Features of D-loop mtDNA haplotypes diversity of sockeye salmon Oncorhynchus nerka Walbaum

The haplotypes of the D-loop mtDNA complete sequence in 60 sockeye salmon (Oncorhynchus nerka Walbaum) specimens from the mainland part (the Anadyr River, the Pakhacha River, the Azabachye Lake, the Kamchatka River, the Vorovskaya River) and the island part (Iturup, Paramushir, Shumshu) of the areal were analyzed. After multiple alignment of the sequences, a part of 1025 bp mtDNA comprising the entire D-loop sequence was examined, the GC content of this fragment was 39.8%. Four polymorphic sites were identified (0.3% of all sites), 4 of them informative, all substitutions were transitions, and four indels were identified. Only one substitution was observed in the D-loop region before poly-T repeat, the remaining variable sites were located in the second half of the analyzed mtDNA fragment. For Sockeye Salmon, a low diversity of D-loop haplotypes is characteristic: in total, 4 haplotypes for substitution and 7 haplotypes with indels were identified. Two haplogroups were identified, differing in three substitutions. Two most common haplotypes A and B are distinguished, differing by 3 substitutions. Haplotypes A and B are present in both groups of populations, two more haplotypes are found among the mainland populations. On the Kuril Islands there are only A and B haplotypes. Taking into account the indeles, haplotypes A and B differ by 3 substitutions and 2 indeles and, taking into account the indeles, a haplotype which was found only in fishes of the Kurile Islands was revealed. Taking into account the indels, the index of the haplotypes diversity (Hd) increases to 0.75, the haplotypes diversity index in group of continental populations is higher than in the populations of the Kurile Islands. Thus, the D-loop of mitochondrial DNA of sockeye salmon possesses structural features: most variable sites are located at a site after poly-T repeat, and a large number of indeles are present with a low haplotypic diversity. With that, in the structure of the current genetic diversity of sockeye salmon there is traced a decrease in the population number and fragmentation of the sockeye salmon areal in the Late Pleistocene.

Oncorhynchus nerka, sokeye salmon, Oncorhynchus nerka, mitochondrial DNA, D-loop, indel

1. Алтухов Ю. П. Популяционная генетика лососевых рыб / Ю. П. Алтухов, Е. А. Салменкова, В. Т. Омельченко. - М.: Наука, 1997. - 288 с.

2. Бугаев В. Ф. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности) / В. Ф. Бугаев - М.: Колос, 1995. - 464 с.

3. Варнавская Н. В. Генетическая дифференциация популяций тихоокеанских лососей / Н. В. Варнавская - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 2006. - 488 с.

4. Хрусталева А. М. Комплексный метод дифференциации нерки (Oncorhynchus nerka) азиатских стад / А. М. Хрусталева - М.: Изд-во ВНИРО, 2007. - 165 с.

5. Хрусталева А. М. Реконструкция послеледникового расселения азиатской нерки Oncorhynchus nerka / А. М. Хрусталева [и др.] // Тр. ВНИРО. - 2016. - Т. 161. - С. 65-77.

6. Бачевская Л. Т. Генетическое разнообразие нерки (Oncorhynchus nerka) из некоторых рек восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря по данным полиморфизма гена цитохрома b митохондриальной ДНК / Л. Т. Бачевская [и др.] // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. - 2015. - Вып. 38. - С. 49-56.

7. Зеленина Д. А. Внутривидовой митохондриальный полиморфизм и сравнительная филогеография тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus / Д.А. Зеленина [и др.] // Сб. мат. Всерос. науч. конф. «Водные биологические ресурсы России: состояние, мониторинг, управление», посвященной 85-летию КамчатНИРО (Петропавловск-Камчатский, 3-6 окт. 2017г.) - Петропавловск-Камчатский, 2017. - С. 167-171.

8. Brunner P.C. Holarctic phylogeography of arctic charr (Salvelinus alpinus L.) inferred from mitochondrial DNA sequences / Brunner P.C. [et al.] // Evolution. - 2001. - V. 55, № 3. - P. 573-586. 17.

9. Librado P. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data / Librado P., J. Rozas // Bioinformatics. - 2009. - V.25 - P. 1451-1452.

10. Sanjuán R. Viral Mutation Rates / R. Sanjuán // J. of Virology. - 2010. - Vol. 84, № 19. - P. 9733-9748.

11. Nicod J.-C. Low levels of mitochondrial DNA variation among central and southern European Esox lucius populations / J.-C. Nicod [et al.] // J. of Fish Biology. - 2004. - V. 64. - P. 1442-1449.

12. Пономарева Е. В. Разнообразие гаплотипов контрольного региона мтДНК европейского хариуса (Thymallus thymallus L.) рек бассейна Белого моря / Е. В. Пономарева, М. В. Пономарева, Е. А. Шубина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 8-5. - С. 747-751.

13. Брыков В. А. Влияние биотопов размножения на генетическую дифференциацию популяций нерки (Oncorhynchus nerka) / Брыков В. А. [и др.] // Генетика. - 2005 - Т.41, № 5. - С. 1-10.

14. Лукашов В. В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ / В. В. Лукашов - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 256 с.

15. Есин Е. В. Морфологическая специфика «каменного» гольца (Salvelinus, Salmonidae) бассейна реки Камчатка / Е. В. Есин, Г. Н. Маркевич, Н.О Мельник. // Сб. тр. Кроноцкого гос. природного биосферного заповедника. - 2017. - Вып. 5. - С. 13 - 25.

16. Брайцева О. А. Новые данные о возрасте плейстоценовых отложений центральной камчатской депрессии / О. А. Брайцева, И. В. Мелекесцев, Л. Д. Сулержицкий // Стратиграфия. Геологическая корреляция. - 2005. - Т.13, № 1. - С.106 - 115.

17. Гросвальд М. Г. Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания / М. Г. Гросвальд // Мат. гляциологических исследований. - 2009. - Вып. 106. - 152 с.