WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Рис. 3. UPGMA-дендрограммы генетического сходства популяций нерки Западной Камчатки, построенные по результатам (а) - RAPD-PCR, (б) - анализа полиморфизма микросателлитных локусов, (в) - SNP-анализа (в узлах указаны индексы бутстрепа).

Молекулярные маркеры ДНК характеризуются разной эффективностью в тестах на определение популяционной принадлежности особей (табл. 2). При определении индивидуальной принадлежности вероятность отнесения особи к нативной популяции зависит от числа и степени полиморфизма анализируемых молекулярных маркеров (Morin et al., 2004). Так стада нерки западной Камчатки можно идентифицировать с точностью 97% при использовании RAPD-маркеров, 78% - микросатиллитов и лишь 61% при использовании SNP. Высокая разрешающая способность RAPD-маркеров при определении популяционной принадлежности нерки подтверждается литературными данными (Corley-Smith et al., 2005).

Таблица 2. Результаты дискриминантного анализа и теста на принадлежность к популяции, проведенных по биологическим и генетическим характеристикам нерки рек западного побережья Камчатки

Популяция

Доля корректных определений, %

Биологические показатели

ДНК-фигерпринтинг (RAPD-PCR)

Анализ полиморфизма микросателлит-ных локусов

SNP-анализ

р. Большая

74

94

78

54

р. Озерная

41

96

75

49

р. Палана

72

100

82

80

В среднем

60.3

96.7

78.3

61.0

Выбор того или иного маркера в первую очередь определяется целью исследования, а также возможностью сопоставления полученных результатов с данными других лабораторий и материальными и временными затратами на разработку и использование данного типа маркеров. Так, RAPD-PCR, несмотря на высокую разрешающую способность, характеризуется низкой воспроизводимостью и чувствительностью к качеству матричной ДНК. Анализ единичного нуклеотидного полиморфизма, напротив, имеет ряд преимуществ, т.к. помимо его надежности и однозначной трактовки полученных данных, результаты его полностью воспроизводимы при проведении параллельных исследований в различных лабораториях вне зависимости от способа анализа, используемых реактивов и оборудования. В то же время, метод детекции SNP посредством аллель-специфической ПЦР представляется менее экономичным по сравнению с анализом полиморфизма микросателлитной ДНК.

Таким образом, для достижения поставленной перед нами цели наиболее предпочтительными молекулярными маркерами по ряду признаков: разрешающей способности, экономичности, воспроизводимости, следует признать микросателлитные маркеры ДНК. В то же время, при соблюдении определенных требований к протоколу анализа не менее эффективным оказывается RAPD-PCR.

Глава 4. Сезонная и межгодовая генетическая изменчивость нерки Камчатки

4.1. Полиморфизм микросателлитных локусов ДНК в смежных поколениях и подходах нерки р. Большая.

Нерестовая часть популяции нерки р. Большая представлена поколениями трехлеток (1.5%), четырехлеток (13.3%), пятилеток (70.6%), шестилеток (14.1%) и семилеток (0.5%) (Бугаев и др., 2002а). Поэтому с уверенностью можно предположить существование потока генов между смежными поколениями. Однако превалирование в нерестовых подходах одной возрастной группы в отдельные годы может давать заметные колебания частот аллелей в поколениях нерки вследствие дрейфа генов.

Мы провели анализ полиморфизма длин микросателлитных последовательностей ДНК нерки р. Большая в подходах 2003 и 2004 гг., а также в двух смежных поколениях производителей в 2003 г.

Выборки производителей большерецкой нерки из подходов смежных лет оказались близки по оценкам генетического разнообразия (=0.890 и 0.893). Те же тенденции отмечены в поколениях пятилеток (4+) и шестилеток (5+) нерки в 2003 г. (= 0.889 и 0.890). Тесты на генную дифференциацию выявили значимые различия в распределении частот аллелей между выборками смежных лет только по одному локусу One-114. Различия между подходами смежных лет отсутствовали по частотам генотипов всех исследуемых локусов (табл. 3). Значимых различий между смежными поколениями нерки в частотах аллелей (p= 0.258) и генотипов (p= 0.442) также не выявлено.

Таким образом, аллельные и генотипические частоты исследуемых локусов в популяции р. Большая устойчивы в межгодовом аспекте, следовательно, величиной межгодовой изменчивости микросателлитных локусов можно пренебречь, что дает нам основание в популяционных исследованиях азиатской нерки объединять данные, собранные в смежные годы, или использовать сборы за один сезон.

Таблица 3. Коэффициенты Fst (над чертой) и Rst (под чертой), рассчитанные для каждой пары популяций (в верхней правой части таблицы) и уровни значимости различий между группами (* – p<0.05, ** – p<0.01, *** – p<0.001) по частотам аллелей (над чертой) и генотипов (под чертой) по результатам вероятностного теста (в левой нижней части таблицы)

р. Большая, 2003 г.

р. Большая, 2004 г.

р. Озерная, 2003 г.

р. Большая, 2003 г.

-

0.0009

(-0.0053)

0.0061

(-0.0013)

р. Большая, 2004 г.

0.112

(0.041*)

-

0.0050

(-0.0054)

р. Озерная, 2003 г.

0.000***

(0.000***)

0.000***

(0.000***)

-

4.2. Сезонная изменчивость микросателлитной ДНК нерки в бассейне р. Камчатка.

Для нерки характерно наличие внутривидовых симпатрических форм, называемых сезонными расами, между которыми в той или иной степени прослеживается временная и биотопическая изоляция в репродуктивный период. Мы изучили биологические и генетические особенности нерки ранней и поздней сезонной расы бассейна р. Камчатка.

