Четверг, 23.11.2017, 14:08
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Животные. Зоотехника

ВРЕМЕННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ МИНТАЯ

А.Г.Лапинский , В.В.Горбачёв

ВРЕМЕННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ МИНТАЯ (THERAGRA CHALCOGRAMMA) ПО ДАННЫМ ОБ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЛОКУСОВ Nd2 И Cytb И КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА (CR) МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК

Средний возраст ближайшего общего предка (MRCA) для выборок минтая из Охотского моря, рассчитанный, на основании данных по изменчивости трех маркеров мтДНК, составил 48,4 ± 1,8 тысяч лет. Рассчитанный поток генов составил от 10 до 28 %.

Ключевые слова: минтай, Theragra chalcogramma, Охотское море, мтДНК, Nd2, Cytb, контрольный регион. 

 

На биомассу минтая приходится почти 4/5 от общей добычи Охотского моря [4] и его промысловое значение трудно переоценить. Для прогнозирования его численности желательно знать, как менялась его численность в ареале за обозримое время, предшествующее нынешнему, тогда как данные о его генетической изменчивости могут служить целям поддержания биоразнообразия этого вида.

В настоящее время существуют разные методы реконструкции динамики демографических процессов в прошлом исходя из существующих ныне особенностей полиморфизма нуклеотидных последовательностей, Подход, подразумевающий независимость от предустановленной параметрической модели демографической истории [5], использовался применительно к различным морским промысловым видам рыб, например, таких как тихоокеанская треска (Gadus macrocephalus) [9], тихоокеанская сельдь (Clupea pallasii) [7], европейская сардина (Sardina pilchardus) [10], атлантическая треска (Gadus morhua) [6]. Однако, нам не встречалось публикация подобных исследований минтая, чем и обусловлена актуальность данной работы.

Материал и методы

В таблице 1 представлены использованные в качестве молекулярных маркеров участки митохондриальной ДНК (далее мтДНК), районы, годы вылова и географические координаты мест сбора образцов и номера доступа к изученным нуклеотидным последовательностям в базе данных GeneBank (www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/).

Последовательности праймеров к амплифицированным участкам мтДНК, условия амплификации и секвенирования и программы, использованные для обработки полученных данных, опубликованы ранее [2-3].

Результаты и обсуждение

Нам удалось обнаружить несколько вариантов инсерционно-делеционного полиморфизма в контрольном регионе мтДНК (табл. 2).

Средние значения рассчитанного с применением статистики Байеса возраста наиближайшего общего предка (MRCA) обобщенное значение 48,4 ±1,8 тысяч лет, а в 95 % доверительном интервале от 21 до 80 тыс. лет (рис. 1).

Таблица 1
Характеристики выборок, изученных с применениемсоответствующих маркеров

Таблица 2
Инсерционно-делеционный полиморфизм в изученном участке контрольного региона

Считая, что минтай как вид существует несколько миллионов лет, такое низкие значения MRCA можно объяснить резким снижением численности за время последнего похолодания и, как следствие, прохождением популяции через «бутылочное горло» с одновременной утратой большей части генетического полиморфизма, накопленного в предыдущие эпохи. О том же может свидетельствовать и тот факт, что значения нуклеотидного разнообразия в популяции минтая оказались в 1,5-2 раза ниже, чем у тихоокеанской сельди, биомасса которой в северной части Охотского моря уступает минтаю почти что на порядок [7]. На Байесовых дендрограммах все гаплотипы по локусам как Nd 2, так и Cytb подразделяются на два кластера (не показано). Можно предположить, что эти кластеры объединяют потомков, берущих начало из двух рефугиумов последнего оледенения - Азиатского и Североамериканского. Сходный характер распределения наблюдался ранее как для трески из Охотского моря (фрагмент гена Nd2 мтДНК) [1], так и для ее выборок, выловленных в ареале от Азии, Алеутских островов до залива Джорджия, США [9].

