CC BY
23
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КАМЧАТКИ И СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА, 2015, вып. 38
УДК 575.174.015.3:597.553.2 DOI 10.15853/2072-8212.2015.38.49-56
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ НЕРКИ (ONCORHYNCHUS NERKA) ИЗ НЕКОТОРЫХ РЕК ВОСТОЧНОЙ КАМЧАТКИ И МАТЕРИКОВОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ОХОТСКОГО МОРЯ ПО ДАННЫМ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА ЦИТОХРОМА В МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК
Л.Т. Бачевская*, В.В. Переверзева*, Г. Д. Иванова*, О. А. Пильганчук**, Г. А. Агапова*, Н.Ю. Шпигальская* *
* Зав. лаб., ст. н. с., н. с., н. с.; Институт биологических проблем Севера ДВО РАН 685000 Магадан, Портовая, 18
Тел., факс: (4132) 64-31-21; (4132) 63-44-63 E-mail: gekki54@ mail.ru
** Ст. н. с., первый зам. директора; Камчатский научно-исследовательский
институт рыбного хозяйства и океанографии
683000 Петропавловск-Камчатский, Набережная, 18
Тел., факс: (4152) 41-27-01
E-mail: [email protected]
НЕРКА (ONCORHYNCHUS NERKA), СЕКВЕНИРОВАНИЕ МТДНК, МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ, ГЕН ЦИТОХРОМА В, ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ
Изучено генетическое разнообразие популяций нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря с использованием данных об изменчивости гена цитохрома b (cytb) мтДНК. Проведена оценка значимости различий по нуклеотидным заменам и по частотам гаплотипов между парами исследованных популяций. Выявлены различия между неркой из разных регионов (североохотоморского и беринговоморского), а также между изученными локально-стями из одного региона. В то же время показано, что доля межпопуляционной генетической изменчивости относительно умеренная (12,67%), что свидетельствует об относительно небольшом времени дивергенции популяций. Модель распределения частот попарных нуклеотидных различий, полученная для популяций из исследованной части ареала вида, позволяет предположить, что локальности нерки образовались в результате слияния генетически отдаленных, конспецифичных популяций. Возможно, в истории вида происходило разделение его ареала, что способствовало образованию двух генетически независимых (на протяжении многих поколений) линий.
GENETIC DIVERSITY OF THE SOCKEYE SALMON (ONCORHYNCHUS NERKA) FROM SOME RIVERS OF EASTERN KAMCHATKA AND COASTAL PART OF THE SEA OF OKHOTSK ACCORDING TO POLYMORPHISM DATA OF CYTOCHROME В GENE OF MITOCHONDRIAL DNA
L.T. Bachevskaya*, V.V. Pereverzeva*, G.D. Ivanova*, O.A. Pilganchuk**, G.A. Agapova*, N.Yu. Shpigalskaya**
* Head of the lab., senior scientist, researcher, researcher; Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
685000 Magadan, Portovaya, 18 Tel., fax: (4132) 64-31-21; (4132) 63-44-63 E-mail: gekki54@ mail.ru;
** Senior scientist, first deputy director; Kamchatka Research Institute of Fisheries and Oceanography 683000 Petropavlovsk-Kamchatsky, Naberedzhnaya, 18 Tel., fax: (415-2) 41-27-01 E-mail: [email protected]
SOCKEYE SALMON (ONCORHYNCHUS NERKA), SEQUENCING OFMTDNA, MOLECULAR MARKERS, THE GENE OF CYTOCHROME B, GENETIC DIVERSITY
It was studied the genetic diversity of sockeye salmon Oncorhynchus nerka (Walbaum) populations in the rivers of the Eastern Kamchatka mainland coast and Okhotsk Sea by using data on the variability of cytochrome b (cytb) mtDNA. The assessment has taken place to understand the significance of differences in nucleotide substitutions and haplotype frequencies between the studied species' population pairs. Outcome is a discovery of significant differences between sockeye salmon from different geographical regions (of the northern part of the sea of Okhotsk and Bering sea), as well as from the single region's locations. At the same time percentage of interpopulation genetic variability was shown to be rather moderate (12.67%), that indicates relatively short time of population divergence. The frequency distribution pattern of pairwise nucleotide differences obtained for the species populations, of the investigated part of its range, suggests that the studied sockeye salmon's local versions are formed by the merger of genetically distant, conspecific populations. Perhaps in the species' history there had been a separation of its range into two genetically independent (over many generations) units.
