CC BY
46
Труды ИБВВ РАН, 2017, вып. 80(83)
Transactions of IBIW RAS, 2017, issue 80(83)
УДК 591.124:575.17(262.5)
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧЕТЫРЕХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ГРУПП MYTILUS GALLOPROVINCIALIS LAM. (MYTILIDAE: MOLLUSCA) ИЗ ЧЕРНОГО
МОРЯ
А. Д. Куликова, А. А. Солдатов
Институт морских биологических исследований им. А. О. Ковалевского РАН 29011 г. Севастополь, пр-т Нахимова 2, e-mail: qulikova@gmail.com, alekssoldatov@yandex.ru
Исследованы генетические характеристики 4-х цветовых групп двустворчатого моллюска Mytilus galloprovincilais (черная, переходная, темно- и светло-коричневая группы), идентифицированных методом компьютерной обработки фотографий. При помощи RAPD анализа было показано, что черноморской популяции мидии свойственно высокое генетическое разнообразие. Установлено наличие генетической обособленности моллюсков со светло-коричневой окраской раковины, что, по-видимому, обусловлено наличием экологической изоляции между скальной и иловой формами мидии.
Ключевые слова: Mytilus galloprovincilais, цветовой полиморфизм, генетическое разнообразие, RAPD, Черное море.
ВВЕДЕНИЕ
Морской двустворчатый моллюск Mytilus galloprovincialis Lam., или мидия, является массовым видом в умеренных климатических зонах обоих полушарий [Hilbish et al., 2000]. Он формирует свои поселения на различных биотопах (прибрежные конструкции, скальные субстраты, донные иловые отложения). Такой обширный ареал вида обеспечивается его пластичностью, в основе которого должно лежать генетическое разнообразие. Среди особей существенно варьируют форма и цвет створок [Жуковская, Кодолова, 2002 (Zhukovskaya, Kodolova, 2002)]. Исследования изоферментных спектров [Grant, Cherry, 1985; Quesada et al., 1995] и молекулярно-генетические работы [Ma et al., 2000; Diz, Presa, 2008] так же говорят о значительном внутривидовом разнообразие мидии.
Mytilus galloprovincialis вместе с другими представителями рода Mytilus формирует обширные гибридные зоны [VáinOlá, Hvilsom, 1991]. Такие гибриды способны к размножению, и к бэк-кросс скрещиванию [Suchanek et al., 1997], повышая, таким образом, уровень генетического разнообразия родительских видов.
Популяция M. galloprovincialis в Черном море неоднородна. Говорят о существовании двух экологических групп, приуроченных к местам обитания: скальной и иловой соответственно. В донных популяциях количественно
преобладают моллюски с коричневой окраской створок, на прибрежных субстратах выше частота встречаемости мидий черно-фиолетового цвета [Казанкова, 2008 (КаЕапкоуа, 2008)]. Показан наследственный характер признака окраски раковины у мидии, при чем коричневый цвет доминирует над черным [81ю1Ьоуа й а1., 1996]. Существует мнение, что цвет раковины является побочным проявлениям функционального гена или ряда генов [Иванов, Булатов, 1989 (Гуапоу, Би1а1юу, 1989)]. Это предположение получило подтверждение в работах, демонстрирующих наличие функциональных различий между мидиями с различной окраской раковины [Щербань, 2000; Александрова и др., 2001 ^ЬегЬап, 2000; A1exsandrova й а1., 2001); КиПкоуа е! а1., 2015]. Описанные выше особенности моллюсков, обладающих разным цветом створок, позволяют предположить наличие генетической неоднородности между ними.
На настоящий момент, исследования генетической структуры черноморской популяции мидии выполнены только на уровне белковых продуктов генов [81ю1Ьоуа, Ladygina, 1994]. Анализ с использованием молекулярно-генетических методов не проводили. Этим аспектам проблемы и посвящена настоящая работа.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ
Объектом исследований послужили половозрелые особи моллюска M. gаllo-provincialis (семейство МуйШае) с различным характером пигментации створок. Длина раковины составляла 42-75 мм. Животных собирали разово с коллекторных установок мидийно-го хозяйства ООО "Яхонт ЛТД", расположен-
ных в б. Кацивели (крымское побережье Черного моря) в 2010 г.
