CC BY
40
УДК 597.6/.9: 576.316.23
DOI 10.21685/2307-9150-2019-2-16
Д. В. Скоринов, Р. А. Пасынкова, С. Н. Литвинчук
ЯДРЫШКОВЫЙ ОРГАНИЗАТОР И ПОЛОВЫЕ ХРОМОСОМЫ: ЕСТЬ ЛИ МЕЖДУ НИМИ СВЯЗЬ? (НА ПРИМЕРЕ ANURA)
Аннотация.
Актуальность и цели. Целью работы было изучение гетероморфизма ядрышковых организаторов (ЯОР) и их корреляции с половыми хромосомами у различных видов бесхвостых амфибий.
Материалы и методы. Изучены ЯОРы хромосом у 57 видов бесхвостых амфибий (6 семейств, 14 родов). При анализе кариотипов было рассмотрено количество ЯОРов на одной хромосоме и их общее количество в диплоидном наборе хромосом, размеры, форма и положение ЯОРов на хромосомах.
Результаты. Гетероморфизм по длине и форме ЯОРов был выявлен у всех изученных нами видов. Среди видов, представленных в нашем исследовании и самцами, и самками, у 70 % (14 видов) гетероморфизм по ЯОРам не зависел от пола. У оставшихся 30 % гетероморфными по ЯОРам были только самцы или только самки. Как правило, ЯОРы расположены только на одной паре гомологичных хромосом. Дополнительные ЯОРы встречались крайне редко.
Выводы. Хромосомы, несущие гетероморфные ЯОРы, могут быть как ауто-сомами, так и половыми.
Ключевые слова: амфибии, ядрышковый организатор, половые хромосомы.
D. V. Skorinov, R. A. Pasynkova, S. N. Litvinchuk
NUCLEOLAR ORGANIZER AND SEX CHROMOSOMES: IS THERE A CORRELATION BETWEEN THEM? (BY THE EXAMPLE OF ANURA)
Abstract.
Background. The aim of the work was to study the heteromorphism of nucleolar organizers (NORs) and its correlations with sex chromosomes in different species of Anura.
Materials and methods. NORs in karyotypes of 57 species of tailless amphibians (6 families, 14 genera) were studied. In karyotypes, we analyzed a number of NORs on each chromosome and their total number in the diploid set of chromosomes, size, shape and position of NORs on chromosomes.
Results. Heteromorphy in size and form of NORs was revealed in all studied species. Among species, which were represented in our study by both sexes, 70 % (14 species) had heteromorphic NORs which were unrelated to sex. In the remaining 30 %, only males or only females had heteromorphic NORs. As a rule, NORs were found in a single pair of homologous chromosomes. Additional NORs were extremely rare.
Conclusions. Heteromorphic NOR-bearing chromosomes can be autosomes or sexual ones.
Keywords: Amphibia, nucleolar organizer, sex chromosomes.
© Скоринов Д. В., Пасынкова Р. А., Литвинчук С. Н., 2019. Данная статья доступна по условиям всемирной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/ 4.0/), которая дает разрешение на неограниченное использование, копирование на любые носители при условии указания авторства, источника и ссылки на лицензию Creative Commons, а также изменений, если таковые имеют место.
Введение
Ядрышковые организаторы (ЯОРы) - это особые участки хромосом, которые содержат гены рибосомальной РНК (рРНК). Участвуя в транскрипции рРНК и контролируя таким образом синтез белка, они играют важную роль в жизни клетки. Среди особей одного вида число, положение, длина и форма ЯОРов могут варьировать [1-10]. Как правило, размеры ЯОРов пропорциональны количеству генов, кодирующих рРНК. Однако форма ЯОРов, окрашенных, например, с помощью серебрения, также может меняться в зависимости от транскрипционной активности этих генов [5, 9].
Известно, что длина половых хромосом (как правило, X и Y) может различаться [1]. Нередко авторы, находя гомологичные хромосомы, различающиеся по своей длине (в том числе и несущие ЯОРы), рассматривают их в качестве половых [11-14]. В связи с этим возникает вопрос о корреляции между вариабельностью по размерам ЯОРов и гетероморфизмом половых хромосом.
В самой полной сводке по половым хромосомам [1] у бесхвостых амфибий упомянуто всего 10 видов (из примерно 6000 известных на тот момент), у которых на половых хромосомах имеются ЯОРы. Из них только у трех (Gastrotheca riobambae (XY), Dryophytes femoralis (XY) и Buergeria buergeri (ZW)) был отмечен половой диморфизм, характеризующийся отсутствием ЯОРа на одной из половых хромосом (W или Y). И только в одной работе [15] был описан половой диморфизм по размерам ЯОРов, а не их наличию/отсутствию. Гетероморфные ЯОРы были выявлены на одном из гомологов 7-й пары хромосом у самок Rhienella marina в то время, как у самцов ЯОРы оказались одинакового размера. Авторы других статей не обнаруживали связи полового диморфизма и гетероморфности ЯОРов, отмечая лишь наличие географической изменчивости по данному признаку [10].
Целью нашей работы было изучение гетероморфизма по ЯОРам и его возможной связи с половыми хромосомами у различных видов бесхвостых амфибий.
Материалы и методы
В ходе исследования были изучены кариотипы 203 особей бесхвостых амфибий (1310 метафазных пластинок), относящихся к 6 семействам, 14 родам, 57 видам из Евразии и Северной Африки. Из них 105 были самцами, 56 самками и 42 неполовозрелыми особями (молодые особи и личинки). В первую очередь был оценен гетероморфизм по изученным ЯОРам у тех видов, которые представлены в нашем исследовании особями обоих полов. Те же виды, для которых присутствовали только особи одного пола или неполовозрелые животные, использовались нами как источник дополнительной информации.
Клетки эпителия тонкого кишечника использовались для приготовления препаратов хромосом по стандартной методике [16]. Хромосомы на метафазных пластинках были окрашены нитратом серебра (AgNO3) [17-18]. Гомологичные хромосомы определялись по их длине (визуально или с помощью программы ImageJ 1.45), расположению центромеры и ЯОРов. При анализе кариотипов рассматривалось: а) количество ЯОРов на одной хромосоме и их общее количество в диплоидном наборе хромосом; б) размеры, форма и положение ЯОРов на хромосомах.