На Северо-Востоке России нерка наиболее широко распространена в реках Камчатки. Она имеет сложную внутривидовую структуру (Коновалов, 1980; Крогиус и др., 1987; Бугаев, 1995; Алтухов и др., 1997; Алтухов, 2003; Шпигальская и др., 2005; Пустовойт, 2006; Варнавская, 2006). Этот вид не столь массово заходит на нерест в реки материкового побережья Охотского моря (Черешнев и др., 2002). Среди наиболее крупных популяций указанного региона можно выделить нерку бассейна р. Олы (Волобуев, Марченко, 2011). В последнее время для расширения представлений о внутривидовой структуре нерки и ее генетическом разнообразии все чаще применяются молекулярно-генетические методы, среди которых важное место занимает изучение полиморфизма митохондри-альной ДНК. Скорость накопления мутаций в митохондриальном геноме выше, чем в ядерной ДНК (Moritz et al., 1987). Это делает мтДНК удобным молекулярным маркером для исследования популяционной структуры вида и дает возможность реконструировать в общих чертах историю формирования популяций. Помимо того, для поддержания устойчивого воспроизводства нерки необходимо иметь представление о наследственном своеобразии эксплуатируемых популяций ценного промыслового вида. Это возможно при условии увеличения числа наиболее информативных молекулярно-генетических маркеров и расширения географии изучения ее популяций. Несмотря на имеющиеся успехи в исследованиях популяционной структуры нерки с помощью мо-лекулярно-генетических методов (Зеленина и др., 2006; Хрусталева, Зеленина, 2008; Хрусталева и др., 2010; Beacham, Wood, 1999; Beacham et al., 2000; Beacham et al., 2010; Beacham et al., 2011; Бачевская и др., 2013; Пильганчук и др., 2013), накопление и расширение информации в данном направлении по-прежнему актуальны. Для выявления внутривидовой дифференциации неоднократно был использован ген cytb мтДНК. Большинство работ в этом направлении основано на применении рестрикционного анализа (Брыков и др., 2003; Брыков и др., 2005). В настоящее время наиболее перспективным является секвенирова-ние нуклеотидных последовательностей генома, дающее наиболее полную информацию. Подобный подход был использован нами с целью определения полиморфизма и анализа изменчивости ну-клеотидных последовательностей гена cytb мтДНК
нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Карта-схема с указанием речных систем и точек сбора биологического материала приведена на рис. i. Материал (3i4 экз.) был собран в период нерестового хода нерки в 2010-2013 гг. Выделение и очистка ДНК проводились по модифицированному методу Флеминга и Кука (Fleming, Cook, 2GG2). Ген cytb митохондриального генома ампли-фицировался с использованием подобранных нами по принципу комплиментарности праймеров CbLktl4306 (CCT GCT CGG ACT CTA ACC GAA ACT AAT GAC CG) и CbRktl5563 (CCG ACT TCC GGA TTA CAA GAC CGG CGC TC). Состав ПЦР-ной смеси и температурные условия ПЦР соответствуют таковым в работе Миллера с соавторами (Miller et al., i99S). Определение нуклеотидных последовательностей амплифицированного участка мтДНК проведено по стандартной методике с применением наборов для циклического секвени-рования ДНК Big Dye Terminator (Applied Biosystems, v. 3.1) и генетического анализатора ABI Prism 3130 (Applied Biosystems, США). Все нуклеотид-ные последовательности депонированы в GenBank. Выравнивание и анализ нуклеотидных последовательностей осуществляли с использованием пакета программ MEGA-6 (Tamura et al., 2013) и ARLEQUIN 3.0. (Excoffier et al., 2005). Соответствие характера нуклеотидных замен гипотезе
I / р. Апука
/ / Берингово море
рАайлюля/-.