Моллюски были разделены на четыре цветовые группы (черную, переходную, темно-и светло-коричневую) по признаку окраски створок. Разделение осуществлялось методом компьютерной обработки фотографий, разрабо-
танной ранее [Куликова, 2012 (КиНкоуа, 2012)]. Особи, использованные в эксперименте, были условно обозначены как Черная 1-8, Переходная 1-8, Темно-коричневая 1-13 и Светло-коричневая 1-9.
ДНК выделяли по стандартной методике с использованием набора реактивов Ашр^еш (Москва). Для выделения использовалась мышечная ткань ноги и аддукторов. ДНК ампли-фицировалось в присутствии пяти олигонук-леотидных праймеров (название и нуклеотид-
ная последовательность указаны в табл.1). Общая температурная схема для ПЦР состояла из: предварительной денатурации (93°, 3 мин.), 35 последовательных циклов амплификации, и финальной элонгации (72°, 6 мин.). Каждый из повторяющихся циклов имел следующий вид: денатурация (93°, 45 сек.), отжиг (температура варьировала в зависимости от используемого праймера, 45 сек., табл. 1) и элонгация (72°, 1 мин.).
Таблица 1. Характеристики праймеров, использованных при амплификации Table 1. Characteristics of primers used for amplification
Праймер Primer Нуклеотидная последовательность Nucleotide sequence C-G,% t отжига,°С Annealing t, °C
olig 10 TGTCCACCAG 60 36
olig 17 AGGCCGCTTA 60 32
olig 31 AGGCGTGCAA 60 32
olig 42 GGGATATCGC 60 32
olig43 CATGCAAGAC 50 30
Амплифицированную ДНК разделяли методом горизонатльного электрофореза в агарозном геле. Окрашивание проводили раствором бромистого этидия, детекцию наработанных фрагментов осуществляли в ультрофи-олетовом свете. Полученные электрофоре-граммы фотографировали и обрабатывали в специализированной программе TotalLab ^120 у2008. Каждый RAPD фрагмент рассматривается как отдельный локус. Количество обнаруженных локусов посчитали достаточным для расчета генетических дистанций [Kalinowski, 2002]. Учитывались все полосы, дающие четкие пики при анализе электрофо-реграммы в То1а1ЬаЬ. При статистической обработке использовали все результаты, полученные при амплификации олигонуклеотид-ных праймеров.
Для каждой цветовой группы определяли число проявивших себя локусов, а также долю полиморфных локусов 1987]. Локус считали мономорфным, если частота одного из его аллелей превышала уровень 0.95. Частоту аллелей рассчитывали исходя из уравнения Харди-Вайнберга. Аналогично устанавливали
долю полиморфных локусов для выборки в целом и индивидуально для каждого праймера.
Расчет основных генетических параметров проводили с помощью программного обеспечения PopGene32 (1.32). Для каждого локуса определяли частоты аллелей (p, q) на основании которых рассчитывали среднюю ожидаемую гетерозиготность (H) (Nei, 1987), информационный индекс Шеннона-Уивера (I) [Lewontin, 1972]. Рассматривали, как целую выборку, так и каждую из цветовых групп по отдельности. Генетические расстояния между четырьмя цветовыми группами так же рассчитывали при помощи PopGene32. Для оценки степени совпадения/различия использовали оригинальную модель Нея (Nei, 1972).
Расчет генетических расстояний между отдельными особями проводили в программе MVSP (версия 3.22, Kovach Computing Services). Схожесть особей (S) оценивали, используя коэффициент простого совпадения. Деревья строили методом средней связи (UPGMA).
Уровень генетической подразделенности между цветовыми группами оценивали при помощи индекса фиксации Fst в интерпретации Нея [Nei, Chesser, 1983].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ
В результате амплификации ДНК мидии в присутствии пяти олигонуклеотидных прай-меров было обнаружено 99 фрагментов (табл. 2), 75 из которых носили полиморфный характер (Р = 0.95). Длина фрагментов варьировала в пределах 116-1500 п.н. Число локу-сов, наработанных с использованием каждого
из праймеров, было значительно. Наибольшее количество локусов было показано при амплификации ДНК в присутствии праймера о^ 42 (25 фрагментов), наименьшее - 17 (16 фрагментов). При использовании праймеров о^ 10, о% 31, 43 число обнаруженных
фрагментов составило 17, 23 и 18 соответственно.
