УДК 599.323.4
ХРОМОСОМНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ СТЕПНОЙ МЫШОВКИ (31США БиБПЫБ, RODENTIA, DIPODOIDEA) В САРАТОВСКОМ ПОВОЛЖЬЕ
© 2010 г. М. И. Баскевич, М. Л. Опарин, Е. В. Черепанова, Е. А. Авилова
Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва 199071, Россия е-таП: mbaskevich@mail.ru Поступила в редакцию 07.05.2007 г.
Изучены, в т.ч. с помощью методов дифференциальной окраски хромосом (О-, С-, ^МОЯ-окрас-ка), кариотипы 5 экз. степной мышовки ^^а subtilis) из трех ранее не обследованных пунктов Нижнего Поволжья: в Краснопартизанском (самец, самка), Александрово-Гайском (самец) районах Заволжья и Воскресенском (самец, самка) р-не Правобережья Саратовской обл. Подтверждено, что мышовки Заволжья принадлежат к 24-хромосомной форме £ subtilis, при этом вариабельные в других популяциях три пары аутосом (№ 8, 9, 10) представлены у них исключительно акроцентри-ками или же их подавляющим большинством (ИГ = 40, 41). Показано, что два гетерозиготных по тандемной транслокации зверька (самец и самка), добытые на правом берегу Волги, представляют собой новую, ранее не известную хромосомную форму £ subtilis (2п = 23, ИГ = 42, 43). У 23-хромо-сомной самки также выявлен гетероморфизм 6-й пары аутосом, один гомолог которой представлен акроцентриком, а другой метацентриком. С помощью О-окраски хромосом впервые изучены механизмы (тандемная транслокация хромосом № 4 и 10; перицентрическая инверсия в паре № 6) ци-тогенетической изменчивости в правобережной популяции £ subtilis. У гетерозиготного по тандем-ной транслокации самца из Правобережья впервые изучен мейоз на стадии диплотена — диакинез -метафаза 1. Новый вариант 23-хромосомного кариотипа £ subtilis из Правобережья Саратовской обл. сравнивается (С-, ^МОЯ-окраски) с таковым £ subtilis из Заволжья. Обсуждаются таксономические и цитогенетические аспекты полученных результатов.
В настоящее время основные показатели кариотипа 2n и NF определены у большинства известных форм Sicista (см. Баскевич, 1998; Шенброт и др., 1995) и с успехом используются в качестве видовых диагностических признаков. Однако среди представителей рода Sicista имеются широко распространенные политипические виды, полная цитогенетическая характеристика которых, несомненно, должна включать анализ многих выборок из разных частей ареала, в т.ч. изученных с применением методов дифференциальной окраски хромосом.
К числу таких широко распространенных политипических видов относится степная мышовка (Sicista subtilis s. l. Pall.). С запада на восток ее ареал простирается от Восточной Австрии до Байкала, охватывая равнинные и предгорные степи, отдельные участки в лесостепной и полупустынной зонах (Огнев, 1948).