Еловка^ДР- Озерная
Г Г^жГ
р.КаЛажа \ р. Асача
П-ов. Камчатка
Рис. 1. Карта-схема района сбора биологических проб из популяций нерки Северо-Востока России
нейтральности (для использованного маркера) в выборках нерки устанавливали с помощью теста Ф. Таджимы (Tajima, 1989). Филогенетический анализ проводили с применением метода «ближайшего соседа» (NJ-анализ) и 2-параметрической модели Кимуры (Tamura et al., 2013). Для этого наряду с собственными данными были привлечены нуклеотидные последовательности гена cytb нерки из GenBank, EU055889, NC008615 (Hsieh et al., 2006); JX960816, JX960817 (Crete-Lafreniere et al., 2012).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Изученный ген cytb мтДНК нерки содержит 1140 пар нуклеотидов (пн), которые соответствуют положению с 15 377 пн по 16 517 пн полного мито-хондриального генома образца GenBank, NC008615 (Hsieh et al., 2006). В процессе анализа полученных нуклеотидных последовательностей обнаружено на порядок больше транзиций, чем трансверсий, что вполне объяснимо, так как транзиции происходят значительно чаще трансверсий (Nei, 1987; Nei, Kumar, 2000). Кроме того, отмечено, что число замен в третьем положении кодона гена cytb в 5 раз превышает их количество в первом, что вполне объяснимо. Известно, что третий нуклеотид большинства кодонов в транслируемых участках гена наиболее вариабелен из-за вырожденности кода (Zardoya, Meyer, 1996). У некоторых видов тихоокеанских лососей (кета, горбуша, кижуч) число вариабельных позиций составляет 1,6-3,6% от общей длины гена cytb мтДНК (Бачевская и др., 2011; Бачевская, Переверзева, 2013). Число вариабельных сайтов изученного гена у нерки — 2,02%, что находится в пределах значений, отмеченных для других видов этого рода.
Исследованные популяции из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря были представлены 21 вариантом нуклеотид-ных последовательностей гена cytb (рис. 2). Следует отметить, что во всех изученных выборках наблюдалось некоторое смещение нуклеотидного состава кодирующей цепи гена cytb в сторону тимина и аденина (28,8 и 23,4% соответственно) относительно цитозина и гуанина (30,8 и 17,0%). Подобное смещение достаточно часто отмечается в митохондриальных геномах позвоночных животных (Avise, 1994). Частота распределения га-плотипов (табл. 1) соответствовала характерному для морских видов рыб, т. е. небольшое число
вариантов встречалось в выборках с высокой частотой, а другие были редкими или уникальными.
Все исследованные популяции нерки характеризуются наличием двух часто встречающихся гаплотипов Ncbl и Ncb2. При этом последний вариант более распространен в изученных выборках (табл. 1). По количеству гаплотипов нуклеотидных последовательностей гена cytb отличается популяция нерки из р. Еловки (Восточная Камчатка, басс. р. Камчатки), в которой обнаружено 11 вариантов. В то же время анализ генетического разнообразия показал, что для этой популяции характерны относительно высокие значения (табл. 2) гаплотипического (h), но низкие величины нукле-отидного (п) разнообразия. Такое распределение характерно для популяций с быстрым ростом численности от небольшого количества основателей при условии, что прошло достаточное время для восстановления гаплотипической изменчивости вследствие мутационного процесса, но недостаточное, чтобы накопились значительные различия между нуклеотидными последовательностями (Avise, 1994). Совсем другой характер распределения показателей генетического разнообразия наблюдается у нерки из рек Озерная (восточная) и Асача. Эти популяции характеризуются высокими
111
1223В44445 5667777889 9001
1281922460 6115789798 9В70
1552936188 2286432380 0514 Ncbl КС733794 ACTTCGAACG GGTCCGTAGC АТСА
Ncb2 КС733795 .............T. .CG. . G..G
Ncb3 КС733796 ...С.........T. .CG. . G..G
Ncb4 КС733797 .Т......................
Ncb5 КС733799 .............Т. .CGA. G. .G
Ncb6 КС733799 ......................Т.
