ГЕНЕТИКА, 2014, том 50, № 2, с. 197-202
ГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХ
УДК 575.17:597.553.1
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СЕЛЬДИ Clupea pallasii ОХОТСКОГО МОРЯ ПО МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ МАРКЕРАМ
© 2014 г. А. В. Семенова1, А. Н. Строганов1, А. А. Смирнов2, К. И. Афанасьев3, Г. А. Рубцова3
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра ихтиологии, Москва 119991
e-mail: anna.semenova@mail.bio.msu.ru 2Магаданский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Магадан 685000
e-mail: smirnov@magniro.ru 3Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991
e-mail: afanasiev@vigg.ru Поступила в редакцию 20.03.2013 г.
Исследовано генетическое разнообразие нерестовых группировок сельди из различных нерестовых участков северо-западной части Охотского моря на основании 10 микросателлитных локусов. Все локусы были полиморфны, оценки ожидаемой гетерозиготности по разным локусам варьировали от 0.7 до 95.0% (в среднем 68.5%). Степень генетической дифференциации охотоморских сельдей была достоверно незначима (9 = 0.74%). Уровень попарной генетической дифференциации FST варьировал от 0.002 до 0.014 и также был статистически недостоверен во всех парах сравнения.
DOI: 10.7868/S0016675813120102
Тихоокеанская сельдь (С1иреа раНаяи раНаяи) широко распространена в бореальных водах азиатского и американского побережий Тихого океана. На ареале она формирует ряд локальных стад, отличающихся главным образом темпом роста, временем наступления половой зрелости, нерестовыми и нагульными акваториями. В северной части Охотского моря большинство исследователей на основании морфобиологических показателей выделяют два самостоятельных стада: охотское и гижигинско-камчатское [1—5]. Охотское стадо, обитающее в водах северо-западной части Охотского моря, в настоящее время является самым многочисленным и промыслово-значимым. Нерестовый ареал охотской сельди составляет более 500 миль, считая по береговой линии (от Тауй-ской губы до Аяна) [1, 2]. Гижигинско-камчатская сельдь обитает в северо-восточной части Охотского моря (залив Шелихова, воды западной Камчатки, а в годы высокой численности этой группировки — и в восточной части Притауйского района) [3, 4]. Некоторые исследователи считают самостоятельным стадом также сельдь Тауйской губы [6].
Исследования популяционной структуры сельди Охотского моря на основании полиморфизма аллозимов [7], ЯАРЭ-маркеров [8] и мтДНК [9, 10] не дают однозначных результатов. Так, генетическая подразделенность североохо-томорской сельди по биохимическим маркерам и ЯАРЭ [7, 8] противоречит данным ее однородности на основании изменчивости контрольного региона митохондриальной ДНК [9, 10]. В насто-
ящее время для популяционно-генетических исследований широко используются микросател-литные локусы ДНК. Они характеризуются высоким уровнем полиморфизма, стабильностью и воспроизводимостью полученных результатов. С их помощью показана внутривидовая дифференциация многих видов рыб, в том числе и сельди [11—14]. Цель настоящей работы — оценить на основе изменчивости микросателлитных локусов степень генетической дифференциации сельди северной части Охотского моря.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалом для исследования послужили выборки сельди, собранные в 2009 и 2011 гг. в период нереста на основных нерестилищах Охотского моря (рисунок). Выборки взяты из трех предположительно самостоятельных стад сельди Охотского моря: тауйского (TAU09N, TAU11N, TAU11Y), охотского (OHT11) и гижигинско-кам-чатского (GZK11) (табл. 1).
Методики выделения и анализа ДНК описаны в наших предыдущих исследованиях [12]. Изменчивость сельди оценивалась по 10 тетрануклео-тидным микросателлитным локусам: Cpa110, Cpa113, Cpa4, Cpa7, Cpa27, Cha1059, Cha1020, Her28, Her71, Her140 [15-18].
Основные генетические показатели выборок были получены с помощью статистических программ GDA 1.0 [19], GENEPOP 3.4 [20], ARLEQI-UN 3.11 [21].
