Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменчивость митохондриальной ДНК гольцов рода Salvelinus

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость митохондриальной ДНК гольцов рода Salvelinus"

На правах рукописи

РАДЧЕНКО Ольга Аркадьевна

ИЗМЕНЧИВОСТЬ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК ГОЛЬЦОВ РОДА вАЬУЕЬШив

Специальность - 03.00.15 Генетика

»

I

Автореферат

, диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва 2003

Работа выполнена в лаборатории генетики Института биологических проблем Севера Дальневосточного отделения РАН (зав. лабораторией - д. б. н. Л.Л. Соловенчук)

Научный руководитель: Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук Л.Л. Соловенчук

доктор биологических наук И.А. Черешнев

доктор биологических наук А.А. Колесников кандидат биологических наук Д.В. Политой

Институт биологии моря ДВО РАН, г. Владивосток

Защита диссертации состоится _ 2003 г. в_ час.

На заседании диссертационного совета (Д002.214.01) при Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, В-333, ул. Губкина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОГен РАН

Автореферат разослан_ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук Г.Н. Полухина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Гольцы рода Salvelinus - относительно молодая группа лососевых рыб, привлекающая внимание ученых уже несколько десятилетий. Гольцы отличаются циркумполярным распространением, фенотипическим разнообразием, обилием видов и внутривидовых форм, высокой географической изменчивостью на огромном ареале и экологической пластичностью, которая позволила им освоить большинство пресных и морских водоемов Голарктики. Эти особенности определяют повышенный интерес к гольцовым рыбам как модельным объектам для исследования морфологической, экологической и генетической изменчивости, закономерностей микроэволюции и формообразования. Изучение гольцов представляет интерес еще и потому, что они являются типичными представителями северных экосистем и могут служить индикаторами их состояния и динамики. Научный интерес определяется и важным хозяйственным значением этих ценных лососевых рыб. Нерешенные проблемы систематики и филогении рода Salvelinus также активизируют дальнейшие исследования, связанные с привлечением новых методических подходов.

Для изучения биологического разнообразия популяций, эволюции организмов и механизмов видообразования используются молекулярные методы анализа ДНК. Особое место среди высокополиморфных генетических систем занимает митохондриальная ДНК (мтДНК). Материнский характер наследования, отсутствие рекомбинации, высокий уровень изменчивости — эти уникальные свойства делают мтДНК высокоинформативным инструментом генетического анализа. Исследования мтДНК применяются для выяснения филогении близкородственных видов, изучения гибридизации, реконструкции истории видов и популяций. Сравнительные исследования структуры генома, изменчивости и дивергенции нуклеотидных последовательностей позволяют выяснить закономерности эволюции животных на молекулярном уровне. Анализ генетической изменчивости является сегодня одним из основных методов для изучения понуляционно-генетической структуры видов.

К настоящему времени накоплены данные по изменчивости ДНК популяций арктического гольца, мальмы, озерной и ручьевой палий, кунджи и других видов (форм) из США, Канады, Японии, Англии, Ирландии, стран Скандинавии (Grewe et al., 1990; Davidson, 1994; Phillips et al., 1995; Wilson et a!., 1996; Phillips et al., 1999; Brunncr et al., 2001). Недостаточно изученными как в плане видово! о разнообразия, так и по широте охвата ареала остаются российские популяции гольцов (Олейник, Скурихина, 1999; Salmenkova et al., 2000).

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение генетического разнообразия гольцов рода Salvelinus на основании данных о рестрикционном полиморфизме и изменчивости нуклеотидных последовательностей мтДНК. В работе были поставлены следующие задачи:

1. Определить уровень межвидовой генетической изменчивости и внутри- . видовых различий мальмы S. malma и гольца Таранца S. taranetzi на основе данных о рестрикционном полиморфизме двух участков мтДНК, сегмента ATPase6/ND4L и гена цитохрома Ь.

2. Установить степень дифференциации популяций северной Б. ш. та1ша и южной в. ш. кгазсЬешпшкоу! мальмы, используя рестрикционный анализ сегмента АТРаБе6/ЪЮ4Ь и гена цитохрома Ь мтДНК.

3. Исследовать в сравнительном аспекте изменчивость мтДНК в популяциях озерных гольцов из разных участков ареала.

4. Оценить уровень и время дивергенции мтДНК гольцов рода БаКеКпив на основе анализа нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь.

5. Определить родственные взаимоотношения изученных гольцов рода 8а1уеНпи5 на основании филогенетического анализа данных об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь мтДНК.

Научная новизна работы.

1. Впервые определены нуклеотидные последовательности гена цитохрома Ь мтДНК гольцов Дальнего Востока России. Показано, что исследование этого участка митохондриального генома может использоваться для дифференциации некоторых видов гольцовых рыб.

2. Впервые исследован полиморфизм мтДНК в некоторых популяциях мальмы и гольца Таранца из рек бассейнов Охотского и Берингова морей. Показана значительная генетическая гетерогенность северной мальмы и существование в ее генофонде линий ДНК, отличающихся от основного пула мтДНК 8. ш. ша1та. У проходного гольца Таранца обнаружен тип мтДНК, характерный для популяций мальмы, что, возможно, является отражением имевшей место в прошлом интрог-рессивной гибридизации.

3. Получены уникальные данные об изменчивости мтДНК малоизученных озерных гольцов Охотоморского побережья и бассейна р. Колымы. Предполагается, что озерные гольцы Охотоморья произошли от предков современной мальмы в Тихоокеанском бассейне, а колымские озерные гольцы, а также голец Таранца, малоротая и боганидская палии Чукотки - от другой предковой формы в Арктическом бассейне.

4. Впервые проведен анализ рестрикционного полиморфизма сегмента АТРазе6/№4Ь и определена нуклеотидная последовательность гена цитохрома Ь мтДНК боганидской палии Таймыра. Фиксация у Б. boganidae из оз. Эльгыгытгын и оз. Лама типов мтДНК, специфичных для разных групп гольцов указывает на то, что боганидская палия Чукотки и боганидская палия Сибири принадлежат к различным эволюционным линиям.

5. В популяциях северной мальмы впервые обнаружены гибриды между маль-мой и кунджей, что свидетельствует о вторичном контакте и интрогрессии мтДНК между этими видами. Предполагается, что межвидовая гибридизация происходила как в отдаленном прошлом, так и относительно недавно, поскольку один из гибридов фенотипически определен как мальма, а другой характеризуется промежуточным (гибридным) фенотипом, но оба имеют мтДНК кунджи.

6. У северной формы мальмы зафиксированы типы мтДНК, специфичные для южной формы этого вида, что может объясняться прошедшей между Б. т. кгазсЬетпткоу! и 8. т. та1та интрогрессивной гибридизацией.

7. Разработан метод генетической идентификации гольцов на уровне видов (северная и южная мальма, арктический голец, голец Таранца, кунджа) и

'.У л .»

филогеографических групп (Охотская, Колымско-Чукотская, Сибирская) с помощью анализа рестрикционного полиморфизма участка ATPase6/ND4L мтДНК.