Ncb7 KF955548 ...........А............
Ncb8 KF955549 .........А..............
Ncb9 KF955550 G............T..CG.. G. .G
Neb10 KJ769157 ____A...................
Neblí KJ769158 .............T..CG.. GC.G
Neb 12 KJ769159 ............CT. . CG. . G. . G
Neb 13 KJ769160 ........A. .A............
Ncbl4 KJ769161 ..C..........T..CG.. G. .G
Ncbl5 KJ769162 .....A.......T. .CG. . G. .G
Ncbl 6 KJ769163 .......G.....T..CG.. G. .G
Ncbl7KJ769164 .............T..CG.. G...
Ncbl 8 KJ769165 .............T. .CGATG..G
Ncbl9KJ769166 ..........A. .T. .CGA. G. .G
Ncb20 KJ769167 .............T. ACG. . G. . G
Ncb21KJ769168 ..............T.........
NC008615 ......G.................
EÍ055889 ......G.................
КанадаJX960816 .............T. .CG.. G. .G
Канада JX960817 ........................
Рис. 2. Нуклеотидные последовательности гена cytb мтДНК нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря
значениями h и п. Вероятнее всего, это свидетельствует об относительной стабильности указанных локальностей (при высокой численности) на протяжении длительного исторического периода их существования (Avise, 1994). Низкие значения показателей гаплотипического и нуклеотидного разнообразия отмечены в выборке нерки из р. Бу-шуйки (приток оз. Азабачье, басс. р. Камчатки). Наблюдаемое своеобразие генетического облика этой популяции, по-видимому, в значительной мере определяется эффектом «основателя» (Ки-мура, 1985; Avise, 1994). Не исключено также, что в ее истории неоднократно происходило существенное снижение численности (эффект «горлышка бутылки») (Nei, 1987). Поскольку принято считать, что популяции с низкими значениями h и п являются исторически более молодыми, можно предположить, что указанные процессы в популяции нерки р. Бушуйки происходили в относительно недавнем геологическом прошлом. В то же время восточно-камчатская нерка в целом, как и ольская (табл. 2), характеризуется относительно
высокими значениями нуклеотидного и гаплоти-пического разнообразия, что свойственно не только для целостных популяций, имеющих длительное время высокую эффективную численность, но и для произошедших путем объединения генетически неоднородных и ранее изолированных группировок (Rogers, 1998).
Для уточнения причин, способствующих отмеченному сочетанию показателей генетического разнообразия, была построена гистограмма (рис. 3) распределения частот попарных нуклеотидных различий между гаплотипами (Mismatch distribution) нерки. Такой подход позволяет отразить историю демографических событий (Rogers, Harpending, 1992) в популяциях этого вида. Паттерн распределения частот попарных нуклеотидных различий, полученный для исследованных популяций вида, характеризуется наличием двух ярко выраженных максимумов значений, т. е. является бимодальным (рис. 3), что, по-видимому, определяется наличием пары частых гаплотипов. Возможно, такое распределение свидетельствует в пользу
Таблица 1. Распределение частот гаплотипов гена еуА мтДНК нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря
Локальность Ола Бушуйка Хайлюля Озерная Еловка Апука Асача
Объем выборки (N) 48 50 48 50 44 48 26
Гаплотипы Частота гаплотипов
Ncbl
Ncb2
Ncb3
Ncb4
Ncb5
Ncb6
Ncb7
Ncb8
Ncb9
NcblO
Ncbll
Ncb12
Ncb13
Ncbl4
Ncb15
Ncb16
Ncb17
Ncb18
Ncb19
Ncb2O
Ncb21
0,5526 0,4211 0,0263 O,OOOO 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
0,2400 0,6800 0,0000 0,0000 0,0000 0,0800 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
0,3958 0,5625 0,0000 0,0208 0,0208 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
5000 3400 0000 0200 0000 0000 0200 0200 0200 0000 0000 0000 0000 0200 0000 0000 0000 0000 0600 0000 0000
0,1136 0,6591 0,0000 0,0000 0,0227 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0227 0,0227 0,0227 0,0227 0,0227 0,0227 0,0455 0,0227 0,0000 0,0000 0,0000
0,5417 0,3125 0,0208 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,1250 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
0,0625 0,3125 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,3125 0,3125