При исследовании географической изменчивости хромосомного набора степной мышовки (2n = 24, 26; NF = 41—48) были подтверждены подвидовые различия и выявлено существенное кариологическое своеобразие одного из ее подвидов — темной мышовки (S. s. severtzovi) (2n = 18—20, NF = 28—30). В ходе последующей ревизии это обстоятельство послужило основанием для доказательства видовой самостоятельности формы
8еуег120у1 (Соколов и др., 1986), которую в совокупности с собственно степной мышовкой было предложено рассматривать в рамках отдельной группы 8иЫШ8 в составе рода (Соколов, Ко-
вальская, 1990). В дальнейшем было показано, что темная мышовка (5. severtzovi О§пеу 1935) также относится к числу политипических видов, включающих два кариологически дискретных подвида: номинативный (2п = 18—20, ИГ= 28—30) и 5. s. сШШтса (2п = 22, ИГ = 36, 35) (Ковальская и др., 2000). Расширение географии хромосомных исследований мышовок группы 8иЪШ!5 привело к обнаружению новых вариантов кариотипа и к уточнению границ распространения ранее известных форм ^а§огоёпуик, Копёга1епко, 2000 — цит. по: Анискин и др., 2003а; Быстракова, 2000; Ковальская и др., 2007 и др.). Привлечение методов дифференциальной окраски хромосом открыло дополнительные возможности в решении проблем таксономии в этой группе грызунов. В частности, в ходе изучения О-окрашенных ка-риотипов мышовок группы 8иЫШз из бассейна Дона и фрагментарных выборок из Заволжья были обнаружены 4 различающиеся по характеру О-окраски хромосом кариоморфы (иллюстрации, к сожалению, не приводятся), три из которых: форма В (2п = 22, 23; ИГ = 41, 44), форма / (2п = 24, ИГ = 46) и форма М (2п = 25, 26, ИГ =
= 44, 46), зарегистрированные в бассейне Дона, рассматриваются в рамках единой полиморфной системы, по-видимому, обособленной от формы Б (2п = 24, NF = 40—43), отмеченной к востоку от русла Волги (Анискин и др., 2003).
К настоящему моменту исследованы кариоти-пы мышовок группы 8иЬШ15 из многих пунктов обширного ареала и показана высокая степень хромосомной изменчивости, зарегистрированная на внутри- и межпопуляционном уровнях (Соколов и др., 1986; Ковальская, Федорович, 1997; Ковальская и др., 2000; Быстракова, 2000; Опарин и др., 2001; Анискин и др., 2003, 2003а; Баскевич и др., 2003; Баскевич, Опарин, 2003; и др.). Однако большинство проведенных ранее хромосомных исследований выполнены без привлечения методов дифференциальной окраски хромосом. Обнаруженные ранее различия в числе (2п = 16—26) и морфологии (NF = 28—48) хромосом у мышовок группы 8иЫШ8, а также крайняя ограниченность числа работ, выполненных с привлечением методов дифференциальной окраски хромосом, привлекают внимание к изучению на современном уровне особенностей кариотипа у зверьков этой группы из новых пунктов обследования.
В задачу настоящего исследования входит ка-риотипирование степных мышовок из новых пунктов обследования в Заволжье и Правобережье Саратовской обл. на территории Нижнего Поволжья.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Использованный в работе материал по S. subti-lis добыт в следующих пунктах Саратовской обл: 1) в 6 км к югу от с. Октябрьское Краснопартизан-ского р-на (самец и самка), 2) в 5 км к юго-юго-западу от с. Монахов Александрово-Гайского р-на (самец) в Заволжье и 3) в 7 км к югу от с. Афа-насьевка Воскресенского р-на (самец и самка) на правом берегу Волги.
Препараты метафазных хромосом получали из клеток костного мозга по общепринятой методике воздушно-высушенных препаратов с предварительным колхицинированием живых зверьков (Ford, Hamerton, 1956). Для получения G-исчер-ченных хромосом использовали метод Сибрайт (Seabright, 1971). Структурный гетерохроматин выявляли c помощью метода С-окраски хромосом (Sumner, 1972), а ядрышкообразующие районы — используя методику, разработанную Хаве-лом и Блэком (Howell, Black, 1980). От каждого зверька исследовали не менее 20 метафазных пластинок. Препараты мейотических хромосом получали из ткани семенников по стандартной методике (Williams et al., 1971) и исследовали в световом микроскопе на стадии диплотена — диакинез-метафаза 1 профазы I.