Результаты
Выявлен высокий уровень гетероморфизма по ЯОРам на гомологичных хромосомах у большинства изученных видов бесхвостых амфибий. Все 20 видов Лпига, представленных в нашем исследовании особями обоих полов, имели гетероморфные ЯОРы (табл. 1; рис. 1,а,б).
Таблица 1
Гетероморфизм по ядрышковым организаторам у бесхвостых амфибий, представленных в нашем исследовании обоими полами
Вид Число особей Наличие гетероморфности среди особей одного пола($/?) Типы гетеро/гомоморс )ности
I II III
Bufonidae
Bufo gargarizans 4/2 -/- +
Bufo japonicus 1/1 -/- +
Bufotes latastii 7/2 -/- +
Bufotes sitibundus 3/4 -/+ +
Bufotes viridis 6/4 +/+ +
Strauchbufo raddei 4/1 -/- +
Duttaphrynus himalayanus 1/2 -/- +
Duttaphrynus melanostictus 3/1 -/- +
Hylidae
Dryophytes japonicus 2/2 -/- +
Hyla meridionalis* 4/1 -/- +
Hyla orientalis 12/4 -/+ +
Hyla savignyi 5/1 -/- +
Ranidae
Rana amurensis* 1/1 -/- +
Pelophylax bedriagae 1/1 -/- +
Pelophylax cf. bedriagae** 3/2 +/- +
Pelophylax lessonae 8/7 -/+ +
Pelophylax nigromaculatus 1/1 -/- +
Pelophylax ridibundus 2/3 +/+ +
Pelophylax terentievi 3/1 -/- +
Pelobatidae
Pelobates fuscus 2/5 -/- +
Итого: 9 родов, 20 видов 73/46 14 (70 %) 4 (20 %) 2 (10 %)
Примечание. * Виды, у которых отмечена индивидуальная изменчивость по ядрышковым организаторам. ** «Восточная» форма Pelophylax ridibundus. I - гете-роморфны оба пола; II - гетероморфны только самцы; III - гетероморфны только самки.
а) б)
Рис. 1. Вид: а - гомоморфные ядрышковые организаторы на гомологичных
хромосомах 9-й пары самца Pelophylax bedriagae (Дамм, Иордания); б - гетероморфные ядрышковые организаторы на гомологичных хромосомах 9-й пары неполовозрелой особи P. saharicus (Сиди, Морокко)
Из них у 70 % (n = 14) видов были отмечены особи с гетероморфными ЯОРми у обоих полов, 20 % (n = 4) видов - особи с гетероморфными ЯОРми только у самцов и 10 % (n = 2) видов - только у самок. У Bufotes sitibundus (самки), Bufotes viridis (самцы и самки), Hyla orientalis (самки), Pelophylax lessonae (самки) и Pelophylax ridibundus (самцы и самки) среди особей одного пола отмечены как гетероморфные, так и гомоморфные ЯОРы. При этом у Bufotes viridis гомоморфным был только один из шести самцов, а гетеро-морфной была только одна самка из четырех. У Hyla orientalis была найдена только одна гомоморфная самка из трех, в то время как все 12 самцов этого вида имели гетероморфные ЯОРы. Помимо этого, у трех половозрелых особей (самец Rana amurensis, самец Hyla meridionalis и самка Nanorana vicina) были обнаружены гомо- и гетероморфные ЯОРы на метафазных пластинках у одной и той же особи.
Из-за недостаточности материала для ряда видов нами были получены данные по изменчивости ЯОРов только у особей, представленных одним полом (34 вида) и у неполовозрелых животных (16 видов). Из выборок, где имелись особи только одного пола (табл. 2), 74 % (26 видов) оказались с гетероморфными ЯОРами и 26 % (9 видов) - гомоморфными. Неполовозрелые особи (табл. 3) показали наличие гетероморфизма по ЯОРам у 69 % (11 видов). При этом пять видов (Bufo bufo, Bufo eichwaldi, Pelophylax cretensis, Pelophylax saharicus и Pelobates vespertinus) были представлены особями как с гетероморфными, так и гомоморфными ЯОРами. Неполовозрелый экземпляр Rana macrocnemis из Армении обладал индивидуальной изменчивостью, поскольку имел кариотипы как с гомо-, так и с гетероморфными ЯОРами.
Таблица 2
Гетероморфизм по ядрышковым организаторам у бесхвостых амфибий, представленных в нашем исследовании особями одного пола (n - количество особей. Гет. - гетероморфные, Гом. - гомоморфные)
Вид Пол n Наличие гетероморфности
1 2 3 4
Bombinatoridae
Bombina bombina ? 2 +
Окончание табл. 2
1 2 3 4
Bufonidae
Bufo andrewsi ? 1 +
Bufo bufo** â 2 +
Bufo eichwaldi** ? 1 -
Bufo spinosus â 2 +
Bufo verucosissimus â 1 +
Bufotes luristanicus â 1 +
Bufotes cf. sitibundus (Кипр) â 2 +
Bufotes turanensis â 1 +
Duttaphrynus dhofarensis â 1 +
Duttaphrynus olivaceus â 2 +
Duttaphrynus stomaticus â 1 +
Hylidae
Dryophytes cf. japonicus (Курилы) â 1 +
Hyla arborea â 2 +
Hyla intermedia â 1 +
Hyla cf. meridionalis (Тунис) â 2 -
Hyla tsinlingensis â 2 +
Dicroglossidae
Minervarya caperata ? 1 +
Minervarya perreri ? 1 +
Nanorana vicina ? 1 *
Euphlictys adolfi ? 1 +
Euphlictys mudigere â 1 -
Fejervarya limnocharis â 1 -
Ranidae
Glandirana emelianovi â 1 -
Rana arvalis â 1 -
Rana dalmatina â 1 +
Rana dybowski â 1 +
Rana latastei ? 1 +
Rana macrocnemis** â 1 -
Rana pseudodalmatina â 1 +
Pelophylax kurtmuelleri â 1 -
Pelophylax perezi â 1 -
Pelophylax saharicus** ? 1 +
Pelobatidae
Pelobates vespertinus** â 1 +
Итого: 14 родов, 34 вида 10?32â Гет. 2б (74 %), Гом. 9 (2б %)
Примечание. * Виды, у которых отмечена индивидуальная изменчивость по ядрышковым организаторам. ** Виды, у которых встречаются головастики с отличной (противоположной) от взрослых особей гетероморфностью по ядрышковым организаторам.
