ناقلین بیماری شاگاس در بسیاری از کشورهای آمریکای جنوبی هستند. همچنین بعضی از پشه‌های آنوفل ناقل بیماری مالاریا می‌باشند. از نشانگرهای مولکولی مانند RAPD جهت بررسی توانایی ناقل بودن در این حشرات استفاده شده است (Bosio et al., 2000; Pinto et al., 1998). در زمینه‌های کشاورزی نیز نشانگرهای مولکولی جهت بررسی روابط پاتوژن و حشره ناقل استفاده شده است. به عنوان مثال توانایی انتقال بیماری ویروسی تریستیزای مرکبات توسط شته مرکبات^[۳۸] بررسی شده است (حسینی، ۱۳۸۹).
محققین با بهره گرفتن از روش Real-time PCR نمایه‌دار قادر به شناسایی و ردیابی ویروس لکه پژمردگی گوجه فرنگی^[۳۹] در حشرات ناقل آن یعنی تریپس شدند. از آنجایی که گونه‌های متعددی از تریپس‌ها ناقل ویروس این بیماری هستند، روش فوق قادر به پایش گونه‌ها و جمعیت‌های ناقل ویروس بیماریزا در مزرعه گردید. همچنین محققین با بهره گرفتن از روش مذکور قادر به ارزیابی کمیت ویروس نواری برنج در گیاه برنج و ناقل آن یعنی زنجرک Leodelphax striatellus شدند (حسینی، ۱۳۸۹). مطالعات دیگری از جمله شناسایی پاتوژن‌های مفید و غربال کردن آنها به وسیله‌ی نشانگرهای مولکولی جهت کنترل حشرات آفت توسط محققین در حال انجام است (Hodge et al., 1995; Castrillo et al., 2004).
۲-۸-۳- مقاوت به حشره‌کش‌ها
یکی از مهم‌ترین حوضه‌های تحقیق در حشره‌شناسی که از اهمیت پزشکی و کشاورزی برخوردار است، مطالعه مقاومت به حشره‌کش‌ها است. از نشانگرهای مولکولی به منظور شناسایی و مکان‌یابی ژن‌های مقاومت در حشرات علیه حشره‌کش‌ها استفاده شده است. از نشانگر SSR در تعیین فنوتیپ‌های مقاوم به د. د. ت. در Anophels gambiae استفاده گردید. نشانگرهای RFLP نیز علت مقاومت مگس خانگی به د. د. ت. را تعیین نمو (Knipple et al., 1994). بررسی مقاومت Rhyzoptera dominica به فسفین نیز بوسیله نشانگرهای RAPD میسر گردید. بررسی مکان‌های ژنتیکی مقاومت در سوسک سیب‌زمینی نسبت به پایریتروئیدها (حسینی، ۱۳۸۹) و پروانه پشت الماسی نسبت به باسیلوس تروژینسیس^[۴۰] توسط نشانگرهای RFLP انجام گردید (Heckel et al., 1999). با بهره گرفتن از روش ژنوتاپینگ DNA، جهش‌های موضعی مرتبط با مقاومت به حشره‌کش‌های آزینفوس متیل و پرمترین را بررسی نمودند (Clark et al., 2001).
در بررسی و ردیابی مقاومت به حشره‌کش‌ها، محققین در گونهHypothenemus hampei مقاومت به حشره‌کش اندوسولفان را به روش مولکولی ردیابی نمودند. از آنجایی که گونه مذکور به شدت نسبت به حشره‌کش آندوسولفان و سایر سیکلودین‌ها مقاوم شده بود و در سال‌های طغیانی ۹۰% میوه‌های قهوه به آن آلوده شده بودند محققین بر آن شدند تا علت مقاومت را بررسی نمایند. آنها با بهره گرفتن از آغازگرهای انتخابی PCR بخشی از ژن Rd1 تکثیر نمودند. این ژن کد کننده گاما آمینو بوتریک اسید^[۴۱] در ناحیه‌ی کانال یون کلراید است. با توال‌یابی ناحیه‌ی ذکر شده آنها ثابت کردن که استرین‌های مقاوم H. hampei در اسیدهای آمینه خود دچار تغییراتی شده‌اند که همانند تغییزات مشاهده شده در استرین‌های مقاوم Drosophia melanogaster است. این تغییر در اسید آمینه شامل جایگزینی اسید آمینه آلانین به سرین می‌باشد. چنین روشی ثابت نمود که می‌توان افراد مقاوم یا حساس را در مراحل تخم، لارو و یا بالغ ردیابی نمود و از آن در پایش جمعیت‌های حشرات در مزرعه استفاده کرد(Ffrench- Constant et al., 1994) .
۲-۸-۴- روابط شکار- شکارگر- پارازیتوئید
نشانگرهای مولکولی در فهم بهتر روابط غذایی شکار- شکارگر- پارازیتوئید در حشرات نقش بسیار مهمی را ایفا نموده‌اند. بررسی و مطالعه روابط غذایی شکار- شکارگر در شرایط مزرعه امری دشوار و در بسیاری از موارد غیر ممکن است زیرا شکارگر جثه‌ای کوچک و رفتاری اختفاگرایی داشته و مشاهده رفتار تغذیه‌ای آن ناممکن است، اما بوسیله‌ی نشانگرهای مولکولی شناسایی یک یا چندین نوع شکار در محتویات معده حشرات شکارگر امکان‌پذیر شده است. به عنوان مثال با نشانگرهای اختصاصی تهیه شده SCAR بر پایه‌ی PCR از مکان‌های ژنی خاصی که توسط نشانگرهای RAPD ایجاد شده بود. محققین توانستند بقایای دو نوع شکار (Trialeurodes vaporariorum, Helicoverpa armigera) را در محتویات معده سن شکارگر Dicyphus tamaninii ردیابی کنند (Agusti et al., 1999).
علاوه بر شناسایی، نشانگرهای مولکولی همچنین برای تعیین کمیت و درصد پارازیتیسم نیز در حشرات مورد استفاده قرار گرفته‌اند. محققان با ساختن نشانگر اختصاصی Lysiphlebus testacipes توانستند این زنبور را در شته‌های مختلف ردیابی کرده و درصد پارازیتیسم را در شته‌ها تخمین بزنند. تناسب تناوب میزان ردیابی پارازیتوئیدها بوسیله داده‌های مولکولی این مسئله را عنوان می‌کند که کاربرد نشانگرهای مولکولی قادر به تخمین صحیحی از میزان پارازیتیسم خواهد بود (Walton et al., 1990).
۲-۸-۵- سیستماتیک مولکولی