Научная статья на тему 'ПОЛИМОРФИЗМ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА COI ПОПУЛЯЦИЙ ВИДОВ-ДВОЙНИКОВ РОДА OSTRINIA (LEPIDOPTERA: PYRALOIDEA)'

ПОЛИМОРФИЗМ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА COI ПОПУЛЯЦИЙ ВИДОВ-ДВОЙНИКОВ РОДА OSTRINIA (LEPIDOPTERA: PYRALOIDEA) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
30
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
OSTRINIA / СТЕБЛЕВЫЕ МОТЫЛЬКИ / СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ / ГАПЛОТИП

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Грушевая И.В., Малыш Ю.М., Конончук А.Г., Фролов А.Н.

Цель работы - оценить уровень полиморфизма нуклеотидной последовательности фрагмента гена 1 субъединицы цитохромоксидазы COI мтДНК в обитающих в Европейской части России популяциях стеблевых мотыльков Ostrinia nubilalis Hbn. и Ostrinia scapulalis Wlk., cобранных с однодольных и двудольных растениий-хозяев, соответственно. Для насекомых с кукурузы, полыни и конопли получен набор молекулярных гаплотипов, из которых общими для всех популяций были два мажорных гаплотипа, составляющие около 80 % выборки, а остальные минорные варианты были специфичны для O. scapulalis и O. nubilalis. Иными словами, определить точную видовую принадлежность одной особи мотылька по локусу COI, не представляется возможным, однако наличие видоспецифичных гаплотипов в выборках насекомых предполагает принципиальную возможность диагностировать выборки насекомых по структуре минорных гаплотипов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Грушевая И.В., Малыш Ю.М., Конончук А.Г., Фролов А.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Polymorphism of nucleotide sequence of mitochondrial COI gene of cryptic species populations of the genus Ostrinia (Lepidoptera: Pyraloidea)

Aim of the study is to access level of polymorphism of nucleotide sequence of COI gene fragment of mTDNA in populations of stem borers Ostrinia nubilalis Hbn. and Ostrinia scapulalis Wlk., originating from monocotyledonous and dicotyledonous plants, respectively. It is found that 80 % of samples is represented by two major molecular haplotypes common in both species while the rest minor variants were specifis for O. nubilalis and O. scapulalis. In other words, precise determination of a single specimen using COI locus is not possible though presence of species-specific haplotypes suggests availability of genotyping of insect samplings basing upon structure of minor haplotypes.

Текст научной работы на тему «ПОЛИМОРФИЗМ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА COI ПОПУЛЯЦИЙ ВИДОВ-ДВОЙНИКОВ РОДА OSTRINIA (LEPIDOPTERA: PYRALOIDEA)»

«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.

53

Наличие в жизненном цикле нескольких синанаморф и синтелеоморф также может вносить определённые затруднения при проведении идентификации. Кроме того, наличие или отсутствие этих стадий в жизненном цикле, а также другие морфологические характеристики могут ощутимо различаться при наблюдении фомоидных грибов in vivo и in vitro.

Чтобы избежать затруднений и ошибок при идентификации фомоидных грибов, необходимо производить оценку признаков в сравнении у как можно большего ко-

Библиографический Aveskamp M. M., de Guyter J., Crous P. W. Biology and recent developments in the systematics of Phoma, a complex genus of major quarantine significance // Fungal Diversity, 2008. P. 1-18. Boerema, G.H., Bollen, G.J. Conidiogenesis and conidial septation ads differentiating criteria between Phoma and Ascochyta // Persoonia,1975. Vol. 8. P. 111-144.

личества изолятов, при возможности исследовать интересующие признаки, как in vivo, так и in vitro. Для проведения же наиболее точной и корректной идентификации, необходимо оценивать весь спектр признаков: микроморфологические in vivo и in vitro, макроморфологические, субстратную специализацию, биохимические, молекуляр-но-генетические.

Работа проведена при поддержке Российского научного фонда (проект РНФ 14-26-00067).

список (References)

Boerema G. H., de Gruyter J., Noordeloos M. E., Hamers M. E. C. Phoma

identification Manual. CABI Publishing. 2004. P. 470. Rai M. K., Tiwari V. V., Irinyi L., Kovics G. J. Advances in taxonomy of genus Phoma: polyphyletic nature and role of phenotypic traits and molecular systematics // Indian journal of microbiology. 2013. Vol. 54 (2). P. 123-128. Rao S., Thirumalachar U. Phoma exigua infecting brinjal leaves // Indian phythopathology. 1981. P. 34-37.

Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 52-53

PROBLEMS OF IDENTIFICATION SPECIES PHOMA SENSU LATO IN VITRO

M.M. Gomzhina

All-Russian Institute of Plant Protection, gomzhina91@mail.ru

The genus Phoma sensu lato represents anamorphic Ascomycetes, that produce pycnidia, containing one-celled hyaline conidia. The best way to identify these organisms - is comparative study of its structures of sporulation (pycnidia and conidia), resting structures, modes of conidiogenesis, biochemical other biological aspects both in vivo and in vitro.

УДК 575.22

ПОЛИМОРФИЗМ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА COI ПОПУЛЯЦИЙ ВИДОВ-ДВОЙНИКОВ РОДА OSTRINIA (LEPIDOPTERA: PYRALOIDEA) И.В. Грушевая, Ю.М. Малыш, А.Г. Конончук, А.Н. Фролов

Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия, grushevaya_12@mail.ru Цель работы - оценить уровень полиморфизма нуклеотидной последовательности фрагмента гена 1 субъединицы цитохромоксидазы COI мтДНК в обитающих в Европейской части России популяциях стеблевых мотыльков Ostrinia nubilalis Hbn. и Ostrinia scapulalis Wlk., собранных с однодольных и двудольных растениий-хозяев, соответственно. Для насекомых с кукурузы, полыни и конопли получен набор молекулярных гаплотипов, из которых общими для всех популяций были два мажорных гаплотипа, составляющие около 80 % выборки, а остальные минорные варианты были специфичны для O. scapulalis и O. nubilalis. Иными словами, определить точную видовую принадлежность одной особи мотылька по локусу COI, не представляется возможным, однако наличие видоспецифичных гаплотипов в выборках насекомых предполагает принципиальную возможность диагностировать выборки насекомых по структуре минорных гаплотипов.

Ключевые слова: Ostrinia, стеблевые мотыльки, структура популяций, гаплотип.

Род Ostrinia объединяет комплекс трудноразличимых близкородственных биологических рас и видов-двойников. Накоплено большое количество данных, свидетельствующих о своеобразии трофических связей видов и внутривидовых форм рода Ostrinia НЬп. с кукурузой и двудольными сорняками (конопля, дурнишник) [Серапио-нов и др., 2008; Фролов, 1984]. Анализ микросателлитной ДНК подтвердил существенные различия в структуре сим-патрических популяций рода Ostrinia, распространённых на западе и востоке Краснодарского края. В настоящее время обитающие на двудольных и однодольных видах растений-хозяев стеблевые мотыльки рассматриваются как самостоятельные виды: О. пиЫШШ и О. scapulalis, соответственно рш^ et а1., 2012].

Для молекулярного анализа (оценка полиморфизма локуса мтДНК цитохромоксидазы) были взяты 4 выборки

гусениц O.nubilalis и О. scapulalis (из Ростовской и Белгородской областей, Краснодарского и Ставропольского краев), собранных соответственно с кукурузы и полыни или конопли и рассматриваемых в качестве подвыборок. Из 119 проанализированных образцов 78 было собрано с кукурузы и 41 - с полыни или конопли. Всего выявлено 18 различных молекулярных гаплотипов, при этом доминирующий вариант, условно обозначенный как «гаплотип А», встречался в 75 % случаев, второй по частоте встречаемости гаплотип - в 8.5 % случаев, остальные 16 гапло-типов встречались не чаще, чем у одной или двух особей, то есть с частотой 0.84-1.68 %. Различия между гаплоти-пами заключались в одиночных нуклеотидных заменах, от одной до трёх на участке протяжённостью ок. 650 н.о. При сравнении структуры двух подвыборок с двудольных растений и кукурузы между собой обнаружилось, что

54

Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции

в обеих доминируют гаплотипы А и В, а остальные минорные варианты были специфичны для O. scapulalis и O. nubilalis, то есть гаплотипы С-К встречаются только среди насекомых с кукурузы, а гаплотипы L-Q - только среди насекомых с двудольных растений. Минорные гаплотипы, встречающиеся только в пределах одной подвыборки, обозначены как «видоспецифичные»; суммарная частота их встречаемости составила 15-20 % (рис.).