198
СЕМЕНОВА и др.
Магаданская обл.
Охотское море
губа Гижигинская
ТЛИУ тлттхт ОНТ •
Ф губа Тауйская
бухта Тунгусская
Петропавловск-Камчатский
Карта сбора материала. Названия выборок указаны в табл. 1.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Все исследованные микросателлитные локусы были полиморфны, число аллелей в локусе варьировало от 2 (Шг71) до 31 (Cpa7), в среднем 12.9 аллелей (А), всего обнаружено 129 различных аллелей. Наибольшая изменчивость наблюдалась по локусам Cpa7 (А = 20.8, НЕ = 0.950) и Cpa113 (А = 14.8, НЕ = 0.919). Наименее полиморфными оказались локусы Шг71 (А = 1.2, НЕ = 0.007) и Cpa110 (А = 2.6, НЕ = 0.511).
Распределения генотипов в локусах Cpa113, Cpa7, Cpa27, Cha1020, Шг28, Шг71 во всех выбор-
ках сельди соответствовало теоретическому распределению Харди—Вайнберга (табл. 2). В некоторых выборках обнаружены достоверно значимые отклонения от равновесного распределения (р < 0.05) в локусах Cpa113, Cpa4, ^1059и Шг140 (5 из 50 тестов). Однако после проведения коррекции Бонферрони все эти оценки оказались достоверно незначимыми. При проверке неравновесия по сцеплению достоверной корреляции между генотипами ни по одному из локусов не было обнаружено.
Величина ожидаемой гетерозиготности ЩЕ) по отдельным локусам в выборках сельди изменя-
Таблица 1. Характеристика исследованного материала
Характеристики выборок ТЛИ09М ТЛШШ ТЛИ11У ОНТ11 О7К11
Объем выборки 21 21 42 26 24
Дата сбора 06.2009 05.2011 05.2011 05.2011 05.2011
Район сбора Тауйская губа (Нюклинская коса) Тауйская губа (Нюклинская коса) Тауйская губа (р-н п. Янский) Охотское море, бухта Тунгусская Гижигинская губа (п. Эвенск)
Координаты 59°34' с.ш. 151°14' в.д. 59°34' с.ш. 151°14' в.д. 59°22' с.ш. 150°07' в.д. 59°13' с.ш. 143°06' в.д. 61°55' с.ш. 159°14' в.д.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СЕЛЬДИ 199
Таблица 2. Генетическая изменчивость в выборках сельди Охотского моря по микросателлитным локусам
Выборки, показатели Сра110 СРа113 СРа4 СРа7 СРа27 Ска1059 Ска1020 Нег28 Нег71 Нег140
ТАШ9К п А НЕ Но Р 21 4 0.558 0.666 0.35 21 13 0.909 0.761 0.03* 21 15 0.927 0.904 0.38 20 22 0.953 1.000 0.19 21 8 0.797 0.619 0.13 20 6 0.746 0.650 0.46 21 13 0.910 0.905 0.50 21 3 0.538 0.476 0.50 21 2 0.047 0.047 1.00 20 5 0.443 0.550 0.78
ТАШШ п А НЕ Но Р 20 2 0.492 0.600 0.39 19 12 0.920 0.947 0.71 21 11 0.887 0.952 0.71 21 20 0.946 1.000 0.15 20 7 0.779 0.750 0.37 21 8 0.774 0.714 0.58 19 12 0.907 1.000 0.20 21 3 0.451 0.380 0.24 21 1 0.000 0.000 1.00 21 4 0.622 0.904 0.003*
ТАИ11У п А НЕ Но Р 42 2 0.503 0.642 0.11 41 18 0.919 0.926 0.42 41 14 0.911 0.951 0.04* 41 24 0.953 0.902 0.44 42 7 0.763 0.786 0.47 42 9 0.801 0.595 0.003* 42 16 0.837 0.904 0.73 42 3 0.428 0.500 0.45 42 1 0.000 0.000 1.00 42 7 0.663 0.878 0.05
ОНТ11 п А НЕ Но Р 26 3 0.543 0.615 0.84 26 15 0.922 1.000 0.64 26 14 0.919 0.923 0.72 26 19 0.942 1.000 1.00 26 7 0.774 0.692 0.18 26 8 0.763 0.577 0.12 26 17 0.917 0.923 0.48 26 3 0.456 0.461 1.00 26 1 0.000 0.000 1.00 26 5 0.640 0.846 0.03*
07К11 п А Не Но Р 24 2 0.488 0.541 0.69 24 16 0.921 0.958 0.91 22 12 0.898 0.909 0.93 24 19 0.945 1.000 0.55 24 7 0.794 0.833 0.76 21 9 0.830 0.714 0.39 23 16 0.935 1.000 0.43 24 3 0.493 0.541 0.83 24 1 0.000 0.000 1.00 24 6 0.512 0.541 0.37
Примечение. п — объем выборки, А — число аллелей, НЕ — ожидаемая гетерозиготность, Н0 — наблюдаемая гетерозиготность, р — вероятность соответствия равновесию Харди—Вайнберга.