Особый интерес представляю собой данные, полученные при амплификации в присутствии olig 43. Указанный праймер успешно инициировал реакцию амплификации ДНК большинства мидий светло-коричневой группы, но не давал наработанных фрагментов с ДНК мидий других групп. Исключения составили особи Черная 4, Переходная 1 и 2, Темно-коричневая 7 и 8 для которых были обнаружены соответствующие фрагменты, а также осо-
Таблица 2. Общая характеристика RAPD-фрагментов
Table 2. Total characteristics of the RAPD fragments
би Светло-коричневая 5, 7 и 8, которые в рамках своей группы не вступали в реакцию амплификации с о^ 43. Такая избирательность отжига была показана в нескольких повторно-стях. Основываясь на данных, о наличии отсутствии фрагмента, были рассчитаны генетические характеристики как для четырех цветовых групп, так и для выборки в целом (табл. 3). Полученные данные указывают на высокий уровень генетического разнообразия в черноморской популяции М. gаllo-provincialis.
Праймер Primer Кол-во локусов Number of loci Длины ампликонов, п.н. Length of amplicons, p.n. P95
olig 10 17 160-1180 0.S2
olig 17 16 116-1346 0.5б
olig 31 23 148-1034 0.91
olig 42 25 187-1500 0.72
olig43 18 231-1241 0.72
Таблица 3. Основные показатели генетического полиморфизма для черноморской мидии
Table 3. The main indicators of genetic polymorphism for the Black Sea mussels
Группа Group N Np P95 H I S
Черная (Black) 71 70 0.71 0.20 0.31 0.72
Переходная (Transitional) 73 72 0.73 0.22 0.34 0.б9
Темно-коричневая (Dark brown) Si 5S 0.59 0.21 0.33 0.71
Светло-коричневая (Light brown) S2 77 0.7S 0.21 0.34 0.б9
Общее (Total) 99 75 0.7б 0.23 0.37 0.б9
Основные генетические характеристики между четырьмя цветовыми группами были распределены равномерно. Более низкое значение доли полиморфных локусов показано для мидий с темно-коричневой окраской створок. Для M. galloprovincialis черной группы значения средней ожидаемой гетерозиготности и информационный индекс Шеннона-Уивера были ниже, чем для других цветовых групп.
Используя расчетные данные ожидаемой гетерозиготности, определили индекс фиксации Fst. Обычно этот показатель рекомендуется к использованию с маркерами кодоминантного типа, однако в ряде статей показана возможность его использования и при анализе RAPD [Nadler et al., 1995; Jiménez et al., 2002; Mukherjee et al., 2013]. Индекс фиксации составил 0.1. Это означает, что 10% всей генетической изменчивости приходится на межгрупповые различия, что свидетельствует об уме-
ренной генетической подразделенности черноморской популяции.
При построении дерева, все исследованные особи разделились на два кластера (рис. 1). В один кластер попали преимущественно мидии светло-коричневой группы и особи, для которых успешно протекала амплификация в присутствии праймера оИ§ 43. Второй кластер был представлен мидиями всех четырех цветовых групп, в том числе сюда входил ряд М. galloprovincialis со светло-коричневой окраской (особи 1, 5, 7 и 8).
Такой характер кластеризации позволяет предположить генетическую обособленность светло-коричневой мидии. Для подтверждения данного предположения были рассчитаны генетические расстояния между четырьмя морфологическими группами. На соответствующем дереве светло-коричневая группа формирует отдельную ветвь (рис. 2).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Известно, что морские виды обладают большим генетическим разнообразием, чем пресноводные и, в особенности, наземные ор-
ганизмы [Feral, 2002]. В случае M. gallo-provincialis высокий уровень полиморфизма обусловлен еще и особенностями биологии
вида. У мидии взрослые особи ведут прикрепленный образ жизни, в то время как на личиночной стадии они подвижны, и активно разносятся течениями. Дистанция распространения личинок при этом может достигать 1050 км [McQuaid, Phillips, 2000; Gilg, Hilbish, 2003]. По-видимому, распределение M. gallo-provincialis по всему бассейну Черного моря на личиночной стадии обеспечивает высокий
уровень генетического разнообразия, наблюдаемого в рамках изучаемой популяции. Высокие значения полиморфизма были получены также для средиземноморской популяции мидии [Diz, Presa, 2008], и других видов двустворчатых моллюсков, имеющих аналогичную стратегию расселения [Holmes, Witbaard, 2003; Apte et al., 2003].
Рис. 1. Степень схожести особей M. galloprovincialis с различной окраской створок.
Fig. 1. The degree of similarity of individuals of M. galloprovincialis with different colored shells.
Рис. 2. Генетическое расстояние между четырьмя цветовыми группами M. galloprovincialis. Fig. 2. The genetic distance between the four color groups of M. galloprovincialis.
