ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 416, № 2, с. 282-285
^ ОБЩАЯ ^^^^^^^^^^^^^^^^
БИОЛОГИЯ
УДК 575.17:599.323.4
ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ ВИДОВ И ВНУТРИВИДОВЫХ ФОРМ ЛЕСНЫХ МЫШЕЙ РОДА SYLVAEMUS ПО ДАННЫМ ЧАСТИЧНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ ГЕНА ЦИТОХРОМА Ь МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК
© 2007 г. Г. Н. Челомина, Д. М. Атопкин, А. С. Богданов
Представлено академиком Ю.Н. Журавлевым Поступило 02.04.2007 г.
Группа западнопалеарктических лесных мышей рода Sylvaemus, объединяющая ряд морфологически сходных, но генетически обособленных форм, единодушно признается зоологами как одна из самых трудных для систематики. В сравнительных генетических исследованиях, выполненных к настоящему времени [1-10 и др.], авторы ограничивались неполным набором видов, а во многих из них оставалась неизученной большая часть ареала. По этой причине до сих пор многие таксономические проблемы не решены окончательно. В частности, по-прежнему открыт вопрос о возможной конспецифичности S. ШМрейш и S. hermonensis, а также S. и
S. ройюш. Недостаточно исследованы широко-ареальные виды S. uralensis и S. sylvaticus, дифференцированные на генетически дискретные попу-ляционные группы. Помимо этого, спорным является и таксономический статус последних: одни авторы рассматривают их как самостоятельные виды [4, 9, 11], другие - как расы и хромосомные формы в пределах одного вида [5, 6, 12].
Для решения указанных таксономических проблем и уточнения филогенетических связей внутривидовых форм и видов группы западнопалеарктических лесных мышей нами проведено секвениро-вание фрагмента (размером 420 пар нуклеотидов) гена цитохрома Ь митохондриальной ДНК (мтДНК) 78 экземпляров пяти видов Sylvaemus: обыкновенной лесной мыши S. sylvaticus, желтогорлой S.
понтийской S. ройюш, желтобрюхой S. ШМрейш и малой лесной S. uralensis. Материал собран на территории России, Украины, Молдовы, Казахстана, Узбекистана и Туркменистана. В исследование включены также результаты секве-
нирования гена цитохрома b мтДНК, полученные другими авторами и взятые нами из электронной базы Genbank. В общей сложности проанализированы фрагменты ДНК 110 лесных мышей семи видов рода Sylvaemus.
ДНК выделяли из свежей или фиксированной этанолом печени стандартным фенольно-детер-гентным способом [13]. Амплификацию фрагментов гена цитохрома b осуществляли посредством полимеразной цепной реакции (ПЦР) в два этапа. ПЦР проводили в 20 мкл реакционной смеси, содержащей 2 мкл 10 X буфера для Taq-поли-меразы, 2 мМ MgCl2, 2.5 мМ dNTP, 0.5 мкМ каждого из универсальных праймеров (в первой ПЦР использованы праймеры L14724 и H15915, во второй ПЦР - L14724 и Ш5149), 1 ед. Taq-полимеразы и примерно 60 нг ДНК [14]. Параметры реакции: первоначальная денатурация при 95°C - 3 мин, затем повторенные в ходе 30 циклов денатурация (93°C - 1 мин), отжиг праймера (50°C - 1 мин), элонгация (72°C - 2 мин); завершалась реакция этапом заключительной элонгации (72°C - 10 мин). Секве-нирование выполняли на автоматическом лазерном секвенаторе ABI 310 на базе БПИ ДВО РАН. Множественные выравнивания последовательностей, построение элайментов между сравниваемыми таксонами, а также филогенетические построения методом кластерного анализа UPGMA проводили с помощью компьютерной программы Mega 3.1.
