Генетическое разнообразие и дифференциация популяций красной полевки Западной Сибири и Камчатки

Леонид Юрьевич Чернявский, Оксана Николаевна Жигилева, Алёна Юрьевна Левых, Leonid Chernyavskiy, Oksana Zhigileva, Alyona Levykh

Аннотация


Представлены данные о генетическом разнообразии и дифференциации популяций красной полевки Myodes (Clethrionomys) rutilus ряда особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Западной Сибири (Куноватский заказник, памятник природы «Ангальский мыс», заповедник «Малая Сосьва») и Камчатки (Корякский государственный заповедник). С применением четырех динуклеотидных микросателлитных праймеров выявлено 69 межмикросателлитных последовательностей (ISSR-маркеров). Среднее значение доли полиморфных локусов (Р) у M. rutilus составило 62 %, средняя гетерозиготность (h) – 0,23. Показатели полиморфизма варьировали в пределах: P = 33–80 %, h = 0,15–0,32 в популяциях Камчатки и P = 28–94 %, h = 0,10–0,36 – в Сибири. Средние показатели генетического полиморфизма не различались у полевок Западной Сибири и Камчатки. Уровень полиморфизма также не различался у полевок северных и южных районов Сибири, несмотря на значительную протяженность в широтном направлении и принадлежность исследованных районов к разным природно-климатическим подзонам от тундры до северной лесостепи. Не выявлено различий генетического разнообразия полевок, обитающих на антропогенно трансформированных и особо охраняемых природных территориях. Несмотря на отсутствие различий в показателях полиморфизма, между популяциями красной полевки Западной Сибири и Камчатки наблюдались различия по показателям генетической дифференциации. Генетическая дифференциация популяций полевок Камчатки была в два раза больше, поток генов – в три раза меньше, чем в Сибири. Это может быть связано с ландшафтными особенностями Камчатки, где миграции животных затруднены горами и геотермальными полями. Данные о генетическом разнообразии красной полевки могут быть использованы для мониторинга ООПТ северных регионов.

Ключевые слова


красная полевка; генетический полиморфизм; ДНК маркеры; дифференциация популяций; Западная Сибирь; Камчатка

Полный текст:

PDF

Литература


Абрамсон Н. И., Родченкова Е. Н., Костыгов А. Ю. Генетическая изменчивость и филогеография рыжей полевки (Myodes glareolus, Arvicolinae, Rodentia) на территории России с анализом зоны интрогрессии мтДНК близкородственного вида – красной полевки (M. rutilus) // Генетика. 2009. Т. 45, № 5. С. 610–623.

Дубинин Е. А. Дифференциация населения красной полевки Clethrionomys (=Myodes) rutilus cеверо-востока Сибири по данным анализа морфотипической изменчивости рисунка жевательной поверхности верхнего третьего коренного зуба (М3) // Вестник ДВО РАН. 2018. № 2. С. 5–12.

Жигилева О. Н., Горбачева Е. В. Распространение и параметры генетического полиморфизма красной (Clethrionomys rutilus) и рыжей (Clethrionomys glareolus) полевок в Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. 2017. Т. 24, №1. С. 3–11. doi: 10.15372/SEJ20170101

Левых А. Ю. Мелкие млекопитающие в биомониторинге экоситстем долины реки Гейзерной // Труды Кроноцкого государственного природного биосферного заповедника. Вып. 5 / ред. А.М. Токранов. Перопавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2017. С. 39–54.

Малярчук Б. А. Адаптивная внутривидовая дивергенция (на примере гена цитохрома b животных) // Генетика. 2011. Т. 47, № 8. С. 1103–1111.

Мельникова Е. Н. Филогеография, история расселения и внутривидовая структура европейской рыжей полевки (Rodentia, Cricetidae): Автореф. дис. … канд. биол. наук. Санкт-Петербург, 2014. 24 с.

Модоров М. В. Дозовые нагрузки и аллозимная изменчивость в популяции красной полевки (Clethrionomys rutilus) из зоны Восточно-Уральского Радиоактивного Следа // Генетика. 2014. Т. 50, № 2. С. 181–188. _doi:10.7868/S001667581402009X

Переверзева В. В., Засыпкин М. Ю., Соловенчук Л. Л., Примак А. А., Дубинин Е. А. изменчивость гена цитохрома b митохондриальной ДНК в популяции красной полевки Сlethrionomys rutilus Pallas, 1779 поймы среднего течения реки Колымы // Известия РАН. Сер. биол. 2011. № 3. С. 283–288.