Принято считать, что для прикрепленных морских видов, имеющих длительную личиночную стадию, должно быть свойственно высокое значение внутрипопуляционной изменчивости по сравнению с межпопуляцион-ной изменчивостью [Feral, 2002]. Это подтверждается, в настоящей работе, при сравнении генетических характеристик четырех цветовых групп, которые существенно не разли-
чались. Однако при построении деревьев, как для отдельных особей, так и для выделенных групп, светло коричневые мидии были обособлены. Рассчитанный индекс фиксации так же свидетельствовал о наличии умеренной генетической внутрипопуляционной подразде-ленности.
Шанс наличия географической изоляции существенно снижается для видов, которым
характерен широкий диапазон расселения на личиночной стадии [Palumbi, 1994]. При этом на практике для морских организмов показано наличие генетической неоднородности, которая часто распространяется по градиенту экологических факторов (соленость, температура, содержание кислорода и т.д.). Считается, что такая подразделенность может формироваться под воздействием отбора, обусловленного спецификой местообитания [Feral, 2002; Zardi et al., 2007]. Эта позиция получила подтверждение и в рамках рода Mytilus, не смотря на возможность широкого расселения и наличия межвидовой гибридизации, виды комплекса голубой мидии (M. edulis, M. trossilus, M. galloprovincialis) в значительной степени разняться между собой генетически [Koehn, 1991; McDonald et al., 1991]. При этом приспособленность видов к локальным условиям среды определяет ареалы их обитания [Suchanek et al., 1997; Fields et al., 2006]. Как упоминалось ранее, в Черном море выделяют несколько экологических групп M. galloprovincialis: скальную и иловую. Первая массово встречается на твердых субстратах в верхнем горизонте (до 10 м), последняя формирует массовые поселения на глубине 20-50 м и характеризуется преобладанием мидий со светлой окраской створок [Заика и др., 1990 (Zaika et al., 1990)]. С увеличением глубины значительно изменяются гидрохимические условия воды:
снижается средне годичная температура (7-9°С), начиная с 50 м, резко падает содержание кислорода (с 7-8 до 5 мл/л), увеличивается соленость. Различия условий среды в местах обитания моллюска могут стимулировать возникновение экологической изоляции между группами. Данные о нересте мидии показывают, что для скальной и иловой формы пик генеративной активности приходится на разные месяцы (скальная - весна, осень; иловая - конец весны, лето), что непосредственно связано с динамикой температурного режима в соответствующих местах обитания [Ревков, Шаляпин, 1999; Ревков, 2000 (Яеукоу, 8Ьа1уарт, 1999; Яеукоу, 2000)]. Далее личинки могут свободно перемещаться в толще воды, однако большая их часть остается на тех же глубинах, на которых прошел массовый нерест [Казан-кова, Немировский, 2003 (КаЕапкоуа, гоу8ку, 2003)], формируя новые поселения. Обособленность мидий со светло коричневой окраской раковины может быть объяснено тем, что данная цветовая группа, количественно преобладая в донных поселениях, сильнее подвержена отбору, направленному на соответствие жизненных функций моллюска условиям среды обитания. Закреплению различий способствует экологическая изоляция, обусловленная разнесенными во времени пиками нереста у скальной и иловой формы моллюска.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате RAPD анализа установлено, что для черноморской популяции характерен высокий уровень генетического разнообразия. Это соответствует данным, показанным для других морских двустворок, и объясняется особенностями биологии вида. При сравнении четырех цветовых групп M. galloprovincialis
была обнаружена генетическая обособленность мидии со светло-коричневой окраской раковины. Подразделенность внутри черноморской популяции, по-видимому, формируется вследствие экологической изоляции скальной и иловой мидии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Александрова О.Л., Солдатов А.А., Головина И.В. Особенности глутатионпероксидной системы в тканях двух цветовых морф черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. II Экология моря. 2001. Вып. 58. С. 22-26.
Жуковская Е.А., Кодолова О.П. Взаимосвязь цветового полиморфизма и морфологических признаков у раковин черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. II В1СНИК Житомирського державного ушверситету iменi 1вана Франка. 2002. № 10. C. 43-46.
Заика В.Е. и др. Митилиды Черного моря. Киев, Наукова думка, 1990. 208 с.
Иванов В.Н., Булатов К.В. Об использовании цвета раковины как признака-маркера в изучении генетического состава популяции черноморских мидий II Фенетика популяций: Матер. III Всесоюз. совещ. М., 1989. С. 105-106.