Полученные результаты демонстрируют высокую генетическую дифференциацию видов лесных мышей рода Sylvaemus с выраженной фи-логеографической структурой широкоареальных таксонов (рис. 1). UPGMA-дендрограмма генетического подобия состоит из четырех основных, последовательно ответвляющихся кластеров: I -S. sylvaticus, II - S. fulvipectus c S. hermonensis, III -S. alpicola, S. flavicollis и S. ponticus, IV - географические расы S. uralensis. Если рассматривать данную реконструкцию как филогенетическую гипотезу, то эволюционный возраст сравниваемых
Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Владивосток Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии наук, Москва
IV,
Самарская обл., Россия о Саратовская обл..Россияо Тамбовская обл., Россияо Саратовская обл., РоссияО Оренбургская обл., РоссияО Самарская обл., Россия о •-Тамбовская обл., РоссияО - Респ. Чувашия, Россия О Рязанская обл., Россия о Рязанская обл., Россия О Рязанская обл., Россия о
!_Самарская обл., Россия о
Самарская обл., Россия О
А
]П- Оренбургская обл., Россияо 1|— окр. г. "Кишинев, Молдавия ф Краснодарский край, Россия® 741 Краснодарский край, Россияф 88 Тамбовская обл., Россияо ГП Курская обл., РоссияО ]|—Краснодарский край, "РоссияФ 1|_|- Респ. Кабардино-Балкария, Россия ф Ч-Респ. Кабардино-Балкария, Россия ф г Курганская обл., Россия о 1- Омская обл., Россия о Курганская обл., Россияо Курганская обл., РоссияО Челябинск, Россия AF125741 (Макоуа ег а1., 200 Курганская обл., РоссияО Омская обл., Россия о
УЦ|
931_Г
74
S. uralensis Европейская раса
0)
J
Респ. Кабардино-Балкария, Россия ф 90 Турция AFÏ59393 (Martin et al., 2000) ' 'Турция AJ311155 (Michaux et al., 2001) Ивановская обл., Россия о Респ. Чувашия, Россияо 74 Респ. Чувашия, РоссияО
-Пакистан AF160603 (Jansa et al., 1999) S. u. pallipes
_i— Семипалатинская обл., Казахстан -ч "I—Семипалатинская обл., Казахстан \ -хр. Кугитанг, Туркменистан
Î Алма-Атинская обл., Казахстан Чимкенская обл., Казахстан окр. г. Ангрен, Узбекистан хр. Кугитанг, Туркменистан хр. Кугитанг, Туркменистан хр. Кугитанг, Туркменистан оо. Респ. Алтай, Россия I— Респ. Алтай, Россия I Респ. Алтай, Россия .-Талдыкурганская обл., Казахстан Н-Талдыкурганская обл., Казахстан |—Павлодарская обл., Казахстан / .Семипалатинская обл., Казахстан-У -^Респ. Алтай, Россия (пос. Черга) S. u. kastschenkoi
S. uralensis Азиатская раса
Семипалатинская обл., Казахстан —окр. г. Ангрен, Узбекистан .-Талдыкурганская обл., Казахстан |Восточно-Казахстанская обл. Казахстан "■Восточно-Казахстанская обл. Казахстан Талдыкурганская обл., Казахстан хр. Кугитанг, Туркменистан Талдыкурганская обл., Казахстан Талдыкурганская обл., Казахстан Талдыкурганская обл., Казахстан Талдыкурганская обл., Казахстан Алма-Атинская обл.. Казахстан Австрия АВ032854 (Serizawa ег а1.,
S. uralensis Азиатская раса
III
Алма-Атинская обл.. Казахстан ■ Австрия AB032854 (Serizawa et al., 2000) —1 „ ШвейЦарияАБШЗФ! (Martin et al.-0 2000) S. alpiCOla I Франция AJ311152 (Michaux et al., 2001) _J r
S. ponticus
74 . Краснодарский край, Россия
Én Краснодарский край, Россия Краснодарский край, Россия окр. г. Тбилиси, Грузия окр. г. Тбилиси, Грузия
Краснодарский край, Россия___
.-Белоруссия AJ605602 (Michaux et al., 2005) ^
J i-окр. г. Киев, Украина
