CC BY
35
cies of allohtonal origin. The coefficient of endemismus of Papilionoformis for this refuge is 17.1% for whole fauna and 35.8% for the high-mountainous and middle-mountainous fauna. Low-altitudinal part of this refuge twice fully flooded so it was not a place for conservation of ancestral forms. The age of current refuge fauna is about 14.6 thousand years. High-mountainous and middle-mountainous endemismes are the same age. low-altitudinal endemismes are 5-8 thousand years old. The main role of Naryn arid refuge is in localization on its territory of migration flows which connects Alai, Central, Inner and North Tian Shan.
Key words: Tian Shan, Naryn, Lepidoptera, Papilionoformis, fauna, genesis. УДК 576.316.29
НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО ХРОМОСОМНОМУ ПОЛИМОРФИЗМУ ФИТОФИЛЬНОГО GLYPTOTENDIPES MANCUNIANUS MG.
(DIPTERA, CHIRONOMIDAE) ИЗ ВОДОЕМОВ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Н. А. Дурнова, А. А. Оглезнева
Саратовский государственный медицинский университет
Изучен хромосомный полиморфизм и описано 7 новых последовательностей дисков в хромосомах (manА2, manА3, manА4, manA5, manB2, manB3, manD2) Glyptotendipes mancunianus Mg. из водоёмов Саратовской области. Гетерозиготные инверсии C1.2 (частота 0.72-13.3%) и F1.2 (частота 0.36-44.4%) были встречены во всех популяциях. Среднее число гетерозиготных инверсий на особь составило 0.11-0.53 (0.32).
Ключевые слова: политенные хромосомы, хромосомный полиморфизм, Glyptotendipes mancunianus.
Накопление данных по хромосомным перестройкам в кариотипах Chi-ronomus и сравнительный анализ хромосомного полиморфизма выборок из разных популяций позволяет использовать хирономид в качестве модельных объектов для изучения механизмов микроэволюции (Butler et al., 2000; Ki-knadze et al., 2000, 2003, 2005). Известно, что популяции многих видов Chi-ronomus и Camtochironomus отличаются по инверсионным последовательностям дисков, и эти различия определяются условиями водоемов, в которых обитают исследуемые популяции (Шобанов, 1994; Гундерина и др., 1996; Кикнадзе и др., 2006). Сведений по цитогенетической дифференциации фи-тофильных Glyptotendipes накоплено гораздо меньше, что делает актуальным исследование хромосомного полиморфизма в популяциях этих видов.
Личинки Glyptotendipes mancunianus (Edwards, 1929) являются узкоспециализированными фитофильными минерами, заселяющими только живые ткани водных растений (Калугина, 1963). Кариотип G. mancunianus из Болгарии впервые был описан Михайловой (Michailova, 1989), детальная фотокарта политенных хромосом и некоторые сведения по хромосомному полиморфизму этого вида из России получены позднее (Дурнова, Белянина, 2001).
Цель настоящего исследования - описать новые хромосомные последовательности в кариофонде О. тапеитапш и проанализировать хромосомный полиморфизм в трех популяциях этого вида.
Материал и методы
Личинки IV возраста (61 экз.) были собраны в трех водоёмах Саратовской области (табл. 1). Для цитогенетического анализа личинок фиксировали в смеси 96%-ного этилового спирта и ледяной уксусной кислоты (3:1). В лабораторных условиях готовили давленные препараты политенных хромосом из клеток слюнных желез, окрашенные по этил-орсеиновой методике (Демин, Шобанов, 1990). При картировании хромосомных плеч руководствовались хромосомной картой О.тапеитапш (Дурнова, Белянина, 2001).
Т а б л и ц а 1
Субстрат, место сбора и количество исследованных особей G. mancunianus
№ Субстрат Место сбора Дата Количество особей
1 Ситняг болотный Пойма р.Медведицы, оз. Садок, окр. с.Атаевка 3.07.2012 15
2 Рогоз узколистный р.Медведица, Лысогорский район, п.Лысые горы 29.07.2012 28
3 Сусак зонтичный Марксовский район, пруд у с. Луговское 10.07.2014 18
Фотографии политенных хромосом получали с помощью микроскопа Axioskop 2 2 Plus, CCD-камера AxioCamHRc, пакет программ Axio Vision 4 (Ziess, Германия). Обработку изображений проводили с использованием программы AdobePhotoshop CS6 и CoralDraw 13.