Таблица 2. Нуклеотидное и гаплотипическое разнообразие нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря
Локальность (река) п ± sd 1 h ± sd 1 S 1 D
Ола 0,002273±0,001383 0,5306±,0368 6 2,19949
Бушуйка 0,002079±0,001278 0,4833±0,0652 6 1,95967
Хайлюля 0,002251±0,001364 0,5372±0,0384 7 1,67113
Озерная 0,002583±0,001527 0,6416±0,0478 12 0,29305
Еловка 0,001510±0,000996 0,5592±0,0870 14 -1,44334*
Апука 0,002223±0,001351 0,6055±0,0480 7 1,61866
Асача 0,002997±0,001811 0,7500±0,0509 7 2,18325
Примечание: п — нуклеотидное разнообразие; И — гаплотипическое разнообразие; 8(1 — стандартное отклонение; Б — число вариабельных сайтов; Б — коэффициент теста Та^ша; *р<0,05
предположения, что исследованные локальности образовались в результате слияния генетически отдаленных, конспецифичных популяций, в каждой из которых преобладал один из наиболее распространенных гаплотипов. Это не противоречит высказанному ранее предположению, что в истории вида происходило разделение его ареала на две аллопатричные генетически независимые на протяжении многих поколений единицы (Брыков и др., 2005).
В процессе генетического анализа с использованием методов F-статистики ARLEQUIN 3.0. (Excoffier et al., 2005) проведена оценка значимости различий по нуклеотидным заменам, а также по частотам гаплотипов в сравниваемых парах исследованных популяций из реки материкового побережья Охотского моря и рек Восточной Камчатки. Важно подчер -кнуть, что в обоих случаях обнаруженные отличия (p<0,05) проявляются не только между популяциями разных регионов, но и между изученными локальностями внутри одного региона (табл. 3). Анализ матрицы нуклеотидной дивергенции мтДНК исследованных выборок показал, что различие (p<0,05) наблюдается между популяциями из рек Восточной Камчатки (Апука и Еловка). Такой же уровень различий отмечен между выборками из рек Ола (северо-охотоморское побережье) и Еловка (беринговоморское побережье Камчатки, басс. р. Камчатки). Филогенетический анализ проводили с применением метода «ближайшего соседа» (NJ-анализ) и 2-параме-трической модели Кимуры (Tamu-ra et al., 2013). Результаты кластерного анализа представлены с помощью дендрограммы (рис. 4). Этот метод позволяет корректно реконструировать филогенетические деревья при сравнении близкородственных популяций (Saitou, Imanishi, 1989).
Для филогенетического анализа были использованы также ну-
клеотидные последовательности гена еу^ мтДНК нерки из ОепБапк. Из рис. 4 следует, что восточно-камчатская нерка распределилась в две группы: А и Б. Необходимо отметить, что группа А более структурирована. Североохотоморская нерка, представленная выборкой из р. Олы, занимает пограничное положение между выделенными группами популяций. Вероятно, такая кластеризация сложилась не случайно. По-видимому, она обусловлена историей формирования и расселения исследованных популяций на данной части ареала вида. Как известно, в периоды позднеплейстоце-новых оледенений значительные участки ареала нерки были покрыты ледником (Брайцева и др.,
Относительная частота попарных различий
0,37804 т П867 0,34367 0,30930 0,27494 0,24057 0,20620 0,17184 0,13747 0,10310 0,06873 0,03437
11214
Попарные различия
Невзвешенные средние попарные различия: 2,792
Рис. 3. Распределение частот попарных различий между нуклеотидными последовательностями гена еуА мтДНК нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря
А
р. Еловка
— р. Бушуй кн "р. Хайлюля
р. А сача
-JX960816, JX960817 (Канада)
р. Ола
—р. Озерная -р. Апука
EF055889 NCW8615
0-0005
Рис. 4. Филогенетические взаимоотношения между исследованными популяциями нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря). Ш-дендрограмма; масштабный отрезок соответствует числу нуклеотидных замен на один сайт)
1968; Линдберг, 1972; Дорт-Гольц, Терехова, 1976), что привело к разрыву ранее единого ареала вида на несколько изолятов (Глубоковский, 1995). Популяции нерки, сохранившиеся в рефугиумах, в дальнейшем, по-видимому, стали источником для реколонизации этого вида в реки материкового побережья Охотского моря и Восточной Камчатки.