Практическая значимость работы. Лососевые рыбы рода Salvelinus являются важными компонентами водных экосистем Дальнего Востока. Для них характерно повышенное биологическое разнообразие, а также существование редких, эндемичных форм. Гольцы - ценные объекты рыболовного промысла. Они имеют особое значение для экономики коренных народностей, любительского и спортивного лова. Достаточно велик потенциал гольцов как объектов искусственного воспроизводства. В настоящее время недостаток сведений о состоянии популяций гольцовых рыб, а также несовершенные природоохранные мероприятия и управление промыслом приводят к обеднению, а иногда и к критическому состоянию рыбных ресурсов. Нередки примеры ведения хозяйственной деятельности и промысла в водоемах, где обитают узкоареальные эндемичные формы гольцов, представленные единственной популяцией. Эти обстоятельства свидетельствуют о высокой практической ценности исследований, расширяющих представления о популяционно-генетической структуре, характере межвидовой и внутривидовой дифференциации, родственных взаимосвязях гольцов. Такие исследования являются базовыми для любых прикладных разработок по охране, восстановлению численности, искусственному разведению и оптимальному использованию промысловых ресурсов гольцовых рыб.

Результаты данного исследования использованы для обоснования рекомендаций природоохранного характера в ходе выполнения работ по проектам Дальневосточного Морского Фонда (МФ ФЭФ РФ «ДМФ») и Государственного Комитета по охране окружающей среды Магаданской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на научных сессиях ИБПС ДВО РАН (Магадан, 1997, 1999, 2002); 1-ой Международной научно-практической конференции молодых исследователей (Магадан, 1995); 2-ой и 3-ей научных конференциях аспирантов «Идеи, гипотезы, поиск» (Магадан, 1995, 1996); 3-ей Международной научно-практической конференции «Роль университетов в развитии территорий Северного Форума» (Магадан, 1996); 2-ой Международной научной конференции по молекулярно-генетическим маркерам животных (Киев, 1996); 1-ом Всероссийском Конгрессе ихтиологов (Астрахань, 1997); PICES Workshop on the Okhotsk Sea and Adjacent Areas (Canada, 1996); 1SACF Workshop "Biology and Evolution of Char of the Northern Hemisphere" (Kamchatka, 1998); Международной научно-практической конференции «Прибрежное рыболовство - XXI век» (Южно-Сахалинск, 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, 1 работа находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение), выводов, списка литературы, приложения 1, приложения 2. Работа изложена на 219 страницах машинописного текста, включает 20 рисунков, 3 из которых в приложении 1, и 35 таблиц, 8 из которых в приложении 2. Список литературы содержит 208 источников, в том числе 68 на русском языке.

б

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Обзор литературы включает три раздела. В первом разделе описываются структурно-функциональные особенности и эволюция митохондриального генома позвоночных животных, а также использование полиморфизма мтДНК в эволюционных и популяционных исследованиях. Во втором разделе рассматриваются некоторые таксономические и филогенетические проблемы лососевых рыб рода Ба^еНт«. В третьем разделе приводятся данные о дифференциации гольцов на основе кариологического, биохимического и молекулярно-генетического анализов.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ В работе использован материал по формам/видам гольцов рода 8а1уеНпиз, собранный в 1997-2001 годах в водоемах Сахалина, Курильских о-вов, Приморского и Хабаровского краев, Магаданской области, Камчатки, Чукотки, Центральной и Северной Сибири (рис. 1). Исследованные популяции представлены: северной Б. ш. та1ша и южной Б. т. кгазсЬешптктч мальмой, проходной и жилой формами гольца Таранца 8.1агапе1г1, гольцом Леванидова Я. 1еуашскт, кунджей в. кисотаешБ, ней-вой Б. гкпуа, колымскими и охотоморскими озерными гольцами 8. эр., боганидской в. Ьодашёае и малоротой 8. е^уйсив палиями, гольцом Дрягина в. drjagini, глубоководным гольцом-«пучеглазкой», даватчаном 8. а1ртиБ егуЛппш, арктическим гольцом в. а1ршиз. В общей сложности проанализировано 396 экземпляров гольцов.

Рис. 1. Карта-схема мест взятия выборок гольцов. 1 - оз. Kanes Laddu (S.alpinus), 2 - оз. Лама (S.boganidae, S.dijagini, "пучеглазка"), 3 - оз. Фролиха (S.a erythrinus), 4 - оз. Эльгыгытгын (S.elgyticus, S.boganidae), 5 - р. Утаатап (S.m.malma, S.taraneLzi), б-р. Гетлянген (S.m.malraa), 7 -озера бассейна р. Выквынайваам (S.taranetzi), 8 - р. Марич (S.m.malma), 9 - р. Яма (S.m.malma), 10-р. Ола(S.mmalma), 11- р. Тауй (S.m.malma, S.leucomaenis), 12-р. Яна (S.m.malma), 13 - р. Армань (S.m.malma), 14 - Элекчанские озера (S.sp.), 15-оз. Мак-Мак (S.sp.), 16 -Уегинские озера (S.neiva), 17 - оз. Джульетта (S sp.), 18 - оз. Макси (S.sp.), 19 - ручей Вилючин-ский ■ (S.m.malma), 20 - р. Самарга (S.m.krascheninnikovi), 21 - р. Сусуя, о. Сахалин (S.m.krascheninnikovi), 22 - ручьи, о. Шикотан (S.m.krascheninnikovi).

В главе описываются методы исследования изменчивости мтДНК: выделение тотальной ДНК из мышечной ткани, амплификация в ПЦР и рестрикционный анализ сегмента ATPase6/ND4L и участка гена цитохрома b мтДНК, определение нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b мтДНК с помощью автоматического секвенирования, филогенетический анализ данных. Определение нуклеотидных последовательностей мтДНК выполнено на базе Школы Биологических Наук Вашингтонского Государственного Университета (Ванкувер, США) и Группы Генетики Рыб Морской Лаборатории FRS (Абердин, Шотландия). В ходе анализа рестрикционного полиморфизма мтДНК рассчитывались: разнообразие типов мтДНК ц; критерий идентичности I (Животовский, 1983, 1991); значения дивергенции между последовательностями мтДНК внутри (dx) и между популяциями (dXY)> выраженные как процент нуклеотидных замен на рестрикционный сайт (Nei, L¡, 1979; Nei, 1987). Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей мтДНК выполнен с помощью пакетов филогенетических программ PHYLIP 3.2 и MEGA 1.01 при использовании невзвешенного парногруппового метода кластеризации (UPGMA), реконструкции филогенетических деревьев по принципу ближней связи (NJ), метода максимального правдоподобия (ML), метода максимальной экономии (МР). Устойчивость кластеризации филогенетических деревьев проверялась в 1000 циклах бутстрэп-анализа (MEGA 1.01). В качестве внешней группы был использован атлантический лосось Salmo salar.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рестрикционного анализа гена цитохрома b мтДНК

В водоемах Чукотского п-ова симпатрично обитают два морфологически различающихся вида гольцов - широко распространенная на Дальнем Востоке от Камчатки до Чукотки и по побережью Охотского моря мальма и голец Таранца, описанный из оз. Аччен (Кагановский, 1955; Глубоковский.Черешнев, 1981). В данном разделе проанализирован рестрикционный полиморфизм участка гена цитохрома b мтДНК длиной 375 пар нуклеотидов (пн) в трех популяциях мальмы S. m. malma (р. Утаатап - 18 экз., р. Гетлянген - 21 экз., р. Марич - 19 экз.) и двух популяциях гольца Таранца S. taranetzi (р. Утаатап - 29 экз., озера бассейна р. Вы-квынайваам - 21 экз.) юго-восточной части Чукотского п-ова.