Казанкова И.И. Частота цветовых морф в поселениях Mytilus galloprovincialis в прибрежных водах южного и юго-западного Крыма II Экология моря. 2008. Вып. 75. P. 38-41.
Казанкова И.И., Немировский М.С. Пространственно-временная динамика численности личинок черноморских Bivalvia в весенний период и ее связь с гидрофизическими особенностями района II Морской экологический журнал. 2003. Т. 2, № 3. С. 94-101.
Куликова А.Д. Выявления цветовых морф моллюска Mytilus galloprovincialis Lam. с использованием компьютерной обработки фотографий II Мор. экол. журн. 2012. Т. 11, № 3. С. 63-67.
Ревков Н.К. Годовая динамика меропланктона (Bivalvia, Gastropoda) и особенности пула личинок мидии (Mytilus galloprovincialis) в Каламитском заливе Черного моря // Гидробиологический журнал. 2000. Т. 36. № 1. С. 46-55.
Ревков Н.К. Шаляпин В.К. Особенности вертикального распределения личинок Mytilus galloprovincialis и формирование поселений мидии в Черном море // Экология моря. 1999. Вып 48. С. 58-62.
Щербань С.А. Особенности соматического и генеративного роста у некоторых цветовых морф мидии Mytilus galloprovincialis Lam. // Экология моря. 2000. Вып. 53. С. 77-81.
Apte S., Star B., Gardner J.P.A. A comparison of genetic diversity between cultured and wild populations, and a test for genetic introgression in the New Zealand greenshell mussel Perna canaliculus (Gmelin 1791) // Aquaculture. 2003. Vol. 219. №. 1. P. 193-220.
Diz A.P., Presa P. Regional patterns of microsatellite variation in Mytilus galloprovincialis from the Iberian Peninsula // Mar. Biol. 2008. Vol. 154. №. 2. P. 277-286.
Féral J. P. How useful are the genetic markers in attempts to understand and manage marine biodiversity? // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2002. Vol. 268. №. 2. P. 121-145.
Fields P.A., Rudomin E.L., Somero G.N. Temperature sensitivities of cytosolic malate dehydrogenases from native and invasive species of marine mussels (genus Mytilus): sequence-function linkages and correlations with biogeographic distribution // J. Exp. Biol. 2006. Vol. 209. №. 4. P. 656-667.
Gilg M.R., Hilbish T.J. The geography of marine larval dispersal: coupling genetics with fine-scale physical oceanography // Ecology. 2003. Vol. 84. №. 11. P. 2989-2998.
Grant W.S., Cherry M.I. Mytilus galloprovincialis Lam. In southern Africa // J. Exp. Marine. Biol. Ecol. 1985. 90. P. 179191.
Hilbish T.J. et.al. Origin of the antitropical distribution pattern in marine mussels (Mytilus spp.): routes and timing of transequatorial migration // Mar. Biol. 2000. Vol. 136. P. 69-77.
Holmes S.P., Witbaard R. , Van der Meer J. Phenotypic and genotypic population differentiation in the bivalve mollusk Arctica islandica: results from RAPD analysis // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2003. Vol. 254. P. 163-176.
Jiménez J.F. et.al. Genetic variability in a narrow endemic snapdragon (Antirrhinum subbaeticum, Scrophulariaceae) using RAPD markers // Heredity. 2002. Vol. 89, №. 5. P. 387-393.
Kalinowski S.T. How many alleles per locus should be used to estimate genetic distances? // Heredity. 2002. Vol. 88. №. 1. P. 62-65.
Koehn R.K. The genetics and taxonomy of species in the genus Mytilus // Aquaculture. 1991. Vol. 94, №. 2. P. 125145.
Kulikova A. D., Soldatov A. A., Andreenko T. I. Tissue transaminase activities in the black-sea mollusc Mytilus galloprovincialis Lam. with different shell color // Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2015. Vol. 51. №. 1. P. 23-31.
Lewontin R.C. Testing the theory of natural selection // Nature. 1972. Vol. 236. P. 181-182.
Ma X.L., Cowles D.L., Carter R.L. Effect of pollution on genetic diversity in the bay mussel Mytilus galloprovincialis and the acorn barnacle Balanus glandula // Mar. Environ. Res. 2000. Vol. 50. №. 1. P. 559-563.