Локус COI обладает достаточной разрешающей способностью для идентификации таксонов Metazoa, в том числе Insecta, ранга вида, в том числе криптических видов [Yang et al., 2012; Kirk et al., 2013]. Наличие в обеих подвы-борках, соответствующих двум видам рода Ostrinia, двух одинаковых мажорных гаплотипов указывает на очень высокий уровень родства этих таксонов, что соответствует данным морфологического анализа и представлениям о недавней дивергенции O. nubilalis от O. scapulalis, которая рассматривается как предковая форма [Frolov et al., 2012]. Установить точную видовую принадлежность одиночной особи стеблевого мотылька по локусу COI, таким образом, не представляется возможным, однако наличие от 15 до 20 % видоспецифичных гаплотипов в выборках насекомых указывает на возможность диагностировать выборки насекомых по структуре минорных гаплотипов. Данную систему можно рассматривать как дополнение к системе генотипирования с помощью микросателлитных маркеров.

Рисунок. SNP-элайнмент 18 гаплотипов локуса первой субъединицы митохондриальной цитохромокидазы (COI) гусениц Ostrinia, собранных с кукурузы (группа «Monocot», O. nubilalis), полыни и конопли (группа «Dicot», O. scapulalis). Гаплотипы А-В, встречающиеся у обоих видов, выделены прямоугольной рамкой

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №№ 15-04-01226-а и 16-54-00144-Бел_а. Библиографический список (References)

Frolov A. N. et al. From Russia with lobe: genetic differentiation in trilobed uncus Ostrinia spp. follows food plant, not hairy legs //Heredity, 2012. V. 108. N . 2. - C. 147-156.

Yang Y. et al. Increasing the data size to accurately reconstruct the phylogenetic relationships between nine subgroups of the Drosophila melanogaster species group (Drosophilidae, Diptera) // Molecular phylogenetics and evolution, 2012. V. 62. P. 214-223.

Серапионов Д.А., Дубровина А.Г., Фролов А.Н. Популяционная структура кукурузного мотылька в Краснодарском крае // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Вып. 5. Матер. докл. межд. научно-практич. конф., 23 сентября - 25 сентября 2008 г. Краснодар: ВНИИБЗР, 2008. С. 158-160.

Фролов, А.Н. Биотаксономический анализ вредных видов рода Ostrinia Hbn. // Этология насекомых. Л.: Наука, 1984. С. 4—100.

Kirk H., Dorn S., Mazzi D. Molecular genetics and genomics generate new insights into invertebrate pest invasions // Evolutionary Applications, 2013. V. 6. N . 5. С. 842-856.

Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 53-54

POLYMORPHISM OF NUCLEOTIDE SEQUENCE OF MITOCHONDRIAL COI GENE OF CRYPTIC SPECIES POPULATIONS OF THE GENUS OSTRINIA (LEPIDOPTERA: PYRALOIDEA) I.V. Grushevaya, J.M. Malysh, A.G. Kononchuk, A.N. Frolov

All-Russian Institute of Plant Protection, grushevaya_12@mail.ru Aim of the study is to access level of polymorphism of nucleotide sequence of COI gene fragment of mTDNA in populations of stem borers Ostrinia nubilalis Hbn. and Ostrinia scapulalis Wlk., originating from monocotyledonous and dicotyledonous plants, respectively. It is found that 80 % of samples is represented by two major molecular haplotypes common in both species while the rest minor variants were specifis for O. nubilalis and O. scapulalis. In other words, precise determination of a single specimen using COI locus is not possible though presence of species-specific haplotypes suggests availability of genotyping of insect samplings basing upon structure of minor haplotypes.

УДК 632.4

ПОЛИМОРФИЗМ ГРИБА РиСС1МЛ ТЫПСШЛ ПО ВИРУЛЕНТНОСТИ И МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ НА ВИДАХ ПШЕНИЦЫ И ЭГИЛОПС

Е.И. Гультяева, Е.Л. Шайдаюк, М.К. Аристова, И.А. Казарцев

Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия, eigultyaeva@gmail.com Цель исследований - оценить полиморфизм изолятов гриба Р. Мйста по вирулентности и микросателлитным локусам на растениях-хозяевах родов ТгШсит и Aegilops разной плоидности, собранных в географически отдаленных регионах России (Дагестан, Новосибирск) и Казахстане. Выявлено влияние генома и плоидности растения-хозяина на

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.