Таблица 3
Встречаемость гетероморфизма по ядрышковым организаторам у неполовозрелых особей бесхвостых амфибий (п - количество особей. Гет. - гетероморфные, Гом. - гомоморфные)
Вид n Гетероморфизм (%)
Bufonidae
Bufo bufo 3 67
Bufo eichwaldi 11 64
Bufo verucosissimus 1 100
Duttaphrynus olivaceus 1 100
Duttaphrynus stomaticus 6 100
Hylidae
Hyla tsinlingensis 1 0
Dicroglossidae
Minervarya caperata 3 100
Minervarya syhadrensis 1 0
Ranidae
Rana arvalis 1 0
Rana macrocnemis 1 *
Pelophylax ridibundus 1 0
Pelophylax cretensis 4 50
Pelophylax saharicus 3 67
Pelobatidae
Pelobates cultripes 1 0
Pelobates syriacus 1 100
Pelobates vespertinus 3 67
Итого: 7 родов, 16 видов 42 Гет. 11 (69 %), Гом. 5 (31 %)
Примечание. * Виды, у которых отмечена индивидуальная изменчивость по ядрышковым организаторам.
У всех изученных нами видов амфибий ЯОРы обычно были расположены только на одной паре гомологичных хромосом (идентифицированных по их относительным размерам и центромерному индексу). Дополнительные ЯОРы (рис. 2) встречались крайне редко и были обнаружены только у пяти (2,5 %) из 203 изученных особей: неполовозрелой особи Bufo bufo, самки и двух личинок Bufo eichwaldi и самца Bufo japonicus.
Так, у неполовозрелой особи Bufo bufo из Геры (Германия) нитрат серебра окрасил центромеры и прицентромерные районы длинных плеч большей части хромосом. У самки Bufo eichwaldi из Гиркана дополнительные ЯОРы были выявлены на прицентромерных районах длинных плеч третьей пары хромосом и на гомологичных хромосомах шестой пары, как правило, несущих ЯОРы. Неполовозрелая особь Bufo eichwaldi из Ловэйна имела дополнительный ЯОР в прицентромерном районе коротких плеч одного из го-
мологов, несущих стандартные ЯОРы. Неполовозрелая особь Bufo eichwaldi из Пирана несла ЯОРы в прицентромерных районах коротких плеч одной из хромосом второй пары и в прицентромерных областях длинных плеч одной из хромосом третьей пары. У самца Bufo japonicus дополнительный ЯОР выявлен на прителомерном участке длинных плеч одного из гомологов первой пары. Таким образом, все выявленные нами дополнительные ЯОРы были отмечены у представителей только одного рода из 15, изученных в ходе нашего исследования. Связи между наличием дополнительных ЯОРов и полом у этих видов не обнаружено.
Рис. 2. Bufo japonicus (Канагава, Япония): дополнительная пара ядрышковых организаторов на одной из хромосом первой пары в синем круге; стандартная пара ядрышковых организаторов на 6-й паре гомологичных хромосом в красном круге
Зависимости между размером ЯОРов и полом у большинства видов бесхвостых амфибий нами также не обнаружено. ЯОРы могут быть и короткими, и длинными у особей обоих полов. Более того, у одной и той же особи на разных метафазных пластинках могут быть отмечены разные по размеру ЯОРы (индивидуальная изменчивость). Гетероморфизм по этому признаку может достигать настолько больших величин, что это сказывается на длине плеч хромосом - иногда они увеличены в несколько раз (см. рис 1).
Работы, оценивающие встречаемость изменчивости ЯОРов у бесхвостых амфибий, крайне редки. Например, в работе Шмида [5] отмечено, что гомоморфными по ЯОРам у Anura являются только 33 % изученных особей. В ходе нашей работы среди всех изученных нами видов (n = 203) только 25 % особей имели гомоморфные ЯОРы.
Нами выявлен половой диморфизм по наличию гетероморфизма ЯОРов у пяти видов (Duttaphrynus himalayanus, Strauchbufo raddei, Pelophylax bedria-gae, Pelophylax cf. bedriagae, Pelophylax nigromaculatus, Pelophylax terentievi) из 20 изученных. Кроме того, еще у двух видов (Bufotes viridis и Hyla orien-
t
Я
Обсуждение
talis), возможно, также имеется половой гетероморфизм по ЯОРам, но полученные нами результаты искажаются единичными предполагаемыми инверсиями пола.
Половой диморфизм по гетероморфности ЯОРов может быть обнаружен еще и у ряда других видов, представленных в нашем исследовании только одним полом. Если предположить, что часть изученных нами неполовозрелых особей тех же видов после созревания имели бы противоположный пол, то у пяти видов по этому признаку мог бы быть выявлен половой диморфизм. Так, у двух самцов Bufo bufo, двух самцов Hyla tsinlingensis, самца Pelobates vespertinus и самки Pelophylax saharicus были выявлены гетеро-морфные ЯОРы, а у единственной изученной нами самки Bufo eichwaldi и одного самца Rana macrocnemis имелись только гомоморфные. Однако неполовозрелые особи этих видов, среди которых могли быть и самцы, и самки, обладали как гомо-, так и гетероморфными ЯОРами.