Результаты и их обсуждение
Кариотип. 2n=8. I=II>III>IV. Хромосомы I, II, III - субметацентриче-ские, IV - телоцентрическая. В кариотипе один ядрышковый организатор (NOR) и одно кольцо Бальбиани (BR), находящиеся в хромосоме IV, а также по одному крупному пуффу в хромосомах I, III и IV. Центромерные районы гетерохроматизированы и четко различимы во всех хромосомах.
Хромосома I (AB). В плече А выявлено пять хромосомных последовательностей: стандартная тапА1, которая описана ранее, и четыре инверсионных (тапА2, тапАЗ, тапА4, manA5), обнаруженные впервые. Последовательность тапА2 образована, вероятно, на последовательности manAl в результате простой инверсии участка 10cd-16ab; она встречена нами только в гетерозиготном состоянии - А1.2 (рис. 1,а) в популяции из ситняга болотного с частотой 13.3%. Последовательность тапАЗ, вероятно, образована на последовательности rnanA1 в результате простой инверсии участка 4bc-16ab; встречена только в гетерозиготном состоянии - А1.3 (рис. 1,б) в популяции из ситняга болотного с частотой 6.6%. Последовательность тапА4 образована, вероятно, на последовательности тапА1 в результате инверсии
участка 3-9; встречена в гетерозиготном состоянии - А1.4 (рис.1,в) с частотой 6.6% в популяции из ситняга болотного. Последовательность тапА5 образована, вероятно, на тапА1 в результате простой инверсии участка 3 с-14аЬ и встречена в гетерозиготном состоянии - А1.5 (рис. 1,г) с частотой 0.12% в популяции из сусака зонтичного.
Рис. 1. Гетерозиготные инверсии в плече А хромосомы I О. тапеытапш: а - А 1.2; б - А 1.3; в - А 1.4; г - А 1.5; р - пуфф, скобками обозначены участки с инверсиями, стрелками обозначены центромеры
В плече В обнаружено три последовательности дисков: тапВ1, тапВ2 и тапВЗ. Последовательность тапВ2 описывается нами впервые, она образована на последовательности тапВ1 и отличается от неё простой инверсией участка 21-25; встречена нами в гетерозиготном состоянии - В 1.2 (рис. 2,а) в популяции из ситняга болотного с частотой 13.3%.
29
В1.2
Рис. 2. Гетерозиготные инверсии в плечах B хромосомы, плече Б хромосомы II и плече Е хромосомы III О. тапеитапш: а - В 1.2; б - В 1.3; в - Б 1.2; г - Е 1.2; остальные обозначения см. на рис. 1
Последовательность тапВЗ возникла, вероятно, на последовательности тапВ1, и отличается от неё делецией дисков её в 28-м отделе и диска с в 30-м отделе; встречена в гетерозиготном состоянии - В 1.3 (см. рис. 2,б) в популяции из сусака зонтичного с частотой 0,6%.
Хромосома II (СО). Плечо С характеризуется двумя последовательностями (шапС1 и шапС2); шапС2, описанная ранее (Дурнова, Белянина, 2001), встречена нами в гетерозиготном состоянии во всех популяциях (табл. 2).
Т а б л и ц а 2
Хромосомный полиморфизм Glyptotendipes танеитант
Гетерозиготные и гомозиготные инверсии Частота вст речаемости, %
Ситняг болотный Рогоз узколистный Сусак зонтичный по: Дурнова, Белянина, 200l
A l.2 l3,3 - - -
A l.3 6,6 - 0,6 -
A l.4 6,6 - - -
A l.5 - - 0,l2 -
B l.2 l3,3 - - -
B l.3 - - 0,6 -
C l.2 l3,3 7,4 0,72 2,5
C 2.2 - 3,7 - -
D l.2 33,3 - - -
E l.2 3,7 - - -
F l.2 6,6 44,4 0,36 30,2
F l.3 - - 0,24 5,0
В плече D обнаружено две последовательности: manDl и manD2. Последовательность manD2 описывается впервые, она образована, вероятно, на последовательности manDl в результате инверсии участка 23-27; встречена только в гетерозиготном состоянии - D1.2 (см. рис. 2,в) в популяции из ситняга болотного с частотой 33.3%.
