ГЕНЕТИКА, 2015, том 51, № 10, с. 1154-1162
ГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХ
УДК 575.22:599.323.4
ПОЛИМОРФИЗМ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОЛЕВКИ МАКСИМОВИЧА Microtus maximowiczii (Schrenck, 1858) (Rodentia, Cricetidae) СРЕДНЕГО ПРИАМУРЬЯ ПО ДАННЫМ СЕКВЕНИРОВАНИЯ КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА мтДНК
© 2015 г. И. Н. Шереметьева1, И. В. Картавцева1, Л. В. Фрисман1, 2, Т. В. Васильева1, А. В. Аднагулова3
1Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690022
e-mail: sheremet76@yandex.ru 2Институт комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук, Биробиджан 679016 3Хабаровская противочумная станция Роспотребнадзора, Хабаровск 680031 Поступила в редакцию 03.02.2015 г.
Дана оценка генетической изменчивости последовательностей контрольного региона митохондри-альной ДНК полевки Максимовича Microtus maximowiczii на территории Среднего Приамурья, расположенной между впадениями в Амур рек Зея и Уссури. Отмечен высокий уровень генетической изменчивости для вида в целом. Для каждой отдельно взятой выборки выявлено низкое нуклеотид-ное разнообразие, за исключением двух выборок, где отмечено увеличение более чем в 2 раза этого показателя. Высказано предположение о наличии зоны контакта в междуречье рек Биры и Биджана двух генетически различных популяций.
Ключевые слова: филогеография, генетическое разнообразие, контрольный регион мтДНК, Microtus maximowiczii, Среднее Приамурье.
DOI: 10.7868/S0016675815100161
Полевка Максимовича МюгоШэ тах1том1с1и (8еИгепек, 1858) — широкоареальный вид, обитающий во влажных биотопах лесной и лесостепной зон Восточной Азии [1]. Ареал этого вида имеет сложную мозаичную структуру и простирается от восточного берега Байкала до западного склона Сихотэ-Алиня. По мнению некоторых авторов, основная часть ареала вида расположена в Северной Монголии и Северо-Восточном Китае, а на территории Забайкалья и Приамурья России находятся периферические популяции, которые "языками" проникают с основной части ареала [2, 3]. В плейстоцене ареал этого вида был более широк, так как известны его ископаемые остатки из пещер южных склонов Сихотэ-Алиня в Приморье [4].
До конца прошлого века для вида выделяли три подвида [1, 5]: М. т. maximowiczii ВеИгепек, 1858, описанный из верховья Амура в устье р. Омут-ной и распространенный в Приамурье и СевероВосточном Китае; М. т. ungurensis Ка81еИепко, 1913, описанный из Читинской области, р. Унгур и обитающий в Забайкалье и Северо-Восточной Монголии; М. т. gromovi\Orontsov, 1988, с юго-во-
стока Якутии (восточный берег оз. Большое То-ко). Однако исследования последних лет позволили повысить таксономический ранг последнего подвида до видового [6, 7].
Для полевки Максимовича отмечен чрезвычайно сложный хромосомный полиморфизм [8— 14]. Диплоидные числа могут варьировать от 36 до 44, а число плеч от 52 до 62. Изменчивость хромосомного набора этого вида обусловлена высоким числом структурных мутаций, при этом изменчивость кариотипа наблюдается как внутри локальных популяций, так и между ними. Большинство авторов склоняются к мнению о географической приуроченности хромосомных различий и выделяют от трех до пяти хромосомных форм [10, 14]. Четыре хромосомные формы — "А", "В", "V" и "Э" — были описаны для полевок Бурятии и Забайкальского края и одна — форма "С" — для полевок Среднего Амура [14—16].
В проведенных ранее молекулярно-генетиче-ских исследованиях с включением полевки Максимовича [17, 18] с территории Среднего Приамурья проанализировано только 10 экз. из пяти вы-
Рис. 1. Места сбора материала и филогенетическая структура полевки Максимовича Microtus maximowiczii; "западная" и "восточная" филогенетические группы. "Chit", "Khab" и "Amur" — географические подгруппы в "восточной" филогенетической группе. Пунктирной чертой указаны границы между филогенетическими группами и подгруппами. Обозначения мест отлова полевок см. в тексте.
борок [18], что явно недостаточно для столь обширной и географически сложной территории.
Поскольку не существует однозначного определения территории Среднего Приамурья, в настоящей работе мы включаем в данную область территорию от левого берега р. Зея на западе до бассейна р. Уссури на востоке, с севера ограниченную южными предгорьями Станового хребта и хребтом Джагды. Для этого региона характерно расположение в разных географических районах с различающимися природными условиями; большая часть территории находится в муссон-ной области умеренного климатического пояса, однако есть районы с выраженной степенью кон-тинентальности [19]. Смешение природных условий способствует взаимопроникновению представителей различных групп животных и растений в нехарактерные для них географические районы. В связи с этим очень велика биогеографическая значимость этого региона, в пределах которого проходят границы между восточно-сибирской, дауро-монгольской, берингийской и маньчжурской фаунами [20, 21]. Также это непростой в географическом плане регион, поскольку имеется сложный рельеф (большое количество хребтов и рек), который может оказывать изоли-
рующее действие на животных. Так, некоторые виды животных имеют здесь границы своего распространения. За счет пограничных популяций животных в данном регионе обеспечивается формирование богатого видового разнообразия [21, 22]; так, например, в этом регионе можно встретить симпатрическое обитание некоторых близких видов [23].