У ряда видов на части метафазных пластинок на одной из двух гомологичных хромосом ЯОРы полностью отсутствовали. Это может быть связано с утерей такими хромосомами ЯОРов или отражать неактивное состояние генов рДНК [19-20]. Как правило, неактивные ЯОРы нитратом серебра не окрашиваются. В этих случаях только гибридизация in situ позволяет выявить их наличие [10, 17]. Нами этот метод не применялся, поэтому мы можем только предполагать об отсутствии или неактивном состоянии таких ЯОРов. Размеры окрашенных с помощью серебрения участков (ЯОРов) пропорциональны количеству фрагментов ДНК, кодирующих рРНК, или могут отражать их транскрипционную активность [5, 9]. Описаны случаи, когда посредством Ag-окрашивания была выявлена гетероморфность ЯОРов гомологичных хромосом, но использование флуоресцентной гибридизации in situ показывало их гомоморфность. Видимо, это связано с тем, что флуоресцентная гибридизация in situ выявляет всю рДНК, а Ag-окрашивание - только те ее участки, которые были активны во время последней интерфазы [6].
Индивидуальный гетеро/гомоморфизм по ЯОРам - довольно редкое явление [21]. Такой генный мозаицизм может быть результатом как разной активности генов, так и разного количества рДНК. То, что мы обнаружили только четыре особи из 203 (2 %), имеющих одновременно гомо- и гетеро-морфные пары ЯОРов на хромосомах, подтверждает этот факт.
Принято считать, что пары гомологичных хромосом, различающихся у разных полов по размерам, центромерному индексу (отношение короткого плеча к длинному) или окрашиваемым различными красителями участкам (молекулярной и цитогенетической структуре), могут быть половыми. У подавляющего большинства амфибий половые хромосомы пока не выявлены [1, 22-24]. Предполагается, что гомоморфность половых хромосом возникает в результате их рекомбинации или их превращения в аутосомы [25-27].
В настоящее время известно 7013 видов бесхвостых амфибий [28], но гетероморфные половые хромосомы описаны не более чем у 1,5 % из них (около 100 видов). Видимо, это связано с тем, что у пойкилотермных позвоночных эти хромосомы, как правило, гомоморфные. Однако в некоторых случаях гетероморфные половые хромосомы все же удается обнаружить с помощью сравнения их размеров и расположения центромеры, изучения
особенностей расположения и количества ЯОРов, окрашиваний с помощью различных методик.
У ряда видов Anura были выявлены конкретные половые хромосомы (X и Y; Z и W; Y, W и Z; 0 и W). Был даже найден один вид (Leptodactylus pentadactylus) с множественными (6 пар из 11) половыми хромосомами [1, 29-33]. У большей части Bufonidae описаны ZW половые хромосомы, а почти у всех Ranidae и Hylidae - XY. Ранее половые различия по ЯОРам (разнице в их гетероморфности) были описаны только для Rhinella marina [15], хотя само наличие ЯОРов на половых хромосомах упоминалось неоднократно [1, 13-14, 17, 19-20, 34-35].
Можно также заметить, что гетерогаметные самцы (XY) встречаются чаще, чем самки (ZW) [1, 22, 29]. Согласно полученным нами результатам, если считать, что морфологическими различиями обладают именно половые хромосомы, найденный нами половой диморфизм по ЯОРам позволяет предположить, что Strauchbufo raddei, Pelophylax nigromaculatus, Pelophylax teren-tievi, Bufotes viridis и Hyla orientalis имеют XY систему наследования пола, а Duttaphrynus himalayanus и Pelophylax bedriagae - ZW. Для некоторых из этих видов ранее были опубликованы данные об их половых хромосомах. Так у Strauchbufo raddei шестая пара хромосом считается половой (XY; [30]), но ЯОРы у этого вида находятся на 4-й паре. С другой стороны, у Pelophylax nigromaculatus девятая пара хромосом считается половой (XY; [30]) и именно на ней мы нашли гетероморфные ЯОРы.
Кроме того, ранее были опубликованы данные о половых хромосомах и для тех видов, у которых наличие полового диморфизма мы только предполагаем. Так, у Bufotes viridis рядом авторов [36] половой считается 4-я пара хромосом (ZW). Однако в ходе других исследований [42] было установлено, что у самок близкого вида (Bufotes balearicus) есть гетероморфизм по количеству гетерохроматина и наличию/отсутствию ЯОРов, на 6-й хромосоме. По нашим данным, самцы Bufotes viridis также имеют гетероморфные ЯОРы на 6-й хромосоме, а самки - гомоморфные, что может говорить о XY системе наследования пола у этого вида. В данном случае, возможно, имеются разные типы детерминации пола в разных популяциях этого вида, как, например, это было ранее выявлено у Glandirana rugosa. Именно у этого японского вида имеются популяции с обоими типами детерминации пола (XY и ZW), а также разной степенью гетероморфности половых хромосом [37-39]. Еще более необычная ситуация описана для Xenopus tropicalis, у которого обнаружены три типа половых хромосом - Y, W и Z [32]. При этом у самцов встречаются три различные комбинации хромосом (YZ, YW и ZZ), а у самок - два (ZW и WW).
При попытке определить тип детерминации пола у обыкновенной жабы Bufo bufo разные авторы также получали противоположные результаты. Согласно исследованиям, основанным на скрещивании животных с инверсией пола [40], было выявлено, что обыкновенные жабы из Калининграда имеют гетерогаметных самцов. Однако позже [41] было выявлено, что жабы из Флоренции (Италия) имеют гетерогаметных самок. Это согласуется и с более поздними исследованиями морфологии хромосом у Bufo bufo из Италии [42]. Учитывая, что и Хармс [40], и Понс [41] использовали в своих опытах десятки особей, ошибка в результатах их исследований маловероятна. Можно
предположить, что южная часть ареала Bufo bufo заселена популяциями с ге-терогаметными самками, а северная - гетерогаметными самцами. Помимо этого, согласно нашим данным, родственный вид Bufo spinosus характеризуется гетероморфными хромосомами, несущими ЯОРы именно у самцов [14].