Полученные данные проанализировали с использованием программы AMOVA (Analysis of Molecular Variance) (Excoffier et al., 2005). Для проведения расчетов исследованные популяции сгруппировали по региональному принципу. В первую группу были включены все нуклеотидные последовательности гена cytb мтДНК нерки из рек Камчатки. Во вторую — все гаплотипы, характеризующие нерку материкового побережья Охотского моря. Расчеты показали, что доли внутри-популяционной, межпопуляционной и межгрупповой генетической изменчивости составили 90,71%, 12,67% и -3,38% соответственно. По -видимому, умеренная доля межпопуляционной генетической дисперсии свидетельствует об относительно небольшом времени дивергенции популяций нерки из исследованного географического района. Тем не менее необходимо подчеркнуть, что некоторые из исследованных популяций, относящиеся к единому региону, по генетическим параметрам значимо отличаются (табл. 3). В рассматриваемом случае наблюдается более высокий уровень дифференциации между выборками внутри групп, чем между сопоставляемыми группами. По-видимому, это обстоятельство является возможной причиной отрицательного значения показателя межгрупповой генетической изменчивости. Наряду с этим нельзя исключать другую возможную причину отмеченного факта, связанную со статистическим отклонением, приводящим к отрицательному результату (Weir, 1996). В то же время преобладание двух гаплотипов (Ncb1 и Ncb2), наиболее распространенных во всех попу-
Таблица 3. Генетические различия между парами исследованных популяций нерки из рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря
№/Локальность (река) 1 2 3 1 4 5 6 7
1. Ола 0 + - - + - -
2. Бушуйка + 0 - + + + -
3. Хайлюля - - 0 - + + -
4. Озерная - + - 0 + - +
5. Еловка + + + + 0 + +
6. Апука - + + - + 0 +
7. Асача - - - + + + 0
Примечание. Выше диагонали обозначены символом «+» достоверные различия (Р<0,050) по частотам гаплотипов, ниже диагонали — по нуклеотидным заменам
ляциях из рек Восточной Камчатки, материкового побережья Охотского моря, а также у канадских образцов GenBank, JX960816, JX960817(Crete-Lafreniere et al., 2012), дает основание предполагать общность их происхождения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследования изменчивости гена цитохрома b мтДНК нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) из некоторых рек материкового побережья Охотского моря и полуострова Камчатки позволили отметить особенности генетического разнообразия изученных локальностей. Представление о наследственном своеобразии эксплуатируемых популяций этого ценного промыслового вида имеет важное значение для поддержания его устойчивого воспроизводства (Алтухов, 2003). В процессе анализа полученных результатов проведена оценка значимости различий по нуклеотидным заменам и по частотам гаплотипов между парами исследованных популяций. Обнаружены различия между неркой из разных регионов (североохото-морского и беринговоморского), а также между локальностями внутри одного региона. В то же время показано, что доля межпопуляционной генетической изменчивости относительно умеренная, что свидетельствует об относительно небольшом времени дивергенции изученных популяций нерки. Преобладание двух гаплотипов, которые широко распространены во всех рассматриваемых популяциях рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря, по-видимому, свидетельствует об общности их происхождения. В то же время в истории вида, вероятно, происходило разделение его ареала, что способствовало образованию двух независимых линий по мтДНК.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алтухов Ю.П. 2003. Генетические процессы в популяциях. М.: Академкнига. 431 с. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А., Омельченко В.Т. 1997. Популяционная генетика лососевых рыб. М.: Наука. 288 с.