Хромосома III (EF). В плече E встречено две последовательности: manEl и manE2. Последовательность manE2 встречена впервые, она возникла, вероятно, на последовательности manEl в результате делеции 1-го отдела; обнаружена в гетерозиготном состоянии - Е1.2 (см. рис. 2,г) в популяции из ситняга болотного с частотой 3.7%. Плечо F представлено тремя последовательностями дисков (manFl, manF2 и manF3), описанными ранее (Дурнова, Белянина, 200l).
Последовательность manF2 встречена во всех популяциях с разной частотой (см. табл. 2); manF3 встречена только в популяции из сусака зонтичного с частотой 0.24%.
Хромосома VI (G) высоко полиморфна. Во всех популяциях личинок гомологи в районе центромеры не полностью конъюгируют, возможно это связано с разной степенью активности NOR и BR, р (рис. 3). Центромера хромосомы IV может быть как диффузной, т.е. в виде отдельных глыбок ге-терохроматина (рис. 3,а,б), так и в виде единого плотного гетерохроматинового блока (рис. 3,в,г).
Рис. 3. Хромосома IV G. mancunianus: a, б - центромера в виде отдельных глыбок гетерохроматина; в, г - центромера в виде единого плотного блока гетерохроматина; NOR - ядрышковый организатор, BR - кольцо Бальбиани, остальные обозначения см. рис. 1
Проведен сравнительный анализ частот гомо- и гетерозиготных инверсий у личинок из водоемов, изученных нами, с ранее полученными данными по хромосомному полиморфизму О. шапеитапт (табл. 2). Установлено, что для личинок, заселявших ситняг болотный, характерен наиболее высокий уровень хромосомного полиморфизма: обнаружено пять новых последова-
тельностей (manA2, manA3, manA4, manB2, manD2), среднее число гетерозиготных инверсий на особь составило 0.53. У личинок из сусака зонтичного обнаружено две последовательности, встреченные нами впервые (manA5 и manB3), и последовательность manF3, описанная ранее; среднее число гетерозиготных инверсий на особь составило 0.33. В рогозе узколистном встречены инверсионные последовательности manC2 и manF2, описанные ранее; среднее число гетерозиготных инверсий на особь составило 0.11. По среднему числу гетерозиготных инверсий на особь новые популяции сопоставимы с изученными ранее, где этот показатель составил 0.34 (Дурнова, Белянина, 2001).
Только две инверсионные последовательности (manC2 и manF2) были встречены во всех изученных популяциях. Последовательность manC2 обнаружена в популяции из ситняга болотного с частотой 13.3%; из рогоза узколистного - 7.4%; сусака зонтичного - 0.72%. В популяциях, описанных ранее (Дурнова, Белянина, 2001), частота встречаемости данной последовательности составляла 2.5%. Частота последовательности manF2 в ситняге болотном составила 6,6%; рогозе узколистном - 44.4%; сусаке зонтичном -0.36%. В популяциях, описанных ранее, данная последовательность встречена с частотой 30,2%. Дальнейшее накопление сведений по спектру, частоте встречаемости и распространению инверсий в популяциях G. mancunianus позволит установить возможную взаимосвязь между показателями хромосомного полиморфизма и экологическими параметрами водоемов, где обитают личинки этого вида.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гундерина Л. И., Кикнадзе И. И., Айманова К. Г., Истомина А. Г., Провиз В.И, Са-лова Т. А., Ракишева А. Ж., Батлер М. Дж. Цитогенетическая дифференциация природных и лабораторных популяций Camptochironomus tentans (Fabricius) (Chironomidae: Díptera) // Генетика.1996. № 32. С. 53-67.
Демин С. Ю., Шобанов Н. А. Кариотип комара Chironomus entis из группы plumosus в европейской части СССР // Цитология. 1990.Т. 32, № 10. С. 1046-1054.