Как было ранее установлено, Y и W хромосомы у амфибий возникали неоднократно и независимо [22, 43-44]. Видимо, это связано с тем, что для снижения эффекта храповика Мёллера нужна не только смена хромосом, выполняющих роль половых, но и гетерогаметного пола. Это происходит в ходе эволюции за счет перемещения участков, отвечающих за детерминацию пола на другие половые хромосомы или аутосомы. Такие изменения, в свою очередь, ведут к гомоморфности половых хромосом, поскольку постоянно прерывают их процесс дифференциации. Однако через некоторое время морфологические различия между половыми хромосомами вновь начинают нарастать [22, 24-27, 45]. Таким образом, иногда расхождения в идентификации типов половых хромосом (Y или W) у одного и того же вида могут быть связаны с наличием у них обоих вариантов.
Известно, что ЯОР-несущие участки хромосом часто расположены рядом с блоками гетерохроматина и поэтому не участвуют в рекомбинации. Поэтому накапливать пол-специфические локусы рядом с ними проще [3, 15, 46]. Возможно, показанная нами связь между гетероморфностью по ЯОРам и полом особей, проявляется только у тех видов, у которых ЯОРы расположены близко к участкам с пол-специфическими генами, не участвующими в кроссинговере. Половой диморфизм по гетероморфности ЯОРов может не выявляться у тех видов, у которых ЯОРы находятся на аутосомах или достаточно далеко от локусов, связанных с полом.
Заключение
По результатам данного исследования можно сделать следующие выводы:
1. Гетероморфизм по длине и форме ЯОРов был выявлен у всех изученных видов бесхвостых амфибий. У 70 % изученных нами видов гетероморфизм по ЯОРам не был связан с полом. У 30 % видов гетероморфными по ЯОРам были только самцы или только самки. У Duttaphrynus himalayanus, Strauchbufo raddei, Pelophylax bedriagae, Pelophylax cf. bedriagae, Pelophylax nigromaculatus и Pelophylax terentievi хромосомы, несущие ЯОРы, возможно являются половыми.
2. У всех изученных нами видов бесхвостых амфибий ЯОРы расположены только на одной паре гомологичных хромосом. Дополнительные ЯОРы встречались крайне редко (2,5 %) и были обнаружены только у пяти особей, относящихся к видам рода Bufo.
Библиографический список
1. The chromosomes of terraranan frogs, insights into vertebrates cytogenetics / M. Schmid, C. Steinlein, J. P. Bogart, W. Feichtinger, P. León, E. La Marca, L. M. Díaz, A. Sanz, S.-H. Chen, S. B. Hedges // Cytogenetic and Genome Research. - 2010. - Vol. 130-131. -P. 1-568.
2. Ward, O. G. Dimorphic nucleolar organizer regions in the frog Rana blairi / O. G. Ward // Canadian Journal of Genetics and Cytology. - 1977. - Vol. 19. -P. 51-57.
3. King, M. C-banding studies on Australian hylid frogs: secondary constriction structure and the concept of euchromatin transformation / M. King // Chromosoma. - 1980. -Vol. 80. - P. 191-217.
4. Foresti, F. Polymorphic nature of nucleoar organizer regions in fishes / F. Foresti, L. F. A. Toledo, F. S. A. Toledo // Cytogenetics and Cell Genetics. - 1981. - Vol. 31. -P. 137-144.
5. Schmid, M. Chromosome banding in Amphibia. VII. Analysis of the structure and variability of NORs in Anura / M. Schmid // Chromosoma. - 1982. - Vol. 87. -P. 327-344.
6. The comparative analysis of NOR polymorphism detected by FISH and Ag-staining on horse chromosomes / S. E. Derjusheva, J. A. Loginova, R. Parada, O. G. Chiryaeva,
A. F. Smirnov, K. Jaszczak // Caryologia. - 1998. - Vol. 51 (1). - P. 1-11.
7. Kasahara, S. Comparative cytogenetic analysis on four tree frog species (Anura, Hylidae, Hylinae) from Brazil / S. Kasahara, A. P. Z. Silva, S. L. Gruber, C. F. B. Had-dad // Cytogenetics and Genome Research. - 2003. - Vol. 103 (1-2). - P. 155-162.
8. A Discovery of polymorphism of nucleolar organizer regions (NORs) and whole-arm translocation (WAT) between chromosome 8 and 9 of lowland agile gibbon (Hylobates agilis unko) in Thailand / A. Tanomtong, S. Khunsook, P. Supanuam, S. Kaewsri, N. Srisamoot // Cytologia. - 2010. - Vol. 75 (1). - P. 15-21.
9. Danielak-Czech, B. Size polymorphism survey of nucleolar organizer regions (NORs) in Hampshire boars / B. Danielak-Czech, M. Babicz, A. Kozubska-Sobocinska,
B. Rejduch // Annales Universitatis Mariae Curie-Sklodowska, Sectio E. E.: Zootechni-ca. - 2013. - Vol. 31 (4). - P. 8-13.
10. Zales na, A. Variability of NOR patterns in European water frogs of different genome composition and ploidy level / A. Zalesna, M. Florek, M. Rybacki, M. Ogielska // Comparative Cytogenetics. - 2017. - Vol. 11 (2). - P. 249-266.
11. Yosida, T. R. Sex chromosomes of the tree frog, Hyla arborea japonica / T. R. Yosi-da // Journal of Faculty of Science Hokkaido University. Ser. VI, Zoology. - 1957. -Vol. 13. - P. 352-358.
12. Mahony, M. J. Heteromorphic sex chromosomes in the Australian frog Crinia bili-gua (Anura: Myobatrachidae) / M. J. Mahony // Genome. - 1991. - Vol. 34. -P. 334-337.
13. Al-Shehri, A. H. Karyotype of Amphibia in Saudi Arabia. The karyotype of Hyla savignyi / A. H. Al-Shehri, A. A. Al-Saleh // The Journal of Biological Sciences. -2005. - Vol. 5. - P. 768-770.
14. The first description of kariotype of the spined toad, Bufo spinosus (Amphibia: Bufoni-dae) / D. V. Skorinov, D. S. Bolshakova, D. Donaire, R. А. Pasynkova, S. N. Litvin-chuk // Russian Journal of Herpetology. - 2018. - Vol. 25 (4). - P. 253-258.