McDonald J.H., Seed R., Koehn R.K. Allozymes and morphometric characters of three species of Mytilus in the Northern and Southern Hemispheres // Mar Biol. 1991. Vol. 111. №. 3. P. 323-333.
McQuaid C.D., Phillips T.E. Limited wind-driven dispersal of intertidal mussel larvae: in situ evidence from the plankton and the spread of the invasive species Mytilus galloprovincialis in South Africa // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2000. Vol. 201. P. 211-220.
Mukheijee A et.al. RAPD and ISSR analysis of some economically important species, varieties, and cultivars of the genus Allium (Alliaceae) // Turkish Journal of Botany. 2012. Vol. 37. P. 605-618.
Nadler S.A., Lindquist R.L., Near T.J. Genetic structure of midwestern Ascaris suum populations: a comparison of isoenzyme and RAPD markers // The Journal of parasitology. 1995. Vol. 81, № 3. P. 385-394.
Nei M. Genetic distance between populations // American naturalist. 1972. P. 283-292.
Nei M. Molecular Evolutionary genetics. Columbia University Press, 1987. 512 p.
Nei M., Chesser R.K. Estimation of fixation indices and gene diversities // Ann. Hum. Genet. 1983. Vol. 47, Pt 3. P. 253-259.
Palumbi S.R. Genetic divergence, reproductive isolation, and marine speciation // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1994. Vol. 25. P 547-572.
Quesada H., Zapata C., Alvarez G. A multilocus allozyme discontinuity in the mussel Mytilus galloprovincialis: the interaction of ecological and life-history factors // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1995. Vol. 116. P. 99-115.
Stolbova N.G., Ladygina L. Vol. Genetic variability of mussels Mytilus galloprovincialis Lam. off the Crimea coast // Cytology and genetics. 1994. Vol. 28. P. 66-66.
Stolbova N.G., Pirkova A. V., Ladygina L. V. Inheritance of shell color in mussel Mytilus galloprovincialis Lam // Cytology and Genetics. 1996. Vol. 30. №. 6. P. 61-63.
Suchanek T.H. et.al. Zoogeographic distributions of the sibling species Mytilus galloprovincialis and M. trossulus (bivalvia: mytilidae) and their hybrids in the north pacific // Biol Bull. 1997. Vol. 193. №. 2. P. 187-194.
Vainola R., Hvilsom M.M. Genetic divergence and a hybrid zone between Baltic and North Sea Mytilus populations (Mytilidae: Mollusca) // Biol. J. Linnean Soc. 1991. Vol. 43, iss. 2. P. 127-148.
Zardi G.I. et.al. Unexpected genetic structure of mussel populations in South Africa: indigenous Perna perna and invasive Mytilus galloprovincialis // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2007. Vol. 337. P. 135-144.
REFERENCES
Aleksandrova O.L., Soldatov A.A., Golovina I.V. 2001. Osobennosti glutetionperoksidnoi systemi v tkanyah dvuh tsvetovih morf chernomorskoi midii Mytilus galloprovincialis Lam. [Features of the glutathione peroxide system in the tissues of the two color morphs of Black Sea mussel Mytilus galloprovincialis Lam] // Ekologiya morya. Vip. 58. S. 22-26. [In Russian]
Apte S., Star B., Gardner J.P.A. 2003. A comparison of genetic diversity between cultured and wild populations, and a test for genetic introgression in the New Zealand greenshell mussel Perna canaliculus (Gmelin 1791) // Aquaculture. Vol. 219. No. 1. P. 193-220.
Diz A.P., Presa P. 2008. Regional patterns of microsatellite variation in Mytilus galloprovincialis from the Iberian Peninsula // Mar. Biol. Vol. 154. No. 2. P. 277-286.
Féral J. P. 2002. How useful are the genetic markers in attempts to understand and manage marine biodiversity? // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. Vol. 268. No. 2. P. 121-145.
Fields P.A., Rudomin E.L., Somero G.N. 2006. Temperature sensitivities of cytosolic malate dehydrogenases from native and invasive species of marine mussels (genus Mytilus): sequence-function linkages and correlations with bio-geographic distribution // J. Exp. Biol. Vol. 209. No. 4. P. 656-667.
Gilg M.R., Hilbish T.J. 2003. The geography of marine larval dispersal: coupling genetics with fine-scale physical oceanography // Ecology. Vol. 84. No. 11. P. 2989-2998.
Grant W.S., Cherry M.I. 1985. Mytilus galloprovincialis Lam. In southern Africa // J. Exp. Marine. Biol. Ecol. Vol. 90. P. 179-191.