Исследование рестрикционной изменчивости участка гена цитохрома b мтДНК показало, что один из трех обнаруженных типов мтДНК оказался общим для мальмы и гольца Таранца (табл. 1). В случае мальмы выявлены высокий уровень внутривидового разнообразия и существование межпопуляционных различий по степени генетического разнообразия и структурам типов мтДНК. Значимые генетические различия обнаружены между популяциями мальмы из соседних рек Чукотки: Гетлянген - Утаатап (критерий идентичности I = 6.90, Р < 0.05). Для гольца Таранца установлено отсутствие генетических различий между проходной и озерной формами. Все изученные особи этого вида характеризуются единственным типом гена цитохрома b АССС, который является широко распространенным в популяциях мальмы (частота более 60%) Таким образом, полу-

ченные данные по рестрикционному полиморфизму гена цитохрома b мтДНК не позволяют четко дифференцировать мальму и гольца Таранца. С одной стороны, структурная и частотная вариабельность типов мтДНК мальмы и явная митотипи-ческая однородность гольца Таранца свидетельствуют о генетических различиях между исследованными видами. С другой стороны, существование общего для двух видов гольцов митотипа АССС указывает на определенное генетическое сходство мальмы и гольца Таранца. Это согласуется с полученной на основе анализа нуклеотидной последовательности митохондриального гена ND3 информацией об отсутствии генетической дифференциации между северной формой мальмы и гольцом Таранца, обитающими на Аляске (Phillips et al., 1995), но противоречит генетическим данным о репродуктивной изоляции и видовой самостоятельности S. malma и S. taranetzi (Картавцев и др., 1983; Salmenkova et al., 2000; Фролов, 2000).

Таблица 1

Частота (%) рестрикционных типов участков гена цитохрома b и ATPase6/ND4L мтДНК, значение митотипического разнообразия (ц) у северной мальмы и гольца Таранца (буквенные обозначения - рестрикционные варианты; порядок рестрикционных ферментов для типов ATPase6/ND4L: HaeHI, Mspl, Hhal, Mval; для типов гена цитохрома Ъ: Haelll, Hinfl, Mspl, Rsal; s.e. - стандартная ошибка значения разнообразия)

Митотип Мальма Голец Таранца

Цитохром b р. Марич р. Гетлянген р. Утаатап р. Яна р. Утаатап Озера

АССС 73.3 62.0 94.5 100 100

ACDC 15.8 38.0 5.5

АСЕС 10.5

ц + s.e. 2.60+0.23 1.98 ±0.04 1.45 ±0.21 1.00 1.00

ATPase6/

ND4L

АААА 100.0 100.0 91.7 87.0 20.7

АААС 8.7

АВАА 8.3

СВАС 4.3

DBAB 79.3 100.0

д ± s.e. 1.00 1.00 1 56 ±0.05 2.08 ±0.08 1.80 ±0.01 1.00

3.2. Дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным ре-стрикционного анализа участка ATPase6/ND4L мтДНК

В данном разделе анализируется рестрикционный полиморфизм сегмента ATPase6/ND4L мтДНК длиной 2162 пн в популяциях гольца Таранца и мальмы из рек бассейнов Берингова и Охотского морей, а также обсуждаются филогенетические взаимоотношения между этими видами. Суммарная выборка изученных гольцовых рыб составляет 132 экз. и включает: S. m. malma из р. Гетлянген (п = 21), р. Марич (n ~ 19), р. Утаатап (п = 18), р. Яна (п = 24) и S. taranetzi из р. Утаатап (п = 29), озер бассейна р. Выквынайваам (п = 21). Для определения эволюционных взаимоотношений между типами мтДНК применяли метод максимальной экономии (maximum parsimony), основанный на минимизации числа эволюционных событий, приводящих к изменениям ДНК (Avise, 1994; Вейр, 1995) Для гра-

фического представления результатов анализа использовали метод филогенетических сетей (parsimony networks).

Результаты исследования рестрикционной изменчивости сегмента ATPase6/ND4L, включающего участки 6 генов мтДНК, у мальмы и гольца Та-ранца позволили сделать несколько выводов. Во-первых, по структурам типов мтДНК популяции S. m. malma из рек бассейнов Берингова и Охотского морей статистически достоверно не различаются. Все выборки мальмы характеризуются высокой частотой (табл. 1) типа мтДНК AAA А, а его эволюционные производные обнаружены с низкой частотой только в двух популяциях - р. Яна (Охотомо-рье) и р. Утаатап (Чукотка). Максимальные генетические различия по степени дивергенции мтДНК (табл. 2) обнаружены между популяцией мальмы р. Яна и каждой из популяций мальмы Чукотки (в среднем d = 0.22%). Во-вторых, сравнение популяций проходной и озерной форм гольца Таранца по структуре и частоте типов сегмента ATPase6/ND4L мтДНК указывает на существование внутривидовой генетической неоднородности у этого вида. По критерию идентичности выборки, представленные двумя формами гольца Таранца, различаются достоверно (I = 3.94, Р < 0.05). Более высокое разнообразие мтДНК в выборке проходного гольца Таранца обусловлено присутствием двух типов - митотипа АААА, распространенного у мальмы, и митотипа DBAB, обнаруженного у озерного гольца Таранца. По этой же причине проходная и озерная формы различаются и по степени дивергенции типов мтДНК (d = 0.15%). В-третьих, присутствие у проходного гольца Таранца митотипа АААА, распространенного с высокой частотой в

Таблица 2

Внутрипопуляционная (d„ по диагонали) и межпопуляционная дивергенция (dxy, выше диагонали) мтДНК у северной мальмы и гольца Таранца по данным о рестрикционном полиморфизме сегмента ATPase6/ND4L (в % нуклеотидных замен)

Вид и популяция 1 2 3 4 5 6

1 Мальма (р. Гетлянген, Чукотка) 0.00 0.00 0.08 0.21 0.15 0.30

2 Мальма (р. Марич, Чукотка) 0.00 0 08 0.21 0.15 0.30

3 Мальма (р. Утаатап, Чукотка) 0.16 0.24 0.15 0.22

4 Мальма (р. Яна, Охотоморье) 0.32 0.27 0.32

5 Голец Таранца (р.Утаатап, Чукотка) 0.30 0.15

6 Голец Таранца (озера, Чукотка) 0.00

популяциях мальмы, может свидетельствовать либо о недавней дивергенции между предками мальмы и гольца Таранца, либо о прошедшей интрогрессивной гибридизации между этими видами гольцов. В-четвертых, результаты филогенетического анализа типов мтДНК свидетельствуют о происхождении митотипа БВАВ, обнаруженного в генофондах проходной и озерной форм гольца Таранца, от типа АААА и его эволюционных производных (АВАА и АААС), зарегистрированных в генофонде мальмы.

3.3. Дифференциация северной и южной форм мальмы по данным рест-рикционного анализа мтДНК

В разделе приводятся результаты рестрикционного анализа участков АТРавебЛ^ЛМЬ и гена цитохрома Ь мтДНК северной и южной форм мальмы ази-

атского побережья северной части Тихого океана. Б. т. та1та представлена популяциями из водоемов Чукотки (р. Гетлянген - 21 экз., р. Марич - 19 экз., р. Утаатап - 18 экз.), п-ова Камчатка (руч. Вилючинский - 22 экз.), северного побережья Охотского моря (р. Яна - 24 экз., р. Яма - 20 экз., р. Тауй - 17 экз., р. Ар-мань - 11 экз., р. Ола - 12 экз.). в. т. кгазсЬептшкоу1 - популяциями о. Сахалин (13 экз.), севера Приморского края (5 экз.), Курильских о-вов (16 экз.).