Переверзева В. В., Примак А. А. Генетическое разнообразие синонимичных гаплотипов фрагмента гена цитохрома b красной полевки Myodes (Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 // Генетика. 2016. Т. 52, № 2. С. 189–197. _doi:10.7868/S0016675816020090

Переверзева В. В., Примак А. А., Дубинин Е. А. Генетическая структура популяций красной полевки Myodes (= Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 Северного Приохотья по данным об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013а. Т. 17, № 3. С. 435–443.

Переверзева В. В., Примак А. А., Дубинин Е. А. Филогенетические отношения популяций красной полевки Myodes (=Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 Северного Приохотья и Колымского региона // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013б. Т. 17, № 3. С. 444–451.

Потапов С. Г., Илларионова Н. А., Андреева Т. А., Баскевич М. И., Окулова Н. М., Лавренченко Л. А., Орлов В. Н. Явление переноса митохондриального генома красной полевки (Myodes rutilus) к рыжей (M. glareolus) на северо-востоке Европы // Доклады Академии наук. 2007. Т. 417, № 1. С. 139–141.

Ракитин С. Б., Фоминых М. А., Большаков В. Н., Соколова Н. А., Бородин А. В. Морфологическая и генетическая (мтДНК) изменчивость красной полевки (Clethrionomys rutilus, Pallas, 1779) на Урале // Структура вида у млекопитающих. Материалы конференции. (Москва, 21–23 октября 2015 г.). М.: Товарищество научных изданий КМК. 2015. С. 69.

Belfiore N. M., Hoffman F. G., Baker R. J., Dewoody J. A. The use of nuclear and mitochondrial single nucleotide polymorphisms to identify cryptic species // Mol. Ecol. 2003. Vol. 12, no. 7. P. 2011–2017. _doi:10.1046/j.1365-294X.2003.01874.x

Boratyński Z., Alves P. C., Berto S., Koskela E., Mappes T., Melo-Ferreira J. Introgression of mitochondrial DNA among Myodes voles: consequences for energetics? // BMC Evol. Biol. 2011. Vol. 9, no. 11. P. 355. _doi:10.1186/1471-2148-11-355

Boratyński Z., Melo-Ferreira J., Alves P. C., Berto S., Koskela E., Pentikäinen O. T., Tarroso P., Ylilauri M., Mappes T. Molecular and ecological signs of mitochondrial adaptation: consequences for introgression? // Heredity (Edinb). 2014. Vol. 113, no. 4. P. 277–286. _doi:10.1038/hdy.2014.28

Cook J. A., Runck A. M., Conroy C. J. Historical biogeography at the crossroads of the northern continents: molecular phylogenetics of red-backed voles (Rodentia: Arvicolinae) // Mol. Phylogenet. Evol. 2004. Vol. 30, no. 3. P. 767–777. _doi:10.1016/S1055-7903(03)00248-3

Deffontaine V., Ledevin R., Fontaine M.C., Quéré J.P., Renaud S., Libois R., Michaux J. R. A relict bank vole lineage highlights the biogeographic history of the Pyrenean region in Europe // Mol. Ecol. 2009. Vol. 18, no. 11. P. 2489–2502. _doi:10.1111/j.1365-294X.2009.04162.x

Filipi K., Marková S., Searle J. B., Kotlík P. Mitogenomic phylogenetics of the bank vole Clethrionomys glareolus, a model system for studying end-glacial colonization of Europe // Mol. Phylogenet. Evol. 2015. Vol. 82. Pt A. P. 245–257. _doi:10.1016/j.ympev.2014.10.016

Folkertsma R., Charbonnel N., Henttonen H., Heroldová M., Huitu O., Kotlík P., Manzo E., Paijmans J. L. A., Plantard O., Sándor A. D., Hofreiter M., Eccard J. A. Genomic signatures of climate adaptation in bank voles // Ecol. Evol. 2024. Vol. 7, no. 14(3):e10886. _doi:10.1002/ece3.10886

Galewski T., Tilak M. K., Sanchez S., Chevret P., Paradis E., Douzery E. J. The evolutionary radiation of Arvicolinae rodents (voles and lemmings): relative contribution of nuclear and mitochondrial DNA phylogenies // BMC Evol. Biol. 2006. Vol. 9, no. 6. P. 80. _doi:10.1186/1471-2148-6-80