15. Abramyan, J. Z and W sex chromosomes in the cane toad (Bufo marinus) / J. Abra-myan, T. Ezaz, J. A. M. Graves, P. Koopmanand // Chromosome Research. - 2009. -Vol. 17 (8). - P. 1015-1024.
16. Sessions, S. K. Chromosomes: molecular cytogenetics / S. K. Sessions // Molecular Systematics / eds.: D. M. Hillis, C. Moritz, B. K. Mable. - Sunderland : Sinauer, 1996. -P. 121-168.
17. Schmid, M. Chromosome banding in Amphibia. I. Constitutive heterochromatin and nucleolus organizer region in Bufo and Hyla / M. Schmid // Chromosoma. - 1978. -Vol. 66. - P. 345-349.
18. Серые жабы (Amphibia, Bufonidae, Bufo bufo complex) Предкавказья и северного Кавказа: новый анализ проблемы / Е. М. Писанец, С. Н. Литвинчук, Ю. М. Розанов, В. Ю. Реминный, Р. А. Пасынкова, Н. Н. Сурядная, А. С. Матвеев // Збiрник праць Зоолопчного музею. - 2009. - T. 40 (2008-2009). - C. 83-125.
19. Anderson, K. Chromosome evolution in Holartic Hyla treefrogs / K. Anderson // Amphibian Cytogenetics and Evolution / eds.: D. M. Green, S. K. Sessions. - San Diego, 1991. - P. 299-331.
20. Louren^o, L. B. Polymorphism of the nucleolus organizer regions (NORs) in Phy-salaemus petersi (Amphibia, Anura, Leptodactylidae) detected by silver staining and fluorescence in situ hybridization / L. B. Lourengo, S. M. Recco-Pimentel, A. J. Cardoso // Chromosome Research. - 1998. - Vol. 6. - P. 621-628.
21. Polytypic and polymorphic cytogenetic variations in the widespread anuran Physalae-mus cuvieri (Anura, Leiuperidae) with emphasis on nucleolar organizing regions / Y. R. S. D. Quindere, L. B. Lourengo, G. V. Andrade, C. Tomatis, D. Baldo, S. M. Rec-co-Pimentel // Biological Research. - 2009. - Vol. 42. - P. 79-92.
22. Hillis, D. M. Evolutionary changes of heterogametic sex in the phylogenetic history of Amphibians / D. M. Hillis, D. M. Green // Journal of Evolutionary Biology. - 1990. -Vol. 3. - P. 49-64.
23. Ezaz, T. Relationships between vertebrate ZW and XY sex chromosome systems / T. Ezaz, R. Stiglec, F. Veyrunes, M. J. Graves // Current Biology. - 2006. - Vol. 16. -P. 736-743.
24. Malcom, J. W. The sex chromosomes of frogs: variability and tolerance offer clues to genome evolution and function / J. W. Malcom, R. S. Kudra, J. H. Malone // Journal of Genomics. - 2014. - Vol. 2. - P. 68-76.
25. Perrin, P. Sex reversal: a fountain of youth for sex chromosomes? / P. Perrin // Evolution. - 2009. - Vol. 63 (12). - P. 3043-3049.
26. Blaser, O. Sex-chromosome turnovers: the hot-potato model / O. Blaser, S. Neu-enschwander, N. Perrin // The American Naturalist. - 2014. - Vol. 183. - P. 140-146.
27. Sex-chromosome homomorphy in palearctic tree frogs results from both turnovers and X-Y recombination / C. Dufresnes, A. Borzee, A. Horn, M. Stock, M. Ostini, R. Ser-mier, J. Wassef, S. N. Litvinchuck, T. A. Kosch, B. Waldman, Y. Jang, A. Brelsford, N. Perrin // Molecular Biology and Evolution. - 2015. - Vol. 32 (9). - P. 2328-2337.
28. Frost, D. R. Amphibian Species of the World / D. R. Frost. - 2018. - URL: http:// research.amnh.org/herpetology/amphibia/index.html (дата обращения: 11.12.2018).
29. Banerjee, S. N. Chromosomal sex determination in anuran amphibians / S. N. Ba-nerjee, S. Chakrabarti // Hamadryad. - 2003. - Vol. 27 (2). - P. 248-253.
30. Yang, Y. Karyological studies on amphibians in China Asiatic / Y. Yang // Herpeto-logical Research. - 2004. - Vol. 10. - P. 298-305.
31. The identification of sex-chromosomes and karyological analysis of rice frog, Fejer-varya limnocharis (Anura, Ranidae) from Northeast Thailand / I. Patawang, A. Tanom-tong, S. Phimphan, Y. Chuaynkern, C. Chuaynkern, P. Phaengphairee, W. Khrueanet, N. Nithikulworawong // Cytologia. - 2014. - Vol. 79 (2). - P. 141-150.
32. Coexistence of Y, W, and Z sex chromosomes in Xenopus tropicalis / A. S. Roco, A. W. Olmstead, S. J. Degitz, T. Amano, L. B. Zimmerman, M. Bullejos // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2015. -Vol. 112. - P. 4752-4761.
33. More sex chromosomes than autosomes in the Amazonian frog Leptodactylus pentadac-tylus / T. Gazoni, S. L. Gruber, A. P. Z. Silva, O. G. S. Araujo, H. Narimatsu, C. Strus-smann, C. F. B. Haddad, S. Kasahara // Chromosoma. - 2018. - Vol. 127 (8). - P. 1-10.
34. Green, D. M. Cytogenetics of the endemic New Zealand frog, Leiopelma hochstette-ri: extraordinary supernumerary chromosome variation and a unique sex-chromosome system / D. M. Green // Chromosoma. - 1988. - Vol. 97. - P. 55-77.
35. Wiley, J. E. Replication banding and FISH analysis reveal the origin of the Hyla femoralis karyotype and XY/XX sex chromosomes / J. E. Wiley // Cytogenetic and Genome Research. - 2003. - Vol. 101. - P. 80-83.
36. Cytological evidence for population-specifi c sex chromosome heteromorphism in Pa-laearctic green toads (Amphibia, Anura) / G. Odierna, G. Aprea, T. Capriglione, S. Castellano, E. Balletto // Journal of Biosciences. - 2007. - Vol. 32. - P. 763-768.