Для суммарной выборки минтая (с включением соответствующих гаплотипов из Берингова и Японского морей), была изучена выполнимость моделей пространственной и демографической экспансии [8].
Для каждого из маркеров выполнялись как обе модели порознь (нулевая гипотеза не была отвергнута, p > 0,05), так и одновременно, что не позволяет предпочесть ни один из популяционно-генетических сценариев.
Корреляционный анализ между географическим расстоянием и долей общих гапло- типов (рис. 2) показал наличие обратной зависимости R=- 0,97, хотя и не значимой статистически, p > 0,05. На графике (см. рис. 2) видно, что половине общих гаплотипов соответствует расстояние между выборками ~1000 км, а трети - более 1400 км.

 
 Рис. 1. Кривая распределения вероятности оценок возраста по Байесу для объединенных маркеров Nd 2 и Cytb
 
Исходя из сказанного, можно предположить, что использование для дифференциации популяций минтая, недостаточно удаленных друг от друга маркеров на основе мтДНК, не всегда оправданно. Для такой цели могут быть использованы маркеры на основе ядерной ДНК, такие, как микросателлиты или фрагменты, амплифицированные с праймерами произвольной последовательности (RAPD).
 

Рис. 2. Зависимость между долями общих гаплотипов (ось ординат) в сравниваемых выборках и расстояния между ними (ось абсцисс, км). Пунктирная линия - 95 %-ный доверительный интервал

Библиографический список

1. Генетическое разнообразие трески Gadus macrocephalus азиатской части северной Пацифики / Л.Л. Соловенчук [и др.] // Чтения памяти академика К.В. Симакова : тез. докл. Всерос. науч. конф. [Магадан, 25-27 нояб. 2013 г.]. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2013. - C. 172-173.
2. Лапинский А.Г. Расчет потока генов для минтая (Theragra chalcogramma) Охотского моря по данным об изменчивости участков Nd2 и Cytb и контрольного региона митохондриальной ДНК / А.Г. Лапинский, О.В. Прикоки, В.В. Горбачев // Вестник СВНЦ ДВО РАН. - 2015. - № 1. - С. 77-80.
3. Моделирование динамики эффективной численности минтая Охотского моря в Голоцене на основании изменчивости локусов Nd2 и Cytb мтДНК / B. В. Горбачев [и др.] // Генетика. - 2014. - Т. 50, № 7. - C. 868-873.
4. Шунтов В.П. Состояния пелагических нектон- ных сообществ дальневосточных морей / В.П. Шунтов // Рыбное хоз-во. - 1996. - № 1. - С. 35-37.
5. Bayesian coalescent inference of past population dynamics from molecular sequences / A.J. Drummond [et al.] // Mol. Biol. Evol. - 2005. - 22(5). - P. 1185-1192.
6. Carr S.M. Intraspecific phylogeographic genomics from multiple complete mtDNA genomes in atlantic cod (Gadus morhua): Origins of the "Cod mother" transatlantic vicariance and midglacial population expansion / S.M. Carr, H.D. Marshall // Genetics. - 2008. - V. 180. - P. 381-389.
7. Effects of pleistocene climatic fluctuations on the phylogeographic and demographic histories of Pacific herring (Clupea pallasii) / J.X. Liu [et al.] // Mol. Ecol. - 2011. - Vol. 20. - P. 3879-3893.
8. Excoffier L. Arlequin suite ver 3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows / L. Excoffier, H.E.L. Lischer // Mol. Eco. Res. - 2010. - Vol. 10. - P. 564-567.
9. Multiple ice age refugia in pacific cod Gadus macrocephalus / M.F. Canino [et al.] // Mol. Ecol. - 2010. - Vol. 19. - P. 4339-4351.
10. Signature of an early genetic bottleneck in a population of Moroccan sardines (Sardina pilchardus) / Т. Atarhouch [et al.] // Mol. Phylogenetics and Evol. - 2006. - Vol. 39 (2). - P. 373-383

Вестник Северо-Восточного государственного университета. - № 26. - Магадан : СВГУ, 2016.

 
 
Категория: Животные. Зоотехника | Добавил: x5443x (07.09.2017)
Просмотров: 43 | Теги: минтай, Theragra chalcogramma | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2017 Обратная связь