* Статистически значимое отклонение от равновесия Харди—Вайнберга, без учета поправки на множественность тестов.
лась от 0.047 до 0.953. Кроме того, сельди из всех выборок, за исключением выборки ТАи09М, оказались мономорфны по локусу Нег71. Оценки генетического разнообразия в выборках сельди были довольно близкими. Так, средняя ожидаемая гетерозиготность среди выборок варьировала от 0.678 до 0.688, оценки аллельного разнообразия — от 8.0 до 10.1.
Множественный х2-тест на генетическую дифференциацию позволил обнаружить статистически значимые различия между всеми выборками
сельди по четырем локусам из десяти: Сра4, Ска1059, СНа1020, Нег140. После применения коррекции Бонферрони для множественных тестов статистически достоверной (р < 0.05) можно считать только оценку по локусу Нег140.
Генетическая дифференциация сельди губы Тауйской (выборки ТАШ9^ ТАШШ, ТАШ1У), собранной в разные годы, в значениях 0 оказалась достоверно незначимой — 0 = 0.69% с 95%-ным доверительным бутстреп-интервалом [—0.07%; 1.78%], т.е. нерестовые группировки в этом райо-
200 СЕМЕНОВА и др.
Таблица 3. Оценки показателей попарной генетической дифференциации (под диагональю) и генетической идентичности I (над диагональю)
Выборки ТЛШ9К ТЛШШ ТЛИ11У ОНТ11 О7К11
ТЛШ9К - 0.930819 0.942147 0.943313 0.943603
ТЛШШ 0.00656* - 0.957616 0.943799 0.932618
ТЛИ11У 0.00816 0.00267 - 0.962567 0.934147
ОНТ11 0.00381 0.00505 0.00243 - 0.940081
О/К11 0.00402 0.00825* 0.01440* 0.00759* -
* Оценки попарной FSт, достоверные без учета поправки на множественность тестов.
не генетически стабильны и не различаются в пространстве и во времени.
Степень генетической дифференциации среди всех исследованных выборок сельди Охотского моря также недостоверна (0 = 0.74% с 95%-ным доверительным бутстреп-интервалом [—0.03%; 1.65%]).
Рассматриваемые выборки демонстрировали довольно высокий уровень генетической идентичности I = 0.930—0.962 (табл. 3). Уровень попарной межвыборочной дифференциации FST изменялся от 0.002 до 0.014. Пять из десяти оценок попарной FST были достоверно значимыми, однако после коррекции уровня значимости на множественность тестов достоверных значений не осталось (табл. 3).
Для проверки тезиса о связи между генетическими ^Т/(1 — FST)) и географическими (по кратчайшему водному пути, км) дистанциями был применен тест Мантела, указывающий на отсутствие значимой корреляции между матрицами их значений (р = 0.79, г = 0.207).
Полученные статистические оценки в совокупности, вероятнее всего, свидетельствуют об отсутствии среди сельди Охотского моря генетической подразделенности, несмотря на значительные географические расстояния между местами нереста отдельных стад (расстояние между наиболее удаленн
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.