37. Miura, I. An evolutionary witness: the frog Rana rugosa, underwent change of heterogametic sex from XY male to ZW female / I. Miura // Sexual Development. - 2007. -Vol. 1 (6). - P. 323-331.
38. The ZZ/ZW sex-determining mechanism originated twice and independently during evolution of the frog, Rana rugosa / M. Ogata, Y. Hasegawa, H. Ohtani, M. Mineyama, I. Miura // Heredity. - 2008. - Vol. 100. - P. 92-99.
39. Miura, I. Independent degeneration of the W and Y chromosomes in frog Rana rugosa / I. Miura, H. Ohtani, M. Ogata // Chromosome Research. - 2012. - Vol. 20. -P. 47-55.
40. Harms, J. W. Beobachtungen über Geschlechtsumwandlungen reifer Tiere und deren Fl-Generation / J. W. Harms // Zoologischer Anzeiger. - 1926. - Vol. 67. -P. 67-79.
41. Ponse, K. La differenciation du sexe et l'intersexualite chez les Vertebres / K. Pon-se. - Published by F. Rouge & Sons, 1949. - 169 p.
42. Morescalchi, A. Il corredo cromosomico dei Bufonidi Italiani / A. Morescalchi // Bollettino di Zoologia. - 1964. - Vol. 31. - P. 827-835.
43. Sumida, M. Sex-linked genes and linkage maps in amphibians / M. Sumida, M. Ni-shioka // Comparative Biochemistry and Physiology. - 2000. - Vol. 126. - P. 257-270.
44. A rapid rate of sex-chromosome turnover and non-random transitions in true frogs / D. L. Jeffries, G. Lavanchy, R. Sermier, M. J. Sredl, I. Miura, A. Borzée, L. N. Barrow, D. Canestrelli, P. A. Crochet, C. Dufresnes, J. Fu, W. J. Ma, C. M. Garcia, K. Ghali, A. G. Nicieza, R. P. O'Donnell, N. Rodrigues, A. Romano, Í. Martínez-Solano, I. Ste-panyan, S. Zumbach, A. Brelsford, N. Perrin // Nature Communications. - 2018. -Vol. 9. - P. 4088.
45. Anuran cytogenetics: an overview / C. P. Targueta, S. E. Vittorazzi, K. P. Gatto, D. P. Bruschi, A. C. P. Veiga-Menoncello, R. S. M. Pimentel, L. B. Lourenço // An Essential Guide to Cytogenetics / eds: N. Norris, C. Miller. - 2018. - 165 p.
46. Charlesworth, B. The evolution of restricted recombination and the accumulation of repeated DNA sequences / B. Charlesworth, C. H. Langley, W. Stephan // Genetics. -1986. - Vol. 112 (4). - P. 947-962.
References
1. Schmid M., Steinlein C., Bogart J. P., Feichtinger W., León P., La Marca E., Díaz L. M., Sanz A., Chen S.-H., Hedges S. B. Cytogenetic and Genome Research. 2010, vol. 130-131, pp. 1-568.
2. Ward O. G. Canadian Journal of Genetics and Cytology. 1977, vol. 19, pp. 51-57.
3. King M. Chromosoma. 1980, vol. 80, pp. 191-217.
4. Foresti F., Toledo L. F. A., Toledo F. S. A. Cytogenetics and Cell Genetics. 1981, vol. 31, pp. 137-144.
5. Schmid M. Chromosoma. 1982, vol. 87, pp. 327-344.
6. Derjusheva S. E., Loginova J. A., Parada R., Chiryaeva O. G., Smirnov A. F., Jaszczak K. Caryologia. 1998, vol. 51 (1), pp. 1-11.
7. Kasahara S., Silva A. P. Z., Gruber S. L., Haddad C. F. B. Cytogenetics and Genome Research. 2003, vol. 103 (1-2), pp. 155-162.
8. Tanomtong A., Khunsook S., Supanuam P., Kaewsri S., Srisamoot N. Cytologia. 2010, vol. 75 (1), pp. 15-21.
9. Danielak-Czech B., Babicz M., Kozubska-Sobocinska A., Rejduch B. Annales Univer-sitatisMariae Curie-Sklodowska, Sectio E. E.: Zootechnica. 2013, vol. 31 (4), pp. 8-13.
10. Zalesna A., Florek M., Rybacki M., Ogielska M. Comparative Cytogenetics. 2017, vol. 11 (2), pp. 249-266.
11. Yosida T. R. Journal of Faculty of Science Hokkaido University. Ser. VI, Zoology. 1957, vol. 13, pp. 352-358.
12. Mahony M. J. Genome. 1991, vol. 34, pp. 334-337.
13. Al-Shehri A. H., Al-Saleh A. A. The Journal of Biological Sciences. 2005, vol. 5, pp. 768-770.
14. Skorinov D. V., Bolshakova D. S., Donaire D., Pasynkova R. A., Litvinchuk S. N. Russian Journal of Herpetology. 2018, vol. 25 (4), pp. 253-258.
15. Abramyan, J., Ezaz T., Graves J. A. M., Koopmanand P. Chromosome Research. 2009, vol. 17 (8), pp. 1015-1024.
16. Sessions S. K. Molecular Systematics. Sunderland: Sinauer, 1996, pp. 121-168.
17. Schmid M. Chromosoma. 1978, vol. 66, pp. 345-349.
18. Pisanets E. M., Litvinchuk S. N., Rozanov Yu. M., Reminnyy V. Yu., Pasynkova R. A., Suryadnaya N. N., Matveev A. S. Zbirnikprats' Zoologichnogo muzeyu [Proceedings of the Zoological Museum]. 2009, vol. 40 (2008-2009), pp. 83-125.
19. Anderson K. Amphibian Cytogenetics and Evolution. San Diego, 1991, pp. 299-331.
20. Lourenço L. B., Recco-Pimentel S. M., Cardoso A. J. Chromosome Research. 1998, vol. 6, pp. 621-628.
21. Quinderé Y. R. S. D., Lourenço L. B., Andrade G. V., Tomatis C., Baldo D., Recco-Pimentel S. M. Biological Research. 2009, vol. 42, pp. 79-92.