Анализ рестрикционной изменчивости мтДНК выявил семь генотипов, из которых тип АААА/АССС характеризует северную группу популяций мальмы, а СВАС/АСЕС - южную группу. При попарном сравнении выборок в. та1ша обнаружены высокозначимые генетические различия, свидетельствующие о четкой дифференциации между северной и южной формами вида. Значение критерия идентичности, оценивающего генетическое расстояние между группами 8. ша1та Чукотки - Камчатки - северного Охотоморья и Сахалина - Приморья - Курильских о-вов, колеблется от 37.10 (пара Камчатка - о. Шикотан) до 63.67 (Охотомо-рье - о. Шикотан) (табл. 3).

Таблица 3

Критерий идентичности I (выше диагонали) и мера сходства г (ниже диагонали) для популяций северной и южной форм мальмы по результатам анализа мтДНК-генотипов (* Р < 0.001)

Регион 1 2 3 4 5

1 Чукотка - 7.76 24.0* 48.0* 44.30*

2 Камчатка 0.84 - 1.36 39.60* 37.10*

3 Северное Охотоморье 0.79 0.96 - 56.76* 63.67*

4 Сахалин и Приморье 0 0 0.17 - 1.09

5 Курильские о-ва 0 0 0.19 0.97 -

Известно, что северный подвид мальмы отличается от южного большим числом позвонков и чешуй в боковой линии (Таранец, 1933; Берг, 1948; Черешнев, 1996; ВеЬпке, 1984) и меньшим числом хромосом (Фролов, 1997). По данным ана- •

лиза аллозимной изменчивости, уровень дивергенции между северной мальмой Л

Камчатки и южной мальмой Сахалина значителен - Б = 0.033-0.089 (Осинов, Павлов, 1998). В одной из работ по рестрикционному анализу мтДНК (Олейник и др., < 2002) сообщается, что величина дивергенции нуклеотидных последовательностей мтДНК между северной и южной популяциями мальмы (около 4%) соответствует различиям между валидными видами гольцов. Согласно нашим данным о рестрик-ционном полиморфизме мтДНК, Б. т. ша1ша и Б. т. кгазсЬешпткоУ! являются далеко дивергировавшими группами, что, вероятно, связано с длительной изоляцией двух форм. Считается, что южный подвид мальмы первоначально сформировался как географический изолят в один из межледниковых периодов (Гриценко и др., 1998). Подобная картина наблюдалась и в Северной Америке, где в течение ледникового периода дивергировали северный и южный подвиды Б. ша1та (МсРИаП, 1961; ВеЬпке, 1984).

В ходе исследования у мальмы северной части Охотского моря с низкой частотой (2.7%) зафиксирован мтДНК генотип СВАС/АСЕС, характеризующий южные популяции вида. По всей видимости, присутствие генотипа СВАС/АСЕС

в северной и южной группах мальмы свидетельствует о возможном вторичном контакте и интрогрессии мтДНК из южных популяций в северные. Олейник с соавторами (2002) сообщают, что в южных популяциях Б. та1ша зарегистрированы особи с «северным» митотипом, что, по мнению авторов, объясняется либо миграцией мальмы, либо ^прогрессивной гибридизацией между северной и южной формами в. ша1та.

3.4. Сравнительный рестрикционный анализ мтДНК в популяциях озерных гольцов рода £а1уеНпи$

В разделе приводятся результаты сравнительного анализа изменчивости участка АТРавеб/КЕМЬ мтДНК в популяциях озерных гольцов Дальнего Востока и Сибири. Материал по озерным гольцам собран в водоемах северного побережья Охотского моря (озера бассейнов рек Ола - 32 экз., Яма - 21 экз., Охота - 15 экз. нейвы), континентальных р-нов Магаданской области (озера в верховьях р. Колыма - 28 экз.), Чукотки (22 экз. боганидской палии и 13 экз. малоротой палии, оз. Эльгыгытгын). Для оценки степени генетического сходства использованы собственные данные по изменчивости мтДНК других гольцов: мальмы (п=12, р. Ола), озерного гольца Таранца (п=21, Чукотка), боганидской палии, гольца Дрягина, глубоководного гольца-«пучеглазки» (по 1 экз., оз. Лама, п-ов Таймыр), даватчана (п=2, оз. Фролиха, Забайкалье), типичного Б. а1ртш (п=5, Финляндия). Суммарная выборка изученных гольцовых рыб составляет 174 экз.

Исследование рестрикционной изменчивости участка АТРаве6/М04Ь мтДНК у гольцов рода 8а1уеНпш выявило следующее. Гольцы из 14 популяций характеризуются пятью типами мтДНК, распределение которых имеет определенную географическую приуроченность. Сравнение популяций из разных участков ареала показало, что наиболее генетически близки гольцы Чукотского и Колымского регионов, а максимально различаются гольцы северного побережья Охотского моря и колымско-чукотские гольцы. Судя по структуре и степени дивергенции типов мтДНК (табл. 4), озерных гольцов (нейву, гольцов из верховьев рек Ола и Яма) и мальму северного Охотоморья объединяют близкородственные отношения и общность происхождения.

Четкие генетические различия (ё=0.51%) между озерными гольцами бассейна р. Колымы, гольцом Таранца, малоротой и боганидской палиями Чукотки, с одной стороны, и гольцовыми рыбами северного Охотоморья, с другой стороны, показывают значительную дивергенцию этих групп и предполагают их происхождение от разных предкоиых форм. Можно допустить, что центром происхождения колымских и беринговоморских гольцов являлся Арктический бассейн. Эти гольцы были проходными, т.е. свободно мигрировали как в море, так и вверх по рекам. Поднявшись в верховья по притокам р. Колымы, они попали в озера, где и дали начало современным популяциям жилых гольцов. По данным Черешнева (Че-решнев, Скопец, 1993), вероятный путь проникновения предковых форм палий в оз. Эльгыгытгын пролегал в прошлом из бассейна р. Колымы через верховья р. Малый Анюй. Возможно, аналогично, но из Тихоокеанского бассейна, происходило заселение гольцами озер, имеющих сток вреки Охотского моря. В последнем случае гольцы дивергировали от общего с мальмой предка, центром эволюции которого был бассейн Тихого океана.

Таблица 4

Значения внутрипопуляционной (по диагонали) и межпопуляционной (выше диагонали) дивергенции мтДНК (в % нуклеотидных замен) у озерных гольцов, мальмы и гольца Таранца

Популяция 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1. S. sp. (оз. Мак-Мак, Охотоморье) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.47 0.47 0.52 0.52 0.52

2. S. sp. (Элекчанские озера, Охотоморье) 0.00 0.00 0.00 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.47 0.47 0.52 0.52 0.52

3. S. neiva (оз. Уегинское, Охотоморье) 0.00 0.00 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.47 0.47 0.52 0.52 0.52