РЕЗУЛЬТАТЫ
У изученных нами 2 экз. 8. зыЫШз с Правобережья Саратовской обл. 2п = 23 (NF = 42, 43). Среди аутосом выделяются три непарных элемента: самая крупная, превосходящая по своим размерам другие элементы набора, мета - субметацентриче-ская хромосома, средней величины субметацен-трик (№ 4) и несколько меньшей величины средне-размерный мета-субметацентрик (№ 10). Остальные аутосомы представлены серией из девяти, плавно убывающих по величине пар хромосом, среди которых лишь одна акроцентрическая пара (№ 6). Х-хромосома — мелкий акроцентрик, У-хро-мосома — мельчайший элемент набора. Такой хромосомный набор обнаружен у кариотипиро-ванного нами самца (NF = 42) (рис. 1а), тогда как у самки пара № 6 оказалась гетероморфной: один гомолог представлен акроцентриком, а другой — метацентриком (NF = 43) (рис. 1б).
У изученных нами 23-хромосомных мышовок с Правобережья Саратовской обл. выявлена специфическая локализация ЯОР: в интеркалярных районах мета-субметацентрической пары № 5 (рис. 1в). Такая локализация ЯОР в кариотипах мышовок группы 8иЫШз обнаружена впервые.
При С-окрашивании хромосом у самца 8. зыЬ-й'/й с Правобережья Саратовской обл. (2п = 23, NF = 42) блоки прицентромерного гетерохрома-тина обнаружены в прицентромерном районе лишь одной (№ 7) пары двуплечих аутосом и в полностью гетерохроматиновой У-хромосоме. Х-хромосома практически С-негативна: наблюдается едва заметное усиление С-окраски в при-центромерном районе этой гетерохромосомы (рис. 1д).
О-окраска хромосом, исследованная у 23-хро-мосомных особей 8. зыЬИШ с Правобережья Саратовской обл., отражая индивидуальный характер поперечной исчерченности каждой пары аутосом и гетерохромосом, позволила выяснить механизмы внутрипопуляционной хромосомной изменчивости, обнаруженной в правобережной выборке. Так, была выявлена гомеология крупнейшего непарного субметацентрического элемента непарным аутосомам № 4 и № 10, что подтверждает роль тандемной транслокации в его возникновении. Также показано, что гетероморфизм пары № 6 (акроцентрик — двуплечий элемент), зафиксированный в хромосомном наборе 23-хромо-сомной самки, обусловлен перицентрической инверсией (рис. 1г).
При исследовании мейотических хромосом (стадии диплотена — диакинез — метафаза 1 профазы I) у 23-хромосомного гетерозиготного по тандемной транслокации самца были выявлены 9 бивалентов, соответствующие 9 парам аутосом, тривалент, соответствующий трем непарным двуплечим аутосомам, а также диссоциирующие по-
■ ^ а
Ш М № м и
Т 4 10 1 2 3 5
ЛА АА ЛЯ АД тя п.
9 11 ХУ
о
Ьж Л« П Ж лл
Т 4 10 1 2 3 5
(¿X КД XX XX а« оп
6 7 8 9 11 X X
I
ьЪ в
Ьк II н п
Т 4 10 1 2 3 5
(М ИХ № XX *« йЛ
6 7 8 9 11 X X
ЧШсеА
Т 4 10 1
* г
1 )) 8 Л
I! I!
9 11 XX
к К И й ад
Т 4 10 1
2 3
б© КЯ Д1 ЯД к X л
9 11 X У
Рис. 1. Кариотипы 23-хромосомных гетерозиготных особей 5. subtilis из Правобережья (окрестности пос. Афанасьевка Воскресенского р-на) Саратовской обл.: а — рутинная окраска хромосом самца (Ш = 42), б — то же самки (Ш = 43), в — ^КОЯ-окрас-ка, г — О-окраска хромосом самки, д — С-окраска хромосомного набора самца. (Пронумерованы пары аутосом и две непарные аутосомы, крупнейшему в наборе субметацентрику дано буквенное обозначение.)
Рис. 2. Мейотическая конъюгация хромосом (стадия диакинез профазы 1) у гетерозиготного (2п
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.