22. Hillis D. M., Green D. M. Journal of Evolutionary Biology. 1990, vol. 3, pp. 49-64.
23. Ezaz T., Stiglec R., Veyrunes F., Graves M. J. Current Biology. 2006, vol. 16, pp. 736-743.
24. Malcom J. W., Kudra R. S., Malone J. H. Journal of Genomics. 2014, vol. 2, pp. 68-76.
25. Perrin P. Evolution. 2009, vol. 63 (12), pp. 3043-3049.
26. Blaser O., Neuenschwander S., Perrin N. The American Naturalist. 2014, vol. 183, pp. 140-146.
27. Dufresnes C., Borzée A., Horn A., Stöck M., Ostini M., Sermier R., Wassef J., Litvin-chuck S. N., Kosch T. A., Waldman B., Jang Y., Brelsford A., Perrin N. Molecular Biology and Evolution. 2015, vol. 32 (9), pp. 2328-2337.
28. Frost D. R. Amphibian Species of the World. 2018. Available at: http://research.amnh. org/herpetology/amphibia/index.html (accessed Dec. 11, 2018).
29. Banerjee S. N., Chakrabarti S. Hamadryad. 2003, vol. 27 (2), pp. 248-253.
30. Yang Y. HerpetologicalResearch. 2004, vol. 10, pp. 298-305.
31. Patawang I., Tanomtong A., Phimphan S., Chuaynkern Y., Chuaynkern C., Phaengphai-ree P., Khrueanet W., Nithikulworawong N. Cytologia. 2014, vol. 79 (2), pp. 141-150.
32. Roco A. S., Olmstead A. W., Degitz S. J., Amano T., Zimmerman L. B., Bullejos M. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015, vol. 112, pp. 4752-4761.
33. Gazoni T., Gruber S. L., Silva A. P. Z., Araújo O. G. S., Narimatsu H., Strüssmann C., Haddad C. F. B., Kasahara S. Chromosoma. 2018, vol. 127 (8), pp. 1-10.
34. Green D. M. Chromosoma. 1988, vol. 97, pp. 55-77.
35. Wiley J. E. Cytogenetic and Genome Research. 2003, vol. 101, pp. 80-83.
36. Odierna G., Aprea G., Capriglione T., Castellano S., Balletto E. Journal of Biosciences. 2007, vol. 32, pp. 763-768.
37. Miura I. Sexual Development. 2007, vol. 1 (6), pp. 323-331.
38. Ogata M., Hasegawa Y., Ohtani H., Mineyama M., Miura I. Heredity. 2008, vol. 100, pp. 92-99.
39. Miura I., Ohtani H., Ogata M. Chromosome Research. 2012, vol. 20, pp. 47-55.
40. Harms J. W. Zoologischer Anzeiger [Zoological bulletin]. 1926, vol. 67, pp. 67-79.
41. Ponse K. La differenciation du sexe et l'intersexualite chez les Vertebres [Differentiation of sex and intersexuality in Vertebrae]. Published by F. Rouge & Sons, 1949, 169 p.
42. Morescalchi A. Bollettino di Zoologia [Bulletin zoology]. 1964, vol. 31, pp. 827-835.
43. Sumida M., Nishioka M. Comparative Biochemistry and Physiology. 2000, vol. 126, pp. 257-270.
44. Jeffries D. L., Lavanchy G., Sermier R., Sredl M. J., Miura I., Borzée A., Barrow L. N., Canestrelli D., Crochet P. A., Dufresnes C., Fu J., Ma W. J., Garcia C. M., Ghali K., Nicieza A. G., O'Donnell R. P., Rodrigues N., Romano A., Martínez-Solano Í., Stepa-
nyan I., Zumbach S., Brelsford A., Perrin N. Nature Communications. 2018, vol. 9, p. 4088.
45. Targueta C. P., Vittorazzi S. E., Gatto K. P., Bruschi D. P., Veiga-Menoncello A. C. P., Pimentel R. S. M., Lourenço L. B. An Essential Guide to Cytogenetics. 2018, 165 p.
46. Charlesworth B., Langley C. H., Stephan W. Genetics. 1986, vol. 112 (4), pp. 947-962.
Скоринов Дмитрий Владимирович
кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория стабильности хромосом и клеточной инженерии, Институт цитологии Российской академии наук (Россия, г. Санкт-Петербург, Тихорецкий проспект, 4)
E-mail: [email protected]
Skorinov Dmitriy Vladimirovich Candidate of biological sciences, researcher, laboratory of chromosome stability and cell engineering, Institute of Cytology of RAS (4 Tikhoretskiy avenue, Saint-Petersburg, Russia)
Пасынкова Роза Абрамовна младший научный сотрудник, лаборатория стабильности хромосом и клеточной инженерии, Институт цитологии Российской академии наук (Россия, г. Санкт-Петербург, Тихорецкий проспект, 4)
E-mail: [email protected]
Pasynkova Roza Abramovna Junior researcher, laboratory of chromosome stability and cell engineering, Institute of Cytology of RAS (4 Tikhoretskiy avenue, Saint-Petersburg, Russia)
Литвинчук Спартак Николаевич
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория стабильности хромосом и клеточной инженерии, Институт цитологии Российской академии наук (Россия, г. Санкт-Петербург, Тихорецкий проспект, 4)
E-mail: [email protected]
Litvinchuk Spartak Nikolaevich Candidate of biological sciences, senior researcher, laboratory of chromosome stability and cell engineering, Institute of Cytology of RAS (4 Tikhoretskiy avenue, Saint-Petersburg, Russia)
Образец цитирования:
Скоринов, Д. В. Ядрышковый организатор и половые хромосомы: есть ли между ними связь? (на примере Лпига) / Д. В. Скоринов, Р. А. Пасынкова, С. Н. Литвинчук // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2019. - № 2 (26). - С. 164-178. - Б01 10.21685/23079150-2019-2-16.