4. S. malma (р. Ола, Охотоморье) 0.00 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.47 0.47 0.52 0.52 0.52

5. S. taranetzi (Чукотка) 0.00 0.00 0.05 0.05 0.05 0.33 0.33 0.54 0.54 0.54

6. S. boganidae (оз.Эльгыгынгын, Чукотка) 0.00 0.05 0.05 0.05 0.33 0.33 0.54 0.54 0.54

7. S. elgyticus (оз. Эльгыгытгын, Чукотка) 0.00 0.00 0.00 0.33 0.33 0.54 0.54 0.54

8. S. sp. (оз. Джульетта, бассейн р. Колыма) 0.00 0.00 0.33 0.33 0.54 0.54 0.54

9. S. sp. (оз. Макси, бассейн р. Колыма) 0.00 0.33 0.33 0.54 0.54 0.54

10. Даватчан (оз. Фролиха, Забайкалье) 0.00 0.00 0.20 0.20 0.20

U.S. boganidae (оз. Лама, Таймыр) 0.00 0.20 0.20 0.20

12. S. dijagini (оз. Лама, Таймыр) 0.00 0.00 0.00

13. "Пучеглазка" (оз. Лама, Таймыр) 0.00 0.00

14. S. alpinus (оз-Kanes Laddu, Финляндия) 0.00

Фиксация у 8. Ы^ашёае из оз. Эльгыгытгын и оз. Лама типов мтДНК, специфичных для разных групп гольцов, указывает на то, что боганидская палия Чукотки и боганидская палия Сибири принадлежат к различным эволюционным линиям и не могут относиться к одному виду. Согласно данным рестрикционного анализа мтДНК и анализа иРОМА-дендрограммы, изученные гольцовые рыбы дифференцируются на три группы популяций. Охотская группа включает мальму, нейву, озерных гольцов северного Охотоморья. Колымско-Чукотская группа объединяет озерных гольцов бассейна р. Колыма, гольца Таранца, боганидскую и малоротую палий (оз. Эльгыгытгын). Сибирская группа представлена популяциями Байкальского и Таймырского регионов - гольцом Дрягина, боганидской палией, глубоководным гольцом-«пучеглазкой», даватчаном, а также арктическим гольцом из Финляндии.

3.5. Изменчивость нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь мтДНК гольцов рода ва^еНпи;

В продолжение поиска наиболее информативных молекулярно-генетических подходов был привлечен высокоразрешающий метод определения нуклеотидных последовательностей ДНК. В этом разделе приводятся данные об изменчивости нуклеотидных последовательностей трех участков длиной 307 пн, 405 пн и 1050 пн гена цитохрома Ь мтДНК 52 представителей рода БаЬгеНпш. В исследование включены формы и виды гольцов из водоемов Финляндии, Таймыра, Забайкалья, Чукотки, Охотоморского побережья: арктический голец, голец Дрягина, глубоководный голец-"пучеглазка", даватчан, северная и южная мальма, нейва, голец Таранца, боганидская и малоротая палии, голец Леванидова, кунджа, колымские и охотоморские озерные гольцы.

Сравнительная характеристика исследованных участков гена цитохрома Ь мтДНК гольцов. Анализ последовательностей трех участков гена цитохрома Ь мтДНК гольцов, расположенных в пределах 14845-15149 пн, 15152-15556 пн и 14795-15844 пн, показал следующее. По составу оснований эти сегменты практически не отличались. Третье положение кодонов всех участков характеризирова-лось низким содержанием остатков гуанина. Максимальное значение смещения нуклеотидного состава наблюдалось в третьем положении, а минимальное - в первом положении кодонов. Подавляющее большинство вариабельных нуклеотидных сайтов локализовалось в третьих кодонных позициях. Выявлено 30 нуклеотидных замен в сегменте 307 пн (27 транзиций и 3 трансверсии), 63 - в участке 405 пн (42 и 21), 119 — в сегменте 1050 пн (86 и 33). Соотношение транзиций к трансверсиям составило в среднем 4.5 : 1. В изученных участках гена цитохрома Ь обнаружены как молчащие мутации, не изменяющие аминокислотные последовательности, так и мутации замещения, вызывающие замены аминокислотных остатков. Вариабельные аминокислоты выявлены, главным образом, в пределах трансмембранных доменов цитохрома Ь.

Ггнетическое разнообразие гольцов на основе сравнительного анализа последовательностей гена цитохрома Ь мтДНК. Для выяснения степени сходства и различия между нуклеотидными последовательностями мтДНК гольцов определялись: число попарных нуклеотидных различий по типу транзиций и трансверсий, отношение транзиций к трансверсиям, число попарных аминокислотных

различий. С помощью пакета филогенетических программ MEGA 1.01 рассчитывались значения дивергенции нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь, выраженные в процентах нуклеотидных замен на сайт (р-дистанции). Судя по полученным оценкам, максимально дифференцированы от других мтДНК кунджи (степень дивергенции в среднем 5.79%), гольца Леванидова (6.64%) и южной формы мальмы (4.02%). Нулевые значения дивергенции участков 405 пн и 1050 пн гена цитохрома b мтДНК обнаружены в пределах группы озерных гольцов бассейна р. Колымы, а также между большинством гольцов из Финляндии и Сибири. Отсутствие дивергенции последовательностей фрагмента 405 пн зафиксировано: в пределах группы озерных гольцов Охотоморья; в пределах группы S. m. malma, состоящей из большей части чукотской и охотоморской мальмы; между этой же группой S. m. malma и группой охотоморских озерных гольцов; между проходным 1

гольцом Таранца и чукотской мальмой из р. Гетлянген.

На основе общности географического распространения и сходства типов мтДНК ^

исследованные гольцы объединялись в группы, для которых рассчитывались средние значения дивергенции нуклеотидных последовательностей участков 405 пн и 1050 пн гена цитохрома b (табл. 5, 6). Уровень дивергенции мтДНК, не превышающий 1%, обнаружен в пределах групп: голец Таранца + эльгыгытгынские + колымские гольцы, финские + сибирские гольцы, гольцы оз. Эльгыгытгын, жилой + проходной голец Таранца, северная мальма + охотоморский озерный голец. При тестировании S. m. malma степень дивергенции мтДНК оказалась довольно значительной - 1.20%. Такая оценка указывает на высокую степень гетерогенности северной мальмы и существование в ее митохондриальном генофонде линий ДНК, отличающихся от основной группы типов мтДНК S. m. malma. Анализ последовательностей гена цитохрома b подтвердил данные рестрикционного анализа мтДНК о значимом генетическом расстоянии между южной и северной группами мальмы - уровень дивергенции между их мтДНК составил в среднем 2.95%. Полученные оценки дивергенции мтДНК являются аргументом в пользу сходства озерных гольцов Охотоморья с северной мальмой (d = 0.85%) и различия между чукотско-колымскими и J охотоморскими гольцами (d = 1.14%). В ходе исследования нуклеотидных последо- 1 вательностей гена цитохрома b подтвердились генетическая неоднородность гольца ■ Таранца и близость его проходной формы с северной мальмой, показанные на основе рестрикционного анализа мтДНК. В генофонде S. taranetzi обнаружены две мито-хондриальные линии, дивергенция между которыми составляет 0.93%. Одна, присущая проходному гольцу Таранца, мало отличается от основных типов северной мальмы и охотоморского озерного гольца (d = 0.30%). Другая линия, характерная для озерной формы S. taranetzi, значительнее дифференцирована от мтДНК мальмы и охотоморского гольца (d = 0.64%), но близка к типам озерных гольцов бассейна р. Колымы и оз. Эльгыгытгын (d = 0.30%). Наличие у проходного гольца Таранца и северной мальмы родственных митотипов предполагает интрогрессию мтДНК в направлении от S. m. malma к S. taranetzi.

