Нуклеотидное разнообразие фрагмента гена цитохромоксидазы субъединицы 1 митохондриальной ДНК в популяциях нерки (Oncorhynchus Nerka)

Цель: проанализировать нуклеотидное разнообразие фрагмента гена цитохромоксидаза субъединицы 1 мт ДНК в азиатских и американских популяциях нерки.

Материалы и методы. Материалом для анализа являются нуклеотидные последовательности как полученные автором для популяции нерки р.Ола, так и  для ряда азиатских и американских популяций нерки, размещенные в Генетическом Банке (www.ncbi.nlm.nih.gov). Проанализировано 139 секвенсов, унифицированное количество нуклеотидов - 640. Статистические параметры следующие: ps – доля полиморфных сайтов, θ – доля полиморфных сайтов с учетом числа сайтов (i) p_s/a₁, a₁ = 1/ Σ1/i, = 1/ 1 + ½ + 1/3+ …+1/i, π_T - нуклеотидное разнообразие, π_s – среднее нуклеотидное разнообразие внутри популяции, δ_ST – межпопуляционное нуклеотидное разнообразие, NST – коэффициент нуклеотидной дифференциации N_ST = δ_ST/ π^T. Дендрограмма построена по величинам так называемых р-дистанций, метод кластеризации UPGMA.

Результаты.  Нуклеотидное разнообразие нерки р. Ола (π_T = 0,00505 (s=0,000080)) оказалось несколько выше чем в американских популяциях (π_T =0,00403 (s=0,000002)). Коэффициент нуклеотидной дифференциации N_ST и количество полиморфных сайтов в азиатских популяциях выше, чем в американских. Благодаря этому обнаружен более высокий уровень нуклеотидного разнообразия в азиатских популяциях нерки (0,00504 (s=0,000004)), чем в североамериканских (0,00403 (s=0,000002)). Нуклеотидные последовательности всех особей делятся на 2 группы. Особи данных группировок не имеют территориальной привязанности, т.е. отмечены как в азиатских, так и в американских популяциях. Наиболее вероятно, что указанные группировки сформировались в результате позднеплейстоценовых колебаний климата и связанных с этим наличие 2 рефугиумов на азиатском побережье - реки северного побережья Охотского моря и реки п-ва Камчатка. Для американских популяций нерки также предполагается существование в период похолодания климата двух рефугиумов, один в районе п-ва Аляски, второй в районе острова Ванкувер. Практически все крупные популяции нерки находятся под влиянием промысла и во многих случаях искусственного разведения. Для надежного различения заводской рыбы, разводимой на рыбоводных заводах, от нерки, воспроизводящейся в природных нерестилищах, можно использовать характерную нуклеотидную последовательность гена цитохромоксидазы мтДНК.

1. Волобуев В. В. Нерка Oncorhynchus nerka (Walbaum) северо-восточной части материкового побережья Охотского моря / В. В.Волобуев, М. Н. Горохов, И. С. Голованов, Л. Т. Хованская, А. В. Ямборко // Вестник Камчатского государственного технического университета. – 2019. – № 48. – С. 49–58.

2. Марченко С. Л. Нерка Oncorhynchus nerka (Salmoniformes, Salmonidae) материкового побережья Охотского моря / С. Л. Марченко // Вопросы рыболовства. – 2022. – Т. 23. – №3. – С. 102–121.

3. Пустовойт С. П. Генетическая изменчивость малочисленной популяции нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) р.Ола (северное побережье Охотского моря) / С. П. Пустовойт // Генетика. – 2001. – Т. 37. – №12. – С. 1657–1662.

4. Пустовойт С. П. ДНК штрих-кодирование нерки (Oncorhynchus nerka) р. Ола, Охотское море / С. П. Пустовойт // Вестник Северо-Восточного государственного университет. – 2015. – № 23. – С. 54–60.

5. Пустовойт С.П. Генетическое разнообразие некоторых генов митохондриальной ДНК в смешанной популяции нерки (Oncorhynchus nerka) р. Ола (северное побережье Охотского моря) / С. П. Пустовойт, П. С. Швец // Генетика и разведение животных. – 2022. – № 3. – С. 18–23.

6. Хованский И. Е. Эколого-физиологические и биотехнологические факторы эффективности лососеводства / И. Е. Хованский // Хабаровск: Хабаровское книжное издательство, 2004. – 417 с.

7. Гены по Люину / Дж.Кребс, Э.Голдштейн, С.Килпатрик // М.: Лаборатория знаний, 2018. – 919 с.

8. Шнеер В. С. ДНК-штрихкодирование видов животных и растений – способ их молекулярной идентификации и изучения биоразнообразия / В. С. Шнеер // Журнал общей биологии. – 2009. – № 4. – С. 296–315.

9. Ward R. D. The campaign to DNA barcode all fishes, FISH-BOL / R. D. Ward, R. Hanner, P. D. N. Hebert // Journal of Fish Biology. – 2009. – Vol. 74. – № 2. – P. 329–356.

10. Ней М. Молекулярная эволюция и филогенетика. / М. Ней, С. Кумар // К.: KBIЦ, 2004. – 418 с.

11. Картавцев Ю. Ф. Генетическая дивергенция видов и других таксонов, географическое видообразование и генетическая парадигма неодарвинизма в действии / Ю. Ф. Картавцев // Успехи современной биологии. – 2013. – Т. 133. – № 5. – С. 419–451.

12. Tamura K. MEGA11: Molecular evolutionary genetics analysis version 11/ K.Tamura, G.Stecher, S.Kumar // Molecular Biology and Evolution. – 2021. – № 38. – P. 3022–3027.

13. Librado P. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data / P.Librado, J. Rozas // Bioinformatics. – 2009. – № 25. – P. 1451–1452.

14. Пустовойт С. П. Геногеографическое исследование нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) / С. П. Пустовойт // Генетика. – 1995. – Т. 31 – №2. – С. 239–244.

15. Bickham J. W. Biogeographic implications of cytochrome b sequences and allozymes in sockeye (Oncorhynchus nerka) / J. W. Bickham, C. C. Wood, J. C. Patton // Journal of Heredity. – 1995. – Vol. 86. – P. 140–144.