Бачевская Л.Т., Переверзева В.В. 2013. Изменчивость гена цитохрома b митохондриальной ДНК горбуши Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum) из рек материкового побережья Охотского моря и острова Завьялова // Изв. РАН. Серия биол. № 1. С. 15-23. Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г.Д. 2013. Изменчивость гена цитохрома b митохондри-
альной ДНК нерки (Oncorhynchus nerka Walbaum) из рек Камчатки и северного побережья Охотского моря // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Тезисы докл. XIV Междунар. научн. конф. (Петропавловск-Камчатский, 14-15 ноября 2013 г.). Петропавловск-Камчатский: Кам-чатпресс. С. 40-43.
Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Малинина Т.В. 2011. Генетическая структура популяций кеты (Oncorhynchus keta Walbaum) по данным об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Генетика. Т. 47. № 11. С. 1481-1490.
Брайцева О.А., Мелекесцев И.В., Евтеева И.С., Лупикина Е.Г. 1968. Стратиграфия четвертичных отложений Камчатки. М.: Наука. 227 с. Брыков В.А., Полякова Н.Е., Подлесных А.В. 2003. Дивергенция митохондриальной ДНК в популяциях нерки (Oncorhynchus nerka Walbaum) озера Азабачьего (Камчатка) // Генетика. Т. 39. № 12. С.1687-1692.
Брыков В.А., Полякова Н.Е., Подлесных А.В. и др. 2005. Влияние биотопов на генетическую дифференциацию популяций нерки (Oncorhynchus nerka) // Генетика. Т. 41. № 5. С. 635-645. Бугаев В.Ф. 1995. Азиатская нерка. М.: Колос. 463 с.
Варнавская Н. В. 2006. Генетическая дифференциация популяций тихоокеанских лососей. Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО. 488 с. Волобуев В.В., Марченко С.Л. 2011. Тихоокеанские лососи континентального побережья Охотского моря (биология, популяционная структура, динамика численности, промысел). Магадан: СВНЦ ДВО РАН. 303 с.
Глубоковский М.К. 1995. Эволюционная биология лососевых рыб. М.: Наука. 343 с. Дорт-ГольцЮ.Е., ТереховаВ.Е. 1976. История развития западной окраины Берингийской суши в кайнозое // Берингия в кайнозое: Сб. статей Всесоюз. симпоз. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. С. 54-59. Зеленина Д. А., Хрусталева А.М., Волков А. А. 2006. Сравнительное исследование популяционной структуры и определение популяционной принадлежности нерки (Oncorhynchus nerka) Западной Камчатки с помощью RAPD-PCR и анализа полиморфизма микросателлитных локусов // Генетика. Т. 42. № 5. С. 693-704.
Кимура М. 1985. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М.: Мир. 398 с.
Коновалов С.М. 1980. Популяционная биология тихоокеанских лососей. Л.: Наука. 236 с. Крогиус Ф.В., Крохин Е.М., Меншуткин В.В. 1987. Тихоокеанский лосось — нерка (красная) в экологической системе оз. Дальнего (Камчатка). Л.: Наука. 198 с.
Линдберг Г.У. 1972. Крупные колебания уровня океана в четвертичный период. Л.: Наука. 548 с. Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Савенков В.В. и др. 2013. Изменчивость микросателлитных локу-сов в популяциях нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) восточного побережья Камчатки // Биология моря. Т. 39. № 4. С. 272-280. Пустовойт С.П. 2006. Морфологическое разнообразие нерки (Oncorhynchus nerka (Walbaum)) реки Камчатки // Сибирский экологический журнал. № 4. С.503-509.
Хрусталева А.М., Волков А.А., Стоклицкая Н.С. и др. 2010. Сравнительный анализ изменчивости STR и SNP локусов в популяциях нерки (Oncorhynchus nerka) Восточной и Западной Камчатки // Генетика. Т. 46. № 11. С. 1544-1555.
