WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

0,941

0,046

Черноморская популяция

An 20

14

0,871

0,944

0,068

Afug 41

15

0,971

0,997

0,025

Afug 51

20

0,885

0,998

0,108

AoxD 165

9

0,796

0,934

0,080

Среднее значение

0,881

0,109

Значения наблюдаемой гетерозиготности (Н0) по микросателлитным локусам близки к ожидаемым (НЕ) в каспийской выборке и несколько занижены в азовской и черноморской (табл. 3). Наибольшее аллельное разнообразие по всем локусам выявлено в каспийской выборке. В результате тестирования данных микросателлитного анализа на соответствие равновесию Харди-Вайнберга в черноморской и азовской популяциях (FIS > 0) был выявлен дефицит гетерозигот. В азовской популяции снижение гетерозиготности, возможно, вызвано дрейфом генов, поскольку анализировали выборки, усредненные по многим генерациям. Каждое поколение формировалось искусственно относительно небольшим числом особей, используемых в качестве производителей на осетровых рыбоводных заводах. Этот же эффект вероятен и для черноморской выборки. Кроме того, так как она представлена двумя нерестовыми субпопуляциями - днепровской и дунайской, то в данном случае может иметь место эффект Валунда, характерный для выборок из генетически подразделенных популяций (Алтухов, 1997).

Таблица 4. Матрица значений FST (в верхней правой части таблицы) между выборками русского осетра и результаты вероятностного теста р на значимость различий (в левой нижней части таблицы).

Каспийская

Азовская

Черноморская

Каспийская

-

0,070

0,058

Азовская

0,00024

-

0,043

Черноморская

0,00293

0,06641

-

Высокая вариабельность внутри популяций и тетраплоидная природа локусов определила небольшой уровень межпопуляционной изменчивости русского осетра (1,9 %). Тем не менее, полученные значения генетических расстояний FST для каждой пары исследованных групп достоверно значимы (табл. 4). При этом межпопуляционные генетические различия в 4 - 7 раз превышают межгодовые различия между поколениями в азовской популяции.

Выявленное распределение аллельных частот в каждой популяции русского осетра было использовано для оценки эффективности популяционной идентификации особей. Для этого использовали выборки, полностью состоящие из особей одной популяции. Для каждой особи на основании наблюдаемого распределения аллельных частот в четырех локусах рассчитывали вероятность принадлежности к каждой из трех популяции. Наибольший показатель вероятности определял особь в соответствующую популяцию. В среднем, доля особей, принадлежность которых была определена корректно, составила 86%. Максимальная точность определения рассчитана для черноморской популяции - 96%, для каспийской популяции этот показатель составил 86%, для азовской – только 67%.

Следует отметить, что точность идентификации зависит от общего числа признаков (в нашем случае – аллелей). Ранее в исследовании популяционной принадлежности нерки по STR-маркерам было показано, что для достижения 80%-ной точности необходимо проанализировать не менее 80 аллелей (Beachem et al., 2002). Кроме того, разрешающая способность микросателлитного анализа зависит от степени полиморфизма локусов. В работе исследовали высокополиморфные маркеры. Для повышения корректности идентификации особей азовской популяции следует увеличить количество STR-локусов.

Определение BL и GUE митотипов. Ранее было показано, что около трети особей русского осетра из Каспийского моря имеют гаплотип, четко отличающийся от мтДНК, типичной для этого вида (Jenneckens и др., 2000; Мюге и др., 2008), и характеризующийся высокой гомологией с мтДНК сибирского осетра (A.baerii). По аналогии с латинским наименованием вида этот митотип был обозначен как “baerii-like”(BL). Мы провели массовый скрининг по данному митохондриальному маркеру и видоспецифичному для русского осетра GUE-митотипу в выборках трех популяций (табл. 5).

Таблица 5. Количество особей с митотипами «baerii-like» (BL) и видоспецифичным (GUE) в популяциях русского осетра.

Популяции

Кол-во исследо-ванных особей

Кол-во особей с видоспецифичным (GUE) митотипом

Кол-во особей с «baerii-like» (BL) митотипом

абсолютное

%

абсолютное

%

Каспийская

527

362

68,69

165

31,31

Азовская (генерации 1931-1956 гг.)

102

102

100,00

0

0,00

Азовская (генерации 1980-2005 гг.)

759

745

98,12

14

1,88

Черноморская (генерации 1945-1970гг.)

163

163

100,0

0

0,00

Частота встречаемости BL-особей в каспийской популяции была близка ранее показанной и составила 31%. В черноморской выборке во всех исследованных образцах BL-митотип отсутствовал. В азовской популяции из 759 исследованных рыб идентифицировано 14 BL-особей. Для определения происхождения BL-митотипа в Азовском море дополнительно были проанализированы выборки из полностью сменившихся поколений азовской и черноморской популяций, относящихся к генерациям естественного нереста. В этих группах (табл. 5) BL- маркер не обнаружен.

В настоящее время русский осетр обитает в пределах морей, весьма различающихся по экологическим особенностям, а его внутривидовая дифференциация связана с эволюцией трех морей. Известно существование распресненного водоема, располагавшегося в Азово-Черноморском бассейне, когда связь со Средиземным морем прекратилось в конце плейстоцена вследствие падения уровня Мирового океана 15-40 тыс. лет назад (Федоров, 1978; Свиточ и др., 1999). Азовское море в этот период исчезало и превратилось в низменную долину, пересекаемую рекой Дон. Отсутствие BL-митотипа в черноморской популяции свидетельствует о незначительности или отсутствии миграции русского осетра из Каспийского моря в бассейн Черного моря по существовавшему непродолжительное время в конце ледникового периода Кумо-Манычскому водосбросу. Последовавшая затем трансгрессия Черного моря, вызванная прорывом средиземноморских соленых вод через Босфор, и появление вследствие подъема уровня вод Азовского моря позволили сформироваться азовской популяции русского осетра из части черноморской популяции и закрепили изоляцию популяций русского осетра в северо-западной части Черного моря и в Азове.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании анализа результатов исследований можно высказать предположение, что дивергенция каспийской и черноморской популяций русского осетра предшествовала отделению азовской популяции, что объясняет промежуточное положение черноморских особей, как по морфометрическим показателям (табл. 1), так и по данным микросателлитного анализа (рис. 3).