Hilbish T.J. 2000. Origin of the antitropical distribution pattern in marine mussels (Mytilus spp.): routes and timing of transequatorial migration // Mar. Biol. Vol. 136. P. 69-77.
Holmes S.P., Witbaard R. , Van der Meer J. 2003. Phenotypic and genotypic population differentiation in the bivalve mollusk Arctica islandica: results from RAPD analysis // Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 254. P. 163-176.
Ivanov V.N., Bulatov K.V. 1989. Ob ispolzovanii tsveta rakovin kak priznaka-markera v izuchenii geneticheskogo sostava populyatsii hernomorskoi midii [On the usage of shell color as a marker in the study of the genetic composition of the population of the Black Sea mussels] // Fenetika populatsiy: Mater. III Vsesoyuz. sovesch. M., S. 105106. [In Russian]
Jiménez J.F. et.al. 2002. Genetic variability in a narrow endemic snapdragon (Antirrhinum subbaeticum, Scrophulariaceae) using RAPD markers // Heredity. Vol. 89, №. 5. P. 387-393.
Kalinowski S.T. 2002. How many alleles per locus should be used to estimate genetic distances? // Heredity. Vol. 88. No 1. P. 62-65.
Kazankova I.I. 2008. Chastota tsvetovih morf v poseleniyah Mytilus galloprovincialis v pribreznih vodah yuznogo i yugo-zapadnogo Krima [The frequency of colour morphs in the settlements of Mytilus galloprovincialis in the coastal waters of the southern and south-western Crimea] // Ekologiya morya. Vip. 75. S. 38-41. [In Russian]
Kazankova I.I., Nemirovskiy M.S. 2003. Prostranstvenno-vremenaya dinamika chislennosti lichinok chernomorskih Bivalvia v vesenniy period i eyo svyaz s gidrofizicheskimi osobennostyami raiona [Features of the vertical distribution of the larvae of Mytilus galloprovincialis and the formation of mussel settlements in the Black Sea] // Morskoy ekologicheskiy zhurnal. T. 2. № 3. S. 94-101. [n Russian]
Koehn R.K. 1991. The genetics and taxonomy of species in the genus Mytilus // Aquaculture. Vol. 94, No. 2. P. 125145.
Kulikova A.D. 2012. Viyavleniye tsetovih morf molluskaMytilus galloprovincialis Lam. s ispolzovaniem kompyuternoi obrabotki fotografgii [Identification of colour groups of mussel Mytilus galloprovincialis Lam. by digital photo computer processing] // Morskoy ekologicheskiy zhurnal. T. 11. № 3. S. 63-67 [In Russian]
Kulikova A. D., Soldatov A. A., Andreenko T. I. 2015. Tissue transaminase activities in the black-sea mollusc Mytilus galloprovincialis Lam. with different shell color // Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. Vol. 51. No. 1. P. 23-31.
Lewontin R.C. Vol. 236. Testing the theory of natural selection // Nature. 1972. P. 181-182.
Ma X.L., Cowles D.L., Carter R.L. 2000. Effect of pollution on genetic diversity in the bay mussel Mytilus galloprovincialis and the acorn barnacle Balanus glandula // Mar. Environ. Res. Vol. 50. No 1. P. 559-563.
McDonald J.H., Seed R., Koehn R.K. 1991. Allozymes and morphometric characters of three species of Mytilus in the Northern and Southern Hemispheres // Mar. Biol. Vol. 111. No 3. P. 323-333.
McQuaid C.D., Phillips T.E. 2000. Limited wind-driven dispersal of intertidal mussel larvae: in situ evidence from the plankton and the spread of the invasive species Mytilus galloprovincialis in South Africa // Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 201. P. 211-220.
Mukheijee A et.al. 2012. RAPD and ISSR analysis of some economically important species, varieties, and cultivars of the genus Allium (Alliaceae) // Turkish Journal of Botany. Vol. 37. P. 605-618.
Nadler S.A., Lindquist R.L., Near T.J. 1995. Genetic structure of midwestern Ascaris suum populations: a comparison of isoenzyme and RAPD markers // The Journal of parasitology. Vol. 81, No 3. P. 385-394.
Nei M. 1972. Genetic distance between populations // American naturalist. P. 283-292.
Nei M. 1987. Molecular Evolutionary genetics. Columbia University Press, 512 p.
Nei M., Chesser R.K. 1983. Estimation of fixation indices and gene diversities // Ann. Hum. Genet. Vol. 47, Pt 3. P. 253-259.
