Филогеография азиатской нерки Оncorhynchus nerka по данным изменчивости митохондриальных локусов ОНП: анализ сценариев послеледникового расселения вида на азиатском побережье Тихого океана

Проведен анализ изменчивости трех локусов однонуклеотидного полиморфизма (ОНП), расположенных в митохондриальной ДНК (мтОНП), в популяциях азиатской нерки на обширной части ее ареала от Чукотки до Курильских островов. В 20 исследованных выборках нерки из 15 озерно-речных систем азиатского побережья Тихого океана были выявлены два основных гаплотипа мтОНП GCC и GTT. В большинстве выборок оба гаплотипа присутствовали приблизительно в равном соотношении. В популяциях Курильских островов (кроме о. Шумшу) преобладал GTT-гаплотип, в выборке с Командорских островов обнаружен только GCC-гаплотип. Географическое распределение гап-лотипов, вероятно, объясняется историко-демографическими событиями, связанными с особенностями становления ареала азиатской нерки в среднем-позднем плейстоцене: его фрагментацией с последующим вторичным контактом между ранее дивергировавшими популяциями. Полученные нами данные позволяют рассматривать различные сценарии формирования современного разнообразия гаплотипов мтОНП нерки, подразумевающие неоднократное проникновение данного вида в Азию в периоды трансгрессии моря после плейстоценовых оледенений.

нерка, мтДНК, однонуклеотидный полиморфизм, цитохром b, цитохромоксидаза, филогеография, послеледниковое расселение

1. Алтухов Ю.П. Популяционная генетика рыб : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1974. - 245 с.

2. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Генетика. - 2002. - Т. 38(9). - С. 1173-1195.

3. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А., Омельченко В.Т. Популяционная генетика лососевых рыб : моногр. - М. : Наука, 1997. - 288 с.

4. Артамонова В.С. Генетические маркеры в популяционных исследованиях атлантического лосося (Salmo salar L.). II. Анализ последовательностей ДНК // Генетика. - 2007. - Т. 43(4). - С. 437-450.

5. Афанасьев К.И., Рубцова Г.А., Шитова М.В. и др. Популяционная структура кеты Oncorhynchus keta российского Дальнего Востока, выявленная по микросателлитным маркерам // Биол. моря. - 2011. - Т. 37(1). - С. 39-47.

6. Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г.Д. Изменчивость гена цитохрома b митохондриальной ДНК нерки Oncorhynchus nerka Walbaum из рек Камчатки и северного побережья Охотского моря // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей : тез. докл. 14-й междунар. науч. конф. - Петропавловск-Камчатский : Камчатпресс, 2013. - С. 40-43.

7. Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г.Д. и др. Генетическое разнообразие нерки (Oncorhynchus nerka) из некоторых рек восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря по данным полиморфизма гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. - 2015. - № 38. - С. 49-56.

8. Бискэ С.Ф., Баранова Ю.П. Основные черты палеогеографии Берингии в дочетвертичном кайнозое // Берингия в кайнозое. - Владивосток : ДВНЦ АН СССР, 1976. - С. 121-128.

9. Брайцева О.А. Климатические колебания и четвертичные оледенения Камчатки : автореф. дис. … канд. геогр. наук. - М., 1966. - 16 с.

10. Брайцева О.А., Евтеева И.С. Климатические колебания и плейстоценовые оледенения Камчатки // Геология и геофизика. - 1968. - № 5. - С. 16-22.

11. Брыков Вл.А., Полякова Н.Е., Подлесных А.В. и др. Влияние биотопов размножения на генетическую дифференциацию популяций нерки (Oncorhynchus nerka) // Генетика. - 2005. - Т. 41(5). - С. 635-645.

12. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности) : моногр. - М. : Колос, 1995. - 464 с.

13. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка - 2 (биологическая структура и динамика численности локальных стад в конце ХХ - начале ХХI вв.) : моногр. - Петропавловск-Камчатский : Камчатпресс, 2011. - 380 с.

14. Варнавская Н.В. Генетическая дифференциация популяций тихоокеанских лососей : моногр. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2006. - 488 с.