Родственные взаимоотношения гольцов на основе филогенетического анализа последовательностей гена цитохрома b мтДНК. Полученные для каждого участка гена цитохрома b мтДНК гольцов UPGMA, NJ, МР и ML филогенетические

Таблица 5

Средние значения дивергенции нуклеотидных последовательностей участка 405 пн гена цитохрома Ь для групп гольцов, выраженные в процентах нуклеотидных замен на сайт (р-дистанции)____^_______

Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1. Финские + Сибирские гольцы 0.32 1.28 3.83 0.80 1.30 1.30 0.45 0.95 1.18 7.31 5.71

2. Мальма северная 1.20 2.95 1.10 1.39 1.42 0.85 - 1.22 6.79 5.58

3. Мальма южная - 3.60 3.00 3.30 3.60 3.18 3.28 7.51 6.01

4. Голец Таранца (озерный + проходной) 0.60 0.90 0.90 0.60 0.85 - 7.11 5.31

5. Озерный голец оз. Эльгыгытгын 0.50 0.60 0.90 1.21 - 6.91 5.11

6. Озерный голец бассейна р. Колыма 0.00 0.90 1.24 - 7.06 5.41

7. Озерный голец Охотоморья 0.00 - 0.65 6.91 5.71

8. Мальма северная+озерный голец Охотоморья 0.89 1.14 6.93 5.62

9. Голец ТаранцаЮлыыгытгынский+Колымский 0.25 7.05 5.29

10. Голец Леванидова 1.3 7.21

11. Кунджа -

Таблица 6

Средние значения дивергенции нуклеотидных последовательностей участка 1050 пн гена цитохрома Ъ для групп гольцов, выраженные в процентах нуклеотидных замен на сайт (р-дистанции)___________- __

Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1. Финские + Сибирские гольцы 0.17 0.80 1.17 0.62 1.24 1.15 0 57 1.19 - 6.00 5.89

2. Голец Таранца (озерный + проходной) 0.65 - - 0.80 0.72 0.33 - 0.56 5.92 6.07

3. Голец Таранца озерный - 0.93 0.19 0.11 0.76 - 0.91 5.96 5.96

4. Голец Таранца проходной 0.11 1.11 1.03 0.24 - 0.45 5.91 6.13

5. Озерный голец оз. Эльгыгытгын 0.31 0.29 0.95 - 1.23 6.04 6.04

6. Озерный голец бассейна р. Колыма 0.00 0.87 - 1.01 5.96 6.07

7. Озерный голец Охотоморья 0.12 0.74 - 5.81 6.25

8 Голец Таранца+Эльгыгытгынский+Колымский 0.46 1.02 5.98 6.06

9. Финский+Сибирский+Охотоморский 0.46 5.92 6.07

10. Голец Леванидова 0.22 7.15

11. Кунджа -

Примечание. По диагонали приводятся средние значения дивергенции мтДНК внутри групп, выше диагонали - средние значения межгрупповой дивергенции. Прочерки - средние значения дивергенции не определялись.

деревья имели сходную топологию - в основном, характер расположения и состав кластеров оставались постоянными. В основании деревьев (рис. 2) находится тип мтДНК кунджи, затем дифференцируются митотипы гольца Леванидова и южной мальмы (для участка 405 пн). Последним выделяется макрокластер, объединяющий мтДНК гольцов 8. а1ртиБ-8. ш. та1та комплекса и включающий два кластера. Один состоит из типов мтДНК озерного гольца Таранца Чукотки, боганидской и малоротой палий оз. Эльгыгытгын, озерных гольцов бассейна р. Колыма. Второй кластер разделяется на две группы типов: северной мальмы, нейвы, озерных гольцов Охотоморья, проходного гольца Таранца и гольца Дрягина, гольца-«пучеглазки», боганидской палии оз. Лама, даватчана, арктического гольца Финляндии. Представленные результаты во многом соответствуют данным анализа аллозимов и других участков мтДНК гольцов рода 5а1уе!тиз (Осинов, 2001; 1

Вгиппег е! а1„ 2001; Малярчук, 2002).

Время дивергенции мтДНК гольцов. Концепция нейтральности эволюции по- к

зволяет использовать информацию об изменчивости нуклеотидных последовательностей для определения времени дивергенции между типами мтДНК. Приняв, что дивергенция мтДНК происходит приблизительно со скоростью 2% за млн. лет, мы попытались оценить время эволюции мтДНК у гольцов рода 5а1уе1тиз и получили следующие результаты. Отделение митохондриальной линии кунджи от общего предка произошло в плиоцене, приблизительно 3.07 млн. лет назад. В плиоцене же, около 3 млн. лет назад, от общего ствола отделилась линия мтДНК гольца Леванидова. Затем, в раннем плейстоцене, около 1.6 млн. лет назад, дивергировала линия южной мальмы. Дифференциация между мито-хондриальными линиями различных групп в. а1ртиз-8. т. та1та комплекса происходила примерно в среднем плейстоцене, 300-700 тыс. лет назад. На протяжении позднего плейстоцена, 160-60 тыс. лет назад, разделились линии мтДНК гольцов оз. Эльгыгытгын (малоротой и боганидской палий), озерного гольца Тй-ранца и колымских озерных гольцов. Оценки времени дивергенции между ли- !

ниями мтДНК, полученные на основе анализа нуклеотидных последовательно- I

стей гена цитохрома Ь гольцов, главным образом, совпадают с эволюционными гипотезами, разработанными к настоящему времени (ВеЬпке, 1984; Савваитова, .

1989; Глубоковский, 1995; Черешнев, 1998).

Необычные находки в исследовании изменчивости гена цитохрома Ъ мтДНК гольцов. В митохондриальном генофонде северной формы мальмы были обнаружены линии ДНК, сильно отличающиеся от основного пула мтДНК 8. ш. ша1ша. Появление у чукотской мальмы значительно удаленного от остальных типа гена цитохрома Ь, не вошедшего ни в один из кластеров, указывает на возможность привнесения мтДНК гольцами из других участков ареала, например, мигрантами с Аляски. У северной мальмы зафиксирован тип мтДНК, являющийся маркерным признаком южной формы вида, что свидетельствует о гибридизации и переносе мтДНК между северной и южной в. та1ша.

Уникальным фактом является идентификация в двух популяциях охотомор-ской мальмы генетических гибридов между в. ш. ша1ша и в. 1еисотаеш5, что свидетельствует о вторичном контакте этих видов. Анализ нуклеотидных последова-

г■" ■ - 1 Pu

Mi с

а)

S. boganldaa (592) Davatchan (736) S. m. malma (117] . S. nciva (465) S. m. malma (154) S. m. malma (298) S. m. malma (149) S- m. malma (229) S. ap. (279) S. ap. (290) S. ap. (420) S. ap. (440) S. sp. (729) S. taranatil (197) S. m. maima (136) S. taranetzl (19!) S. m. malma (315) 5. m. malma (316) Pucheglazka (5U) alplnus (583) alpinus (586) S. diyaginl (593) S. ap. (650) S. ap. (660)

S. sp. (604) S. sp. (603) S. ap. (602) j S. boganldaa (737) ■ S. boganldaa (738) S.n.lva (4M) s. tapanatzl (66) S. algyticua (734) S. elffyticLiS (775) S. m. malma (378) S. m. malma (267) s m. malma (GOO) S. m. kraschenlnnlkovl (588)

QS. m. malma (255) S. m. m. x S. laueomaanla (728) S. leucomaenls (340)

CS. lavanldovi (714) S. lavanldovi (713) S. lavanldovi (715) - S. lavanldovi (720) Salmo Salar

6)

юр i S.

"П s.

rfi

100 1 r4_

S. taranetzl (185) . taranetzl (197) sp. (440) . sp. (279) S. sp. (290) S. sp. (420) S. nelva (465) S. sp. (T29) S. boeanldae (592) Davatchan (738) S. dryaginl (593) Pucheglazka (588) S. alpinus (586) S. alpinus (583) S. neiva (468) S. elgytlcus (775) S. boganidae (737) S. boganidae (738) S. elgytlcus (734) S. taranetzl (88) S. sp. (860) S. sp. (950) S. sp. (604) S. sp. (803) S. sp. (802) S. lavanldovi (715) S. lavanldovi (720) S. leucomaenls (340) Salmo Salar

Рис. 2. МР-филогенетические деревья, построенные по данным о нуклеотидных последовательностях участков 405 пн (а) и 1050 пн (б) генацитохромаЪ мтДНК гольцов. Указаны индексы (в %) консенсусного анализа.