{[^Франция AJ605612 (Michaux et al., 2005) Ч Чехия AJ605606 (Michaux et al., 2005) L П-Белоруссия AJ605603 (Michaux et al., 2005) .Румыния AJ605646 (Michaux et al., 2005) ^Волгоград, Россия AJ605652 (Michaux et al., 2005) Л 'Волгоград, Россия AJ605653 (Michaux et al., 2005) L Австрия AÏ605600 (Michaux et al 2005)
S. flavicollis
ТГЮгославия AJ605691 (M ichaux et al
Турция AJ311156 (Michaux et al., 2001)^ S hermOnensis Турция AJ311157 (Michaux et al., 2001)^ S. ИсШЮИШ^
хребет Копетдаг, Туркменистан окр. пос. Мегри, Армения окр. пос. Мегри, Армения хребет Копетдаг, Туркменистан хребет Копетдаг, Туркменистан хребет Копетдаг, Туркменистан талия AJ511928 (Michaux et al., '
S. fulvipectus
"Л
0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
2003)
Греция AJ511940 (Michaux et al., 2003) Италия AJ311148 (Michaux et al., 2003) Греция AJ511947 (Michaux et al., 2003) окр. г. Киев, Украина окр. г. Киев, Украина Тунис AJ511918 (Michaux et al., 2003) Тунис AJ511920 (Michaux et al., 2003) Тунис AJ511915 (Michaux et al., 2003J Франция AJ511885 (Michaux et al.. 2003) Чехия AJ511897 (Michaux et al., 2003) Испания AJ511891 (Michaux et al., 2003) 72Швеция AJ511908 (Michaux et al., 2003) _J _l 0 D
S. sylvaticus
Рис. 1. Филогенетические связи видов и внутривидовых форм лесных мышей рода Sylvaemus по данным секвенирова-ния 420 пн фрагмента гена цитохрома Ь мтДНК. Приведены значения бутстрепа >70%. D - шкала генетических дистанций. Белыми кружками обозначены диагностированные нами ранее особи восточноевропейской хромосомной формы малой лесной мыши, черными кружками - экземпляры южноевропейской хромосомной формы.
80
98
98
85
90
100
I
100
284
ЧЕЛОМИНА и др.
видов должен уменьшаться в указанной последовательности. Видовые кластеры за исключением S. ШМреСш поддерживаются высокими бутстреп-значениями (90-100% в рамках 1000 репликаций); объединение разных видов статистически поддерживается только в двух случаях: для S. ройюш с S. (90%) и для S. ШМрейш с S. hermon-
ensis (100%).
Базальный кластер UPGMA-дендрограммы формирует обыкновенная лесная мышь (рис. 1). Экземпляры S. sylvaticus распределились в нем в два высоко разобщенных подкластера, имеющих высокую статистическую поддержку (бутстреп-индекс равен 90-92% при 1000 репликациях) в соответствии с данными других авторов [10]. Один подкластер составили обыкновенные лесные мыши из Греции и Италии, а также с Украины, другой - особи из Швеции, Чехии, Испании, Франции и Северной Африки. Установленная нами топология особей S. sylvaticus с Украины хорошо согласуется с результатами исследования по изменчивости локализации и размеров гетерохроматических сегментов в кариотипах обыкновенных лесных мышей, относящими экземпляры из Швеции и Украины к разным генетически дифференцированным формам [4].
С абсолютной статистической поддержкой желтобрюхие мыши S. ШМрейш объединились с S. hermonensis из Турции; этот факт, а также отсутствие высокой статистической поддержки для S. fulvipectus свидетельствуют в пользу предположения о конспецифичности данных форм [7-9] и целесообразности их сведения в один вид с наименованием S. fulvipectus, имеющим приоритет.
Экземпляр S. с Украины надежно
кластеризуется с желтогорлыми мышами из Центральной и Восточной Европы (Югославии, Греции, Франции, Румынии, Австрии, Чехии, Беларуси, Волгоградской области России). Особи кавказского вида S. ройюш из Краснодарского края и Грузии формируют компактный, недифференцированный кластер. Столь же гомогенную группу образуют предс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.