15. Варнавская Н.В. Распределение частот генов лактатдегидрогеназы и фосфоглюкомутазы в популяциях камчатской нерки, предпочитающих различные типы нерестилищ // Генетика. - 1984. - Т. 20(1). - С. 100-107.

16. Глубоковский М.К. Эволюционная биология лососевых рыб : моногр. - М. : Наука, 1995. - 343 с.

17. Глубоковский М.К., Глубоковская Е.В. Пути эволюции тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus Suckley // Рыбы в экосистемах лососевых рек Дальнего Востока. - Владивосток : ДВНЦ АН СССР, 1981. - С. 5-66.

18. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги : моногр. - М. : Наука, 1967. - 280 с.

19. Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях : моногр. / Ю.П. Алтухов, Е.А. Салменкова, О.Л. Курбатова и др. - М. : Наука, 2004. - 620 с.

20. Животовский Л.А., Рубцова Г.И., Шитова М.В. и др. База микросателлитных ДНК-данных по кете Дальнего Востока России // Бюл. № 5 реализации «Концепции дальневосточной бассейновой программы изучения тихоокеанских лососей». - Владивосток : ТИНРО-центр, 2010. - С. 53-63.

21. Кирпичников В.С., Муске Г.А. Популяционная генетика камчатской нерки (Oncorhynchus nerka (Walbaum)) // Генетика и размножение морских животных. - Владивосток : ДВНЦ АН СССР, 1981. - С. 59-71.

22. Кожевников Ю.П., Железнов-Чукотский Н.К. Палеобиогеография «Берингии» как она есть // Научный диалог. - 2014. - № 1(25) : Естественные науки. - С. 30-83.

23. Коновалов С.М. Популяционная биология тихоокеанских лососей : моногр. - М. : Наука, 1980. - 237 с.

24. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование : моногр. - М. : Мир, 1984. - 480 c.

25. Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю. Популяционно-генетическая дифференциация нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) восточного побережья Камчатки // Биол. моря. - 2013. - Т. 39(5). - С. 371-379.

26. Пустовойт С.П. Внутрипопуляционная генетическая изменчивость и межпопуляционная дифференциация азиатской нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) // Генетика. - 1994. - Т. 30(1). - С. 101-106.

27. Пустовойт С.П. Геногеографическое исследование нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) // Генетика. - 1995. - Т. 31(2). - С. 239-244.

28. Рыбы Курильских островов : моногр. / О.Ф. Гриценко, К.А. Савваитова, М.Ю. Пичугин и др. - М. : ВНИРО, 2012. - 384 с.

29. Салменкова Е.А. Молекулярно-генетические основы процессов адаптации и подходы к их анализу // Генетика. - 2013. - Т. 49(1). - С. 94-102.

30. Смирнов А.И. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей : моногр. - М. : МГУ, 1975. - 335 с.

31. Хрусталева А.М., Волков А.А., Расторгуев С.М., Кловач Н.В. Вариабельность мтДНК в популяциях нерки Oncorhynchus nerka Дальнего Востока России // Вопросы сохранения биоразнообразия водных объектов : мат-лы Междунар. науч. конф. - Ростов н/Д : АзНИИРХ, 2015. - С. 354-359.

32. Хрусталева А.М., Гриценко О.Ф., Кловач Н.В. Полиморфизм по однонуклеотидным заменам (SNP) в популяциях нерки Oncorhynchus nerka п-ова Камчатка // Генетика. - 2013. - Т. 49(11). - С. 1322-1336.

33. Хрусталева А.М., Кловач Н.В. Внутрипопуляционная дифференциация нерки Oncorhynchus nerka озерно-речных систем восточного побережья Камчатки // Изв. ТИНРО. - 2015. - Т. 183. - С. 27-40.

34. Черешнев И.А. Биогеография пресноводных рыб Дальнего Востока России : моногр. - Владивосток : Дальнаука, 1998. - 131 с.