Цель настоящего исследования — на основании анализа контрольного региона мтДНК оценить уровень генетического разнообразия полевок Максимовича на территории Среднего Приамурья, выяснить особенности филогенетической структуры вида в этом регионе и сопоставить полученные данные с результатами кариологических исследований.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В работе были использованы 69 образцов тканей полевок Максимовича, отловленных в бассейне Среднего Приамурья (рис. 1):
NOR — Амурская область, Норский заповедник, левый берег р. Нора (n = 10);
ARH — Амурская область, окрестности пос. Архара (n = 3);
POI — Амурская область, окрестности пос. По-ярково (n = 2);
BEL — Амурская область, окрестности пос. Бе-лоярово, левый берег р. Селемджа (n = 4);
UVAL — Амурская область, окрестности пос. ^во^евск^ Увал, левый берег р. Селемджа (n = 6);
TOM — Амурская область, окрестности г. Бело-горск, р. Томь (n = 1);
ZEIAL — Амурская область, близ г. Зея, левый берег р. Зея (n = 5);
SAD — Еврейская автономная область, окрестности с. Садовое (n = 9);
AMU — Еврейская автономная область, окрестности пос. Амурзет (n = 3);
BAS — Еврейская автономная область, заповедник "Бастак" (n = 4);
LEN — Еврейская автономная область, окрестности пос. Ленинское (n = 4);
BIR — Еврейская автономная область, окрестности г. Биробиджан (n = 4);
KHA — Хабаровский край, окрестности пос. Галкино, правый берег р. Амур (n = 10);
BIK — Хабаровский край, окрестности пос. Оренбургское, близ. г. Бикин, правый берег р. Уссури (n = 2);
SUN — Северо-Восточный Китай, окрестности пос. Сюнке (n = 2).
Также в анализ включены 28 последовательностей контрольного региона мтДHК полевки Максимовича, полученных нами ранее [18] и помещенных в GenBank/NCBI под номерами HM135863—HM135873 и HM135875-HM135890. Из них 10 получены от полевок, отловленных c территории Среднего Приамурья: NOR — Амурская область, Юрский заповедник (n = 5), HM135863—HM135867; BIR - Еврейская автономная область, окрестности г. Биробиджан (n = 1), HM135869; KAS — Амурская область, окрестности пос. Касаткино (n = 2), HM135870— HM135871; YAR — Еврейская автономная область, окрестности пос. Желтый Яр (n = 1), HM135868; BID — Еврейская автономная область, окрестности пос. Биджан (n = 1), HM 135869. Остальные 18 последовательностей были включены в анализ для сравнения и расчета генетических характеристик для вида в целом: SEL — Бурятия, окрестности пос. Истомино, дельта р. Селенга (n = 1); END — Забайкальский край, Сохондинский заповедник, р. Енда (n = 9); BUK — Забайкальский край, Сохондинский заповедник, р. Букукун (n = 4); CHI — Забайкальский край, берег озера Малый Ундугун (n = 4). Также были использованы последовательности кон-
трольного региона мтДНК полевки Максимовича из GenBank/NCBI: BUSS — с китайской территории острова Большой Уссурийский, образованного в месте впадения р. Уссури в Амур (n = 11), номера KJ857292-KJ857294 и KJ857303-KJ857310; YAK — окрестности пос. Якеши, Китай (n = 2), номера KJ857295-KJ857296 [24]. Всего в анализ для территории Среднего Приамурья было включено 90 экз. полевки Максимовича.
При построении филогенетических деревьев в качестве внешней группы были использованы последовательности гомологичного участка мтДНК дальневосточной полевки Microtus fortis Buchner, 1889 из GenBank/NCBI под номером HM135828.
Выделение ДНК осуществляли с использованием стандартного метода экстракции фенол-хлороформом [25] из свежих или фиксированных 95%-ным спиртом тканей (печени и мышц). Фрагмент контрольного региона был амплифи-цирован методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием прямого Pro+ (5'-ACC ATC AGC ACC CAA AGC TG-3') и обратного Phe-(5'-AAG CAT TTT CAG TGC TTT GCT T-3') прай-меров. Амплификацию проводили на приборе UNOII — Thermoblock ("Biometra", Германия) в 25 мкл реакционной смеси, включавшей 1—2 мкг тотальной ДНК, 2.5 мкл 10х буфера ("СибЭн-зим", г. Новосибирск), 1 мкл 20 мМ смеси dNTPs, 0.5 мкл каждого праймера, 3 ед. Taq-полимеразы ("СибЭнзим", г. Новосибирск) и деионизирован-ную воду. ПЦР-реакцию проводили по следующей схеме: начальная денатурация ДНК (94°C — 120 с), 40 циклов амплификации (94°C — 10 с, 52°C - 10 с, 72°C - 60 с) и достройка цепей (72°C -420 с). Продукты амплификации подвергали циклическому секвенированию с помощью набора Big Dye Terminator v. 3.1 ("Applied Biosistems", США) с использованием прямого и обратного праймеров при следующих условиях: начальная денатурация ДНК (96°C — 60 с), 25 циклов амплификации (96°C - 30 с, 50°C - 10 с, 60°C - 240 с). Последовательности нуклеотидов определяли на автоматическом секвенаторе ABI Prizm 3130 ("Applied Biosistems", США)
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.