Honda A., Murakami S., Harada M., Tsuchiya K., Kinoshita G., Suzuki H. Late Pleistocene climate change and population dynamics of Japanese Myodes voles inferred from mitochondrial cytochrome b sequences // J. Mammal. 2019. Vol. 27, no. 100(4). P. 1156–1168. _doi: 10.1093/jmammal/gyz093

Iwasa M. A., Kartavtseva I. V., Dobrotvorsky А. К., Panov V. V., Suzuki H. Local differentiation of Clethrionomys rutilus in northeastern Asia inferred from mitochondrial gene sequences // Mammalian Biology. 2002. Vol. 67. P. 157–166. _doi:10.1078/1616-5047-00023

Kawai K., Hailer F., de Guia A.P., Ichikawa H., Saitoh T. Refugia in glacial ages led to the current discontinuous distribution patterns of the dark red-backed vole Myodes rex on Hokkaido, Japan // Zoolog. Sci. 2013. Vol. 30, no. 8. P. 642–650. _doi:10.2108/zsj.30.642

Kohli B. A., Fedorov V. B., Waltari E., Cook J. A. Phylogeography of a Holarctic rodent (Myodes rutilus): testing high-latitude biogeographical hypotheses and the dynamics of range shifts // Journal of Biogeography. 2015. Vol. 42, no. 2. Р. 377–389. _doi:10.1111/jbi.12433

Orekhova N. A., Davydova Y. A., Smirnov G. Y. Structural-functional aberrations of erythrocytes in the northern red-backed vole (Clethrionomys rutilus Pallas, 1779) that inhabits the zone of influence of the copper smelter (the Middle Ural) // Biometals. 2023. Vol. 36, no. 4. P. 847–864. _doi:10.1007/s10534-022-00478-2

Runck A. M., Matocq M. D., Cook J. A. Historic hybridization and persistence of a novel mito-nuclear combination in red-backed voles (genus Myodes) // BMC Evol. Biol. 2009. Vol. 21, no. 9. P. 114. _doi:10.1186/1471-2148-9-114

Tallmon D. A., Draheim H. M., Mills L. S., Allendorf F. W. Insights into recently fragmented vole populations from combined genetic and demographic data // Mol. Ecol. 2002. Vol. 11, no. 4. P. 699–709. _doi:10.1046/j.1365-294X.2002.01480.x

Tegelström H. Transfer of mitochondrial DNA from the northern red-backed vole (Myodes rutilus) to the bank vole (M. glareolus) // Journal of Molecular Evolution. 1987. Vol. 24. P. 218–227. _doi:10.1007/BF02111235

Tuomi M. W., Murguzur F. J. A., Hoset K. S., Soininen E. M., Vesterinen E. J., Utsi T. A., Kaino S., Bråthen K. A. Novel frontier in wildlife monitoring: Identification of small rodent species from fecal pellets using near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) // Ecol. Evol. 2023. Vol. 19, no. 13(3):e9857. _doi:10.1002/ece3.9857

Wickliffe J. K., Dunina-Barkovskaya Y. V., Gaschak S. P., Rodgers B. E., Chesser R. K., Bondarkov M., Baker R. J. Variation in mitochondrial DNA control region haplotypes in populations of the bank vole, Clethrionomys glareolus, living in the Chernobyl environment, Ukraine // Environmental Toxicology and Chemistry. 2006. Vol. 25, no. 2. P. 503–508. _doi:10.1897/05-327R.1

Yeh F. C., Yang R., Boyle T. Popgene. Version 1.31. University of Alberta and Centre for International Forestry Research. 1999. URL: http://www.ualberta.ca/~fyeh/popgene_download.html (accessed: 25.07.2024).

Zhigileva O. N., Levykh A. Yu., Gorbacheva E. V. Genetic polymorphism in populations of voles and shrews from the Kronotsky reserve (the Kamchatka peninsula, Russia) // Arxius de Miscellània Zoològica. 2020. Vol. 18. P. 75–83. _doi:10.32800/amz.2020.18.0075

Zietjiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification // Genomics. 1994. Vol. 20, no. 2. P. 176–183. _doi:10.1006/geno.1994.1151




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/bg2027

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019