тельностей гена цитохрома Ь мтДНК (ё = 1.25%) подтвердил предположение, что боганидская палия Чукотки и боганидская палия Таймыра принадлежат к разным филогенетическим линиям и не могут быть отнесены к одному виду.

ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной работе генетическое разнообразие гольцов рода 8а1уе1тиз было исследовано с помощью анализа рестрикционного полиморфизма и определения нуклеотидных последовательностей мтДНК.

К числу видов гольцов, распространенных в бассейне Тихого океана, относятся мальма и голец Таранца. До сих пор не существует единого мнения о происхождении, расселении, взаимоотношениях, популяционно-генетической дифференциации этих видов. Полученные данные об изменчивости мтДНК свидетельствуют о значительной неоднородности популяций северной мальмы из рек бассейнов Берингова и Охотского морей. Показано существование у Б. т. ша1та межпопуляционных различий по степени генетического разнообразия и структурам рестрикционных типов мтДНК, а так же высокий уровень внутривидовой гетерогенности по числу нуклеотидных различий и степени дивергенции между митотипами (в среднем 1.20%). В митохондриальном генофонде этого вида выявлены линии ДНК, значительно дифференцированные от основной группы типов мтДНК мальмы. Анализ рестрикционного полиморфизма мтДНК показал, что одна из подобных линий распространена с довольно высокой частотой (20%) только в чукотских популяциях Б. ш. та1ша. С помощью филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь установлено, что этот отличающийся тип мтДНК мальмы занимает обособленное положение на филогенетических деревьях и по степени дивергенции существенно удален как от кластера митотипов мальмы, охотоморско-го озерного гольца, финских-сибирских гольцов (с! = 1.55%), так и от кластера гольца Таранца, колымских и эльгыгытгинских гольцов (с! = 1.34%). Подобный тип мтДНК не обнаружен больше ни у одного из исследованных гольцов и может являться популяционно-специфичным для мальмы Чукотки. Однако, причиной появления этого митотипа у чукотской Б. ш. та1ша может быть миграция гольцов из других регионов, например, из водоемов Аляски. Мальма характеризуется высокой степенью хоминга, но некоторые особи во время морских миграций перемещаются на большие расстояния от берега (известна миграция мальмы протяженностью 1700 км (Черешнев, 1996). Установлено, что в чукотские реки заходят на зимовку гольцы из рек залива Коцебу, Аляска (Комплексные исследования, 1998).

Вопрос о взаимоотношениях северной и южной мальмы остается открытым. Сведения по кариологии не исключают их принадлежности к разным видам (Фролов, 1997). Согласно данным по морфологии, белковому полиморфизму, мито-хондриальной и ядерной ДНК, северная и южная мальма относятся к разным подвидам (ВеЬпке, 1984; Гриценко и др., 1998; Осинов, Павлов, 1998; Салменко-ва, Омельченко, 2000). Однако в одной из последних работ выявлен высокий уровень дивергенции между мтДНК северной и южной мальмы, сравнимый с оценками дивергенции для видов гольцов (Олейник и др., 2002). Полученные нами данные об изменчивости мтДНК указывают на существование генетических маркерных признаков южных и северных групп в. ша1ша. Четкая генетическая

дифференциация между северной и южной мальмой показана с помощью критерия идентичности и оценки дивергенции между нуклеотидными последовательностями мтДНК, которая составила в среднем 2.95%. В северной группе S. malma зафиксирован тип мтДНК, представляющий генетический маркерный признак южной группы этого вида. Поскольку дивергенция между мтДНК северной и южной S. malma произошла довольно давно (по нашим данным митохондриальная линия южной мальмы отделилась от общего предкового ствола 1.6 млн. лет назад), обнаруженный факт не может объясняться эволюционной близостью этих форм. Присутствие южного митотипа у мальмы из северных участков ареала свидетельствует, что особи из южных и северных регионов вступали во вторичный контакт, при котором происходила гибридизация и перенос мтДНК из южных популяций в северные.

Судя по данным разных авторов (Bernatchez et al., 1995; Wilson, Bernatchez, 1998; Redenbach et al., 2002), интрогрессивная гибридизация - не редкое явление у гольцов рода Salvelinus. В настоящем исследовании в популяциях мальмы северного Охотоморья идентифицированы гибриды между мальмой и кунджей, что свидетельствует о вторичном контакте и интрогрессии мтДНК между этими видами. По-видимому, межвидовая гибридизация происходила как в отдаленном прошлом, так и относительно недавно, поскольку один из обнаруженных гибридов фенотипически определен как мальма, а другой характеризуется промежуточным (гибридным) фенотипом, но оба имеют мтДНК кунджи.

Согласно принятой в отечественной ихтиологии точке зрения, мальма и голец Таранца являются самостоятельными видами (Глубоковский, 1995; Черешнев, 1996; Дорофеева, Савваитова, 1998). Судя по нашим данным, голец Таранца характеризуется значительной генетической неоднородностью по критерию идентичности и степени дивергенции между типами мтДНК. Это обусловлено присутствием в его популяциях двух сильно различающихся митотипов, один из которых специфичен для проходного и озерного S. taranetzi, а другой встречается только у проходной формы. Значение дивергенции между нуклеотидными последовательностями этих типов мтДНК составляет в среднем 0.93%. Анализ рестрикционного полиморфизма и нук-леотидных последовательностей мтДНК показал, что тип мтДНК, обнаруженный у некоторых особей проходного гольца Таранца, преобладает в популяциях северной мальмы. Считается, что совместно обитающие на Чукотке мальма и голец Таранца существенно отличаются по морфологическим и остеологическим признакам, структуре генома и кариотипа, экологии, для них характерна репродуктивная изоляция и отсутствие гибридных форм (Черешнев и др., 2002). Наши данные по рестрикцион-ному полиморфизму гена цитохрома b мтДНК не дают возможности для дифферен-' циации этих видов гольцов. Однако результаты рестрикционного анализа участка ATPase6/ND4L и исследования изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b мтДНК указывают на существование в популяциях северной мальмы и гольца Таранца специфичных митохондриальных линий, что свидетельствует о генетических различиях между этими видами и позволяет их идентифицировать. Появление у проходного гольца Таранца митотипа, широко распространенного у северной мальмы, может объясняться прошедшей между ними в зоне симпатрии интрогрессией мтДНК. Подтвержденные случаи вторичного контакта мальмы и

гольца Таранца пока не известны. Однако предположение о гибридизации между ними было сделано Омельченко и др. (1998), которые в ходе анализа аллозимов обнаружили у одной особи гольца Таранца сходство с мальмой по локусу PEP-LT.