Для ранней нерки, пойманной на нерестилище в оз. Азабачье, получены относительно более высокие оценки уровня полиморфизма (=0.894, среднее число аллелей на локус na = 16.2), по сравнению с неркой позднего хода из устья реки (=0.878, na = 15.2). Это обстоятельство не в последнюю очередь объясняется значительно более высокой численностью ранней нерки по сравнению с неркой позднего хода. Достоверных различий по частотам аллелей и генотипов между сезонными расами нерки по сумме всех исследуемых локусов не обнаружено (p = 0.075 и 0.085, соответственно). Уровень попарной межвыборочной дифференциации, оцененный величиной Fst, для сезонных рас нерки р. Камчатка оказался в 4 раза ниже межпопуляционного значения Fst, отмеченного для рек Большая и Озерная (Fst= 0.0015 и 0.0061, соответственно).

Полученные нами результаты свидетельствуют об отсутствии строгой изоляции между расами нерки р. Камчатка вследствие потока генов между ними. Сроки нерестового хода сезонных рас нерки могут варьировать от года к году, а сдвиги сроков нереста могут наблюдаться в зависимости от численности обеих рас. Опубликованные ранее данные по морфологии, экологии, генетической, половой и возрастной структурам субизолятов свидетельствуют о значительной близости сезонных рас в пределах изолята (Коновалов, 1980). В оз. Азабачье обнаружены субизоляты, которые являются как бы переходными формами между весенней и летней расами по многим характеристикам (Коновалов, 1980).

Глава 5. дифференциация стад азиатской нерки

5.1. Размерно-возрастная структура нерки некоторых азиатских стад

Стада нерки разных озерно-речных систем Азии различаются возрастной структурой. Прежде всего, выделяются локальные стада, где явно преобладают рыбы с одним пресноводным годом жизни. Сюда относятся популяции р. Большая, р. Охота и озерно-речного комплекса Беттобу. Ко второй группе можно отнести локальные стада, где преобладают рыбы, нагуливающиеся в озерах 1-2 года. Это главным образом популяции Чукотки и восточной Камчатки, где условия нагула молоди и формирования численности стад определяются наличием глубоких озер в бассейнах рек. И, наконец, третью группу составляют локальные стада, где большинство особей нагуливаются в озерах 2 года. Сюда относятся две крупнейшие популяции нерки западной Камчатки - оз. Курильского (р. Озерная) и оз. Паланского (р. Палана).

Кроме того, нерка разных стад различается размерно-весовыми характеристиками. Согласно нашим наблюдениям, наибольшие длина и масса характерны для нерки р. Большая, наименьшие - для нерки р. Камчатка, р. Охота и Северных Курильских островов.

На основании средних значений длины и массы тела особей в выборках 2003-2005 гг. и среднемноголетних частот возрастных классов нерки из разных районов воспроизводства было получено графическое изображение взаимного расположения популяций нерки в пространстве двух координат методом многомерного шкалирования (рис. 4).

Из диаграммы, отображающей итоговую конфигурацию сравниваемых выборок, видно, что точки, соответствующие стадам нерки восточной Камчатки и Чукотки, формируют общий кластер, в то время как точки, соответствующие выборкам из рек западной Камчатки сильно разнесены по обеим осям. Кроме того, выделенные нами в соответствии с доминирующими возрастными классами группы стад нерки азиатского побережья располагаются последовательно вдоль первой оси координат.

В результате снижения размерности данных из 17 исходных признаков было выделено 5 факторов обуславливающих 95% общей дисперсии. Расположение выборок в пространстве двух первых главных компонент также отражает характер их дифференциации (рис. 5).

На наш взгляд, дифференциация стад азиатской нерки по биологическим признакам в первую очередь обусловлена действием онтогенетического фактора эпигенетической изменчивости, связанного с различной продолжительностью периодов морского и пресноводного нагула нерки из разных районов воспроизводства.

Рис. 4. Расположение точек, соответствующих локальным популяциям нерки азиатского побережья в пространстве двух координат в соответствии с геометрическими расстояниями в городских кварталах; многомерное шкалирование.

Рис. 5. Расположение точек, соответствующих локальным популяциям нерки азиатского побережья в пространстве двух первых главных компонент.

Ch - Чукотка, Мейныпильгынская озерно-речная система, оз. Ваамочка, KPh - р. Пахача, KK - р. Камчатка - устье (поздний ход), KKa - бассейн р. Камчатка, оз. Азабачье (ранний ход), KO - р. Озерная, KB - р. Большая, KP - р. Палана, Okh - Материковое побережье Охотского моря, р. Охота, Kur - Северные Курильские о-ва, о. Шумшу, озерно-речной комплекс Беттобу.

5.2. Межпопуляционная генетическая дифференциация азиатской нерки

Оценка генетической гетерогенности азиатской нерки с помощью вероятностного теста, с высокой степенью достоверности (p<0.001) выявила межпопуляционные различия по всем шести микросателлитным локусам. Попарное сравнение выборок по частотам аллелей и генотипов выявило значимые различия между популяциями нерки из разных локальностей (p<0.001). Наибольшие генетические различия были отмечены для северокурильской популяции и популяций северо-востока Камчатки и Чукотки, что объясняется их географической удаленностью. В меньшей степени дифференцированы соседние популяции юго-запада Камчатки (р. Озерная и р. Большая) и восточного побережья Камчатки (р. Камчатка и р. Пахача).

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»