Хрусталева А.М., Зеленина Д.А. 2008. Сезонная и межгодовая изменчивость микросателлитной ДНК нерки (Oncorhynchus nerka) двух озерно-речных систем Камчатки // Генетика. Т. 44. № 7. С. 948-955. Черешнев И.А., Волобуев В.В., Шестаков А.В. и др. 2002. Лососевидные рыбы Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука. 491 с. Шпигальская Н.Ю., Шапорев Р.А., Збоева Е.Н., Варнавская Н.В. 2005. Генетическая дифференциация по аллозимным локусам локальных популяций нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) в бассейне р. Камчатка (п-ов Камчатка) // Популяционная биология, генетика и систематика гидробионтов: Сб. науч. трудов. Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО. Т. 1. С. 104-119.
Avise J.C. 1994. Molecular markers, natural history and evolution. N.Y.: Chapman and Hall. 511 p. Beacham T.D., Le K.D., Raap M.R. et al. 2000. Microsatellite variation and estimation of stock composition of sockeye salmon, Oncorhynchus nerka, in Barkley Sound, British Columbia // Fish. Bull. V. 98. P. 14-24.
Beacham T.D., Mcintosh B., Wallace C. 2010. A comparison of stock and individual identification for sock-eye salmon (Oncorhynchus nerka) in British Columbia provided by microsatellites and single nucleotide polymorphisms. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. V. 67. P. 1274-1290.
Beacham T.D., Mcintosh B., Wallace C. 2011. A comparison of polymorphism of genetic markers and population sample sizes required for mixed-stock analysis of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in British Columbia // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. V. 68. P. 550-562.
Beacham T.D., Wood C. C. 1999. Application of microsatellite DNA variation to estimation of stock composition and escapement of Mass River sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. V. 56. № 2. P. 297-310. Crete-Lafreniere A., Weir L.K., Bernatchez L. 2012. JX960816, JX960817 // GenBank. Excoffier L., Laval G., Schneider S. 2005. Arlequin ver. 3.0: An integrated software package for population genetics data analysis // Evol. Bioinformatics Online. V. 1. P. 47-50.
FlemingM.A., Cook J.A. 2002. Phylogeography of endemic ermine (Mustela erminea) in Southeast Alaska // Mol. Ecol. V. 11. P. 795-807. Hsieh C.C., Tsai C.-L., Chang H.-W., Gwo J.-C., Chou Y.C. 2006. EF055889, NC008615// GenBank. Miller S., Underwood T., Spearman W.J. 1998. Genetic Assessment of Inconnu (Stenodus leucichthys) from the Selawik and Kobuk Rivers, Alaska, Using PCR and RFLP Analyses // Alaska Fisheries Technical Report. № 48. P. 1-13.
Moritz C, Dowling T.E., Brown W.M. 1987. Evolution of animal mitochondrial DNA: relevance for popula-
tion biology and systematic // Annu. Rev. Ecol. Syst. V. 18. P. 269-292.
Nei M. 1987. Molecular Evolutionary Genetics. N.Y.: Columbia Univ. Press. 495 p.
Nei M., Kumar S. 2000. Molecular evolution and phy-logenetic. N.Y.: Oxford Univ. Press. 333 p. Rogers A.R. 1998. Genetic evidence for a Pleistocene population explosion // Evolution. V. 49. P. 608-615. Rogers A.R., Harpending H. 1992. Population growth makes waves in the distribution of pair wise genetic differences // Mol. Biol. Evol. V. 9. P. 552-569. Saitou N., Imanishi T. 1989. Relative efficiencies of the Fitch-Margoliash, maximum-parsimony, maximum-likelihood, maximum-evolution, and neighbor-joining methods of phylogenetic tree construction in obstrain-ing the correct tree // Mol. Biol. Evol. V. 6. P. 514-525. Tajima F. 1989. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism // Gen. Soc. of Am. P. 585-595. Tamura K., Stecher G., Peterson D. et al. 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0 // Mol. Biol. Evol. V. 30. P. 2725-2729. Weir B.S. 1996. Genetic data analysis II: Methods for discrete population genetic data. Sunderland. Massachusetts: Sinauer Ass. 445 p. Zardoya R., Meyer A. 1996. Phylogenetic performance of mitochondrial protein-coding genes in resolving relationships among vertebrates // Mol. Biol. Evol. V. 13. № 7. P. 933-942.