Данные о распространении митохондриального BL-маркера (табл. 5) в современных популяциях и отсутствие его в Черном море позволяют сделать предположение о том, что появление осетров с BL-митотипом в Азовском море вероятнее всего произошло в 20 веке, когда проводилась интродукция каспийский осетровых в Азовское море (Реков, 2000), что подтверждается отсутствием маркера в выборке азовского осетра до 1960-х годов (до начала планомерного вселения осетра из Каспия).

Таким образом, генетическая структура русского осетра отражает историю формирования современного ареала вида, процессы расселения и изоляции его локальных популяций, вследствие геологических преобразований внутриевразийских водоемов. В то же время, появление осетров с BL-митотипом в азовской популяции связано с началом интродукции каспийских осетровых в Азовское море. Данные микросателлитного анализа свидетельствуют о наименьшем уровне генетической изменчивости азовской популяции, испытывающей на протяжении последнего столетия наибольшее антропогенное давление.

ВЫВОДЫ

1. Сравнительный анализ трех популяций русского осетра свидетельствует о высокой внутривидовой изменчивости основных морфометрических характеристик русского осетра, на фоне которых азовскую популяцию отличают пропорции головы (C/AL) и более интенсивная скорость роста, каспийскую – больший полиморфизм по всем изученным признакам.

2. Результаты анализа геномной ДНК по RAPD- и STR-маркерам подтверждают высокий внутрипопуляционный полиморфизм русского осетра. По результатам STR-анализа генетическое расстояние, определенное для азовской и каспийской популяций несколько выше (FST=0,070), чем генетические дистанции, отделяющие черноморскую от каспийской и азовской (FST=0,058 и 0,043 соответственно).

3. С помощью микросателлитного анализа родительских пар и поколения F1, полученного в результате экспериментальных скрещиваний, определен тетрасомный тип наследования использованных в работе STR-маркеров.

4. Исследованные маркеры микросателлитной и митохондриальной ДНК позволяют с высокой точностью определять принадлежность особей русского осетра к каспийской и черноморской популяциям (точность определения по данным STR анализа - 86 и 96% соответственно).

5. Распределение частот встречаемости “baerii-like” маркера митохондриальной ДНК дифференцирует популяции русского осетра. Обнаружение BL-маркера мтДНК в Азовском море и данные микросателлитного анализа свидетельствует об изменениях в сложившейся популяционной структуре и генном разнообразии русского осетра уже в исторический период в результате искусственного воспроизводства и интенсивного рыболовства.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Статьи в научных журналах:

1. Войнова Н.В., Чистяков В.А., Тимошкина Н.Н., Олейникова Н.Л., Соколова И.В., Брень А.Б. ДНКазная активность гомогенатов метаболически активных тканей русского осетра Acipenser gueldenstaedtii (Acipenseridae) как показатель пригодности тканей для генетического коллекционирования // Вопросы ихтиологии. 2001. Т. 41. № 6. С. 842–845.

2. Корниенко И.В., Войнова Н.В., Чистяков В.А., Тимошкина Н.Н., Вечканов Е.М., Петров А.В. Полиморфизм первичной последовательности сегмента гена цитохрома b митохондриальной ДНК азовской популяции Acipenser gueldenstaedtii // Вопросы ихтиологии. 2003. Т. 43. № 1. С. 73–77.

3. Черенкова И.Ф., Чистяков В.А., Тимошкина Н.Н., Соколова И.В. Интенсивность свободнорадикальных процессов в гомогенатах метаболически-активных тканей русского осетра Acipenser gueldenstaedtii (Acipenseridea) как показатель пригодности тканей для генетического коллекционирования // Вопросы ихтиологии. 2003. Т. 43. № 1. С. 142–144.

4. Voynova N.V., Mirzoyan A.V., Timoshkina N.N., Rynza E.T. Occurrence of non-native specimens of Caspian origin within the Sea of Azov population of the Russian sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii) // J. Appl. Ichthyol. 2008. V. 24. P. 50–51.

5. Чистяков В.А., Тимошкина Н.Н., Рынза Е.Т., Мирзоян А.В., Войнова Н.В. RAPD анализ генетического разнообразия азовской популяции севрюги (Acipenser stellatus) и русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii) // Вопросы рыболовства. 2008. Т 9. №4 (36). С. 797–801.

6. Тимошкина Н.Н., Барминцева А.Е., Усатов А.В., Мюге Н.С. Внутривидовой генетический полиморфизм русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii) // Генетика. 2009 (в печати).

Патенты:

7. Небесихина Н.А., Тимошкина Н.Н. Патент № 63172. Лабораторный стенд для инкубации икры рыб. Зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 27.05.2007.

8. Чистяков В.А., Мирзоян А.В., Тимошкина Н.Н., Рынза Е.Т. Способ хранения ДНК. Заявка № 2007142152/13(046147) от 20.10.2008. Дата приоритета 14.11.2007.

Статьи в сборниках научных трудов и конференций:

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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