35. Altschul S., Gish W., Miller W. et al. Basic local alignment search tool // Journ. of Molecular Biology. - 1990. - Vol. 215(3). - P. 403-410.

36. Avise J. Molecular markers, natural history and evolution : monograph. - N.Y. : Chapman & Hall. ITP International Thomson Pub. Comp., 1994. - 511 p.

37. Beacham T.D., McIntosh B., MacConnachie C. et al. Pacific Rim population structure of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) as determined from microsatellite analysis // Trans. Amer. Fish. Soc. - 2006a. - Vol. 135. - P. 174-187.

38. Beacham T.D., Varnavskaya N.V., McIntosh B., MacConnachie C. Population structure of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) from Russia determined with microsatellite DNA variation // Trans. Amer. Fish. Soc. - 2006b. - Vol. 135. - P. 97-109.

39. Bickham J.W., Wood C.C., Patton J.C. Biogeographic implications of cytochrome b sequences and allozymes in sockeye (Oncorhynchus nerka) // J. Heredity. - 1995. - Vol. 86. - P. 140-144.

40. Brown W.M., George M. JR., Wilson A.C. Rapid evolution of animal mitochondrial DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1979. - Vol. 76(4). - P. 1967-1971.

41. Burgner R.L. Life history of Sockeye Salmon (Oncorhynchus nerka) // Pacific Salmon Life Histories / C. Groot and L. Margolis (eds). - Vancouver : UBC Press, 1991. - P. 3-117.

42. Churikov D., Matsuoka M., Luan X. et al. Assessment of concordance among genealogical reconstructions from various mtDNA segments in three species of Pacific salmon (genus Oncorhynchus) // Molecular Ecology. - 2001. - Vol. 10. - P. 2329-2339.

43. Elfstrom C.M., Smith C.T., Seeb J.E. Thirty-two single nucleotide polymorphism markers for high-throughput genotyping of sockeye salmon // Mol. Ecol. Notes. - 2006. - Vol. 6(4). - P. 1255-1259.

44. Meyer A. Evolution of mitochondrial DNA in fishes // Biochemistry and molecular biology of fishes / P.W. Hochachka, P. Mommsen (eds). - N.Y. : Elsevier Science Publishers, 1993. - Vol. 2. - P. 1-38.

45. Nielsen E.E., Hemmer-Hansen J., Larsen P.F., Bekkevold D. Population genomics of marine fishes: identifying adaptive variation in space and time // Molecular Ecology. - 2009. - Vol. 18(15). - P. 3128-3150.

46. Park L.K. Introduction to DNA basics : Application of DNA Technology to the Management of Pacific Salmon / L.K. Park, P. Moran, R.S. Waples (eds) : Proceedings of the Workshop. - Seattle ; Wash. : U.S. Dep. Commer., NOAA Tech., 1994. - 13 p.

47. Parsons T.J., Muniec D.S., Sullivan K. et al. A high observed substitution rate in the human mitochondrial DNA control region // Nature Genetics. - 1997. - Vol. 15(4). - P. 363-368.

48. Raymond M., Rousset F. GENEPOP (version 1.2): population genetics software for exact tests and ecumenicism // J. Heredity. - 1995. - Vol. 86. - P. 248-249.

49. Seeb J.E., Pascal C.E., Ramakrishnan R., Seeb L.W. SNP genotyping by the 5’-nuclease reaction: advances in high throughput genotyping with non-model organisms // Methods in Molecular Biology, Single Nucleotide Polymorphisms / A. Komar (ed.). - N.Y. : Humana Press, 2009. - P. 277-292.

50. Stepien C.A., Dillon A.K., Brooks M.J. et al. The evolution of Blennioid fishes based on analysis of mitochondrial 12S rDNA // Molecular Systematics of Fishes / T.D. Kocher, C.A. Stepien (eds). - San Diego : Acad. Press, 1997. - P. 245-270.

51. Varnavskaya N.V., Wood C.C., Everett R. Genetic variation in sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) populations of Asia and North America // Can. J. Fish. Aquat. Sci. - 1994. - Vol. 51 (Suppl. 1). - P. 132-146.