Дурнова Н. А., Белянина С. И. Кариотипы и хромосомный полиморфизм двух фито-фильных видов хирономид - Glyptotendipes mancunianus и G. imbecillis (Diptera, Chironomidae) // Цитология. 2001. Т. 43, № 5. С. 501-506.
Калугина Н. С. Места обитания и смена поколений у семи видов Glyptotendipes Kieff. и Endochironomus Kieff. (Diptera, Chironomidae) из Учинского водохранилища // Учинское и Можайское водохранилища. М., 1963. С. 173-212.
Кикнадзе И. И., Михайлова П., Истомина А. Г., Голыгина А. Г., Инт Панис Л., Кра-станов Б. Хромосомный полиморфизм и дивергенция популяций у Chironomus nuditarsis Str. (Diptera, Chironomidae) // Цитология. 2006. Т. 48, № 7. С. 595-609.
Шобанов Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus L. (Diptera, Chironomidae). IV. Внутри- и межпопуляционный полиморфизм // Цитология. 1994. № 36. С.1129-1145.
Butler M. G., Kiknadze I. I., Golygina V. V., Martin J, Istomina A. G., Wülker W. F, Sublette J. E, Sublette M. F.. Cytogenetic differentiation between Palearctic and Nearctic populations of Chironomus plumosus L. (Diptera, Chironomidae) // Genome. 1999. № 5. P. 797-815.
Kiknadze I. I., Butler M. G., Golygina V. V., Martin J, Walker W. F, Sublette J. E, Sublette M. F. Intercontinental karyotypic differentiation of Chironomus entis Shobanov, a Holarc-
tic member of the C. plumosus group (Diptera, Chironomidae) // Genome. 2000. № 43. P. 857873.
Kiknadze I. I., Gunderina L. I, Istomina A. G., Gusev V. D, Nemytikova L. A.. Similarity analysis of inversion banding sequences in chromosomes of Chironomus species (breakpoint phylogeny) // Bioinformatics of genome regulation and structure. Boston etc. : Kluwer Acad. Publ. 2003. P. 245-253.
Kiknadze I. I., Wulker W. F, Istomina A. G, Andreeva E. N. Banding sequences pool of Chironomus anthracinus Zett (Diptera, Chironomidae) in Palearctic and Nearctic // Евразиат. энтомол. журн. 2005. Т. 4, № 1. С. 13-27.
Michailova P. The polytene chromosomes and their significance to the systematics of the family Chironomidae, Diptera // Acta Zool. Fenn. 1989. Vol. 186.107 p.
RECENT DATA IN CHROMOSOME POLYMORPHISM OF PHYTOPHILOUS GLYPTOTENDIPESMANCUNIANUS MG (DIPTERA: CHIRONOMIDAE) FROM DIFFERENT RESERVOIRS OF THE SARATOV PROVINCE
N. A. Durnova, A. A. Oglezneva
Saratov State Medical University
Chromosome polymorphism of Glyptotendipes mancunianus Mg (Diptera: Chironomidae) from different reservoirs of Saratov Province has been studied and 7 (manА2, manА3, manА4, manA5, manB2, manB3, manD2) new chromosome sequences were described. The inversions C1.2 (frequency 0.72-13.3%) and F1.2 (frequency 0.36-44.4%) were met in all populations. The average number of heterozygous inversions per species made 0.11-0.53 (0.32).
Key words: polytene chromosomes, chromosome polymorphism, Glyptotendipes mancunianus.
УДК 595.771 (470.44)
ВИДОВОЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ ВИДОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
ИМАГО ХИРОНОМИД ПОДСЕМЕЙСТВА 0RTH0CLADПNAE ЭНГЕЛЬССКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Н. В. Полуконова*, И. В. Демина**, М. В. Ермохин**
*Саратовский государственный медицинский университет * *Саратовский государственный университет
Показаны морфологические особенности имаго хирономид подсемейства Or-thocladiinae в пойменных озёрах долины р. Волги в окрестностях г. Энгельса (Саратовская обл.). Составлен определительный ключ данного подсемейства, включающий шесть родов и 11 видов, обнаруженных в исследованных озёрах.
Ключевые слова: Orthocladiinae, Chironomidae, видовая диагностика, пойменные озёра, Саратовская область.