Palumbi S.R. 1994. Genetic divergence, reproductive isolation, and marine speciation // Annu. Rev. Ecol. Syst. Vol. 25. P. 547-572.
Quesada H., Zapata C., Alvarez G. 1995. A multilocus allozyme discontinuity in the mussel Mytilus galloprovincialis:
the interaction of ecological and life-history factors // Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 116. P. 99-115. Revkov N.K. 2000. Godovaya dinamika meroplanktona (Bivalvia, Gastropoda) i osobennosti pula lichinok midii (Mytilus galloprovincialis) v Kalamitskom zalive Chernogo moray [Annual dynamics of meroplankton (Bivalvia, Gastropoda) and larval pool features of mussels (Mytilus galloprovincialis) in Kalamit bay of Black Sea] // Hydrobiol. Z. T. 36. № 1. S. 46-55. [ In Russian] Revkov N.K., Shalyapin V.K. 1999. Osobennosti vertikalnogo raspredeleniya lichinok Mytilus galloprovincialis i formirovanie poselenii midii v Chernom more [Features of the vertical distribution of the larvae of Mytilus galloprovincialis and the formation of mussel settlements in the Black Sea] // Ekologiya moray. Vip. 48. S. 58-62. [In Russian]
Stolbova N.G., Ladygina L. V. 1994. Genetic variability of mussels Mytilus galloprovincialis Lam. off the Crimea coast
// Cytology and genetics. Vol. 28. P. 66-66. Stolbova N.G., Pirkova A. V., Ladygina L. V. 1996. Inheritance of shell color in mussel Mytilus galloprovincialis Lam
// Cytology and Genetics. Vol. 30. No 6. P. 61-63. Suchanek T.H. et.al. 1997. Zoogeographic distributions of the sibling species Mytilus galloprovincialis and M. trossulus
(bivalvia: mytilidae) and their hybrids in the north pacific // Biol Bull. Vol. 193. No 2. P. 187-194. Tscherban S.A. 2000. Osobennosti somaticheskogo i generativnogo rosta u nekotorih tsvetovih morf midii Mytilus galloprovincialis Lam. [Features of somatic and generative growth in some color morphs of mussels Mytilus galloprovincialis Lam.] // Ekologiya morya. Vip. 53. S. 77-81. [ In Russian] Vainola R., Hvilsom M.M. 1991. Genetic divergence and a hybrid zone between Baltic and North Sea Mytilus populations (Mytilidae: Mollusca) // Biol. J. Linnean Soc. Vol. 43, iss. 2. P. 127-148. Zaika V.E. et.al. 1990. Mitilidi Chernogo moray [Mytilids of Black sea]. Kiiv, Naukova dumka, 208 s. [In Russian] Zardi G.I. et.al. 2007. Unexpected genetic structure of mussel populations in South Africa: indigenous Perna perna and
invasive Mytilus galloprovincialis // Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 337. P. 135-144. Zhukovskaya E.A., Kodolova O.P. 2002. Vzaimosvyaz tsvetovogo polymorfizma I morfologicheskih priznakov u rakovin chernomorskoi midii Mytilus galloprovincialis Lam. [The coreltion of colour polymorphism and morphological characteristics in the Black Sea shells mussel Mytilus galloprovincialis Lam.] // Visnik Zhitomirskogo derzhavnogo universitetu imeni Ivana Franka. № 10. S. 43-46. [In Russian]
GENETIC CHARACTERISTICS OF THE FOUR MORPHOLOGICAL GROUPS OF MYTILUS GALLOPROVINCIALIS LAM. (MYTILIDAE: MOLLUSCA) FROM THE BLACK SEA
A. D. Kulikova, A. A. Soldatov
A.O. Kovalevsky Institute of Marine Biological Studies RAS 29011 Sevastopol, Ave Nakhimov 2, e-mail: qulikova@gmail.com, alekssoldatov@yandex.ru
Investigated the genetic characteristics of the 4 color groups of the bivalve mollusk Mytilus galloprovincilais (black, transitional, dark and light brown groups) identified by a method of computer processing photos. Using RAPD analysis, it was shown that the black sea populations of mussels are characterized by high genetic diversity. The presence of genetic isolation of clams with a light brown coloration that appears to be due to the presence of environmental isolation between the rocky and silt forms the mussels.
Keywords: Mytilus galloprovincilais, color polymorphism, genetic diversity, RAPD, Black sea