На Дальнем Востоке известны озерные популяции гольцов, которые в отдельных областях ареала остаются практически не изученными. Некоторые из них, например нейва из бассейна р. Охота и малоротая палия из оз. Эльгыгытгын, считаются локальными эндемичными видами. Другие, в частности, обитающие в озерах материкового побережья Охотского моря и бассейна р. Колымы, объединены в один вид S. alpinus (Черешнев, 1996). В данной работе проведен анализ изменчивости мтДНК в популяциях озерных гольцов северного Охотоморья, Чукотки (оз. Эльгыгытгын), бассейна р. Колыма; для сравнения использованы данные о полиморфизме мтДНК мальмы, гольца Таранца, гольцов из озер Сибири и Финляндии. Максимально сход- I

ными оказались типы мтДНК гольцов Чукотского и Колымского участков ареала, а максимально различаются митотипы североохотоморских и колымско-чукотских i

гольцовых рыб. На основе идентичности типов мтДНК нейвы, озерных гольцов и мальмы, обитающих в бассейне Охотского моря, сделан вывод об очень близком их родстве и происхождении от общего предка. Степень дивергенции между митотипа-ми озерных гольцов бассейна р. Колымы, гольца Таранца, малоротой и боганидской палий Чукотки, с одной стороны, и гольцов северного Охотоморья, с другой стороны, указывает на их принадлежность к разным филогенетическим группам, центры происхождения которых находились в Арктическом и Тихоокеанском бассейнах, соответственно. У боганидских палий Сибири и Чукотки зафиксированы характерные для разных групп гольцов типы мтДНК, из чего следует, что они относятся к различным эволюционным линиям и не могут принадлежать к одному виду.

, Сравнение нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b гольцов обнаружило существенные колебания уровня дивергенции мтДНК. Самые высокие оценки дивергенции характерны для мтДНК кунджи и гольца Леванидова. Степень дивергенции между мтДНК южной и северной мальмы меньше, чем между южной формой ' мальмы и арктическим гольцом из Финляндии и Сибири, но больше, чем между S. ш. | malma и S. alpinus. Уровень дивергенции мтДНК гольца Таранца от мальмы выше, чем S. taranetzi от S. alpinus. Среди исследованных гольцов практически все озерные фор- , мы отличаются минимальным значением дивергенции последовательностей гена цитохрома Ь, что связано с изоляцией и отсутствием генного обмена.

По данным филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей гена ци гохрома b мтДНК гольцов, обособленное положение на филогенетических деревьях занимает кунджа, а также голец Леванидова и южная мальмы. Типы мтДНК остальных гольцовых рыб формируют отдельный макрокластер S. alpinus-S. ш. malma complex, в рамках которого выделяются два кластера. Один представляет Колымско-Чукотекую группу, включающую митохондриальные линии озерного гольца Таранца, боганидской и малоротой палий оз. Эльгыгытгын, колымских озерных гольцов. Второй кластер комплекса представлен двумя группами типов мтДНК: Охотской, объединяющей северную мальму, нейву, охотоморских озерных гольцов, и Сибирской, включающей гольцов Байкальского и Таймырского регионов, а также арктического гольца из Финляндии.

С использованием модели молекулярных часов, допускающей, что дивергенция между линиями мтДНК происходит со скоростью 2% за млн. лет, были оценены временные рамки эволюции мтДНК видов и форм гольцов. Судя по полученным оценкам, вероятное время обособления митохондриальных линий гольцов связано с событиями плиоцена - плейстоцена. Кунджа является носителем самого древнего типа мтДНК, отделение которого от общего предкового ствола датируется средним плиоценом (3.07 млн. лет назад). Приблизительно в то же время отделилась линия мтДНК гольца Леванидова. Дивергенция линии южной формы мальмы пришлась примерно на ранний Плейстоцен. В среднем плейстоцене, 300-700 тыс. лет назад, происходило разделение основных митохондриальных линий гольцов в пределах а^ните-Б. т. ша1та комплекса. Полученные в данной работе оценки времени дивергенции мтДНК гольцов не противоречат существующим эволюционным гипотезам. Бенке (Ве1шке, 1984) считает, что разделение рода ЗаЬгеНпдо началось в плиоцене, а во время раннего плейстоцена образовались группы арктического гольца и группы мальмы. По мнению Савваи-товой (1989), эволюция гольцов связана с периодом плиоценового и постплиоценового похолодания климата. Согласно Глубоковскому (1995) и Черешневу (1998), филум гольцов отошел от общего предкового ствола в плиоцене, а образование и расселение видов происходили в плейстоцене. Палеонтологи также признают плейстоценовый возраст дивергенции и расселения современных видов и форм лососевых рыб (Сычевская, 1986).

Результаты настоящей работы свидетельствуют, что мтДНК является важным источником информации о генетическом разнообразии гольцов рода 8а1уеНпш. Исследование рестрикционного полиморфизма и изменчивости нуклеотидных последовательностей мтДНК позволило получить определенную картину межвидовой и внутривидовой дифференциации, установить родственные связи, сделать предположения о происхождении и распространении митохондриальных линий, характерных для различных популяций и видов гольцовых рыб. Данные об изменчивости мтДНК указывают на достаточно высокий уровень полиморфизма и небольшой эволюционный возраст видов и форм гольцов, многие из которых, вероятно, вступали во вторичный контакт и несут следы интрогрессивной гибридизации.

22

ВЫВОДЫ

1. По данным о рестрикционном полиморфизме сегмента АТРаБеб/ММЬ и нуклеотидных последовательностях гена цитохрома Ь мтДНК установлено, что северная мальма и голец Таранца характеризуются значительными генетическими различиями. Для северной мальмы показана внутривидовая гетерогенность по степени дивергенции типов мтДНК. Генетическая неоднородность популяций гольца Таранца связана с существованием гибридов, возникших в результате ин-трогрессии мтДНК от мальмы к проходному гольцу Таранца.

2. Обнаружены генетические маркерные признаки южных и северных групп мальмы из Азии, что позволяет проводить их дифференциацию по типам мтДНК. Полученные результаты свидетельствуют, что северная и южная формы азиатской мальмы являются далеко дивергировавшими группами, независимо эволюционирующими в течение длительного времени.

3. Показано, что озерные гольцы Охотоморья и мальма характеризуются близким генетическим родством и происхождением от общего предка. Предполагается принадлежность озерных гольцов бассейна р. Колымы, гольца Таранца, малоротой и боганидской палий Чукотки, с одной стороны, и гольцов северного побережья Охотского моря, с другой стороны, к разным филогенетическим группам, центры происхождения которых находились в Арктическом и Тихоокеанском бассейнах, соответственно. У боганидских палий Чукотки и Сибири фиксированы типы мтДНК, являющиеся молекулярно-генетическими маркерными признаками разных филогенетических групп гольцов.

4. Для гольцов рода 8а1уеНпиз характерен высокий уровень изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь мгДНК. Максимальная степень дивергенции мтДНК зафиксирована у кунджи и гольца Леванидова, а так же у южной мальмы. Значения дивергенции между мтДНК гольцов в. а1ртиз-8. т. та1та комплекса одного порядка и, в основном, не превышают 1%. Минимальные оценки дивергенции получены для последовательностей мтДНК озерных форм гольцов. Время дивергенции митохондриальных линий гольцов связано с событиями плиоцена — плейстоцена.

5. На основании филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь мтДНК показано, что кунджа является носителем самой древней митохондриальной линии, близкой к предковой. Архаичная мтДНК гольца Леванидова занимает на филогенетических схемах обособленное положение. Линия мтДНК южной мальмы расположена в непосредственной близости к группе гольцов комплекса Б. а1р«ик-8. т. ша1та. В пределах макрокластера Б. афтив-Б. ш. та1та-комплекса выделяются 3 группы типов мтДНК, имеющие определенное географическое распространение. Колымско-Чукотская группа включает гольца Таранца, боганидскую и малоротую палий Чукотки, озерного гольца Колымы. Охотская группа представлена северной мальмой, озерными гольцами северного побережья Охотского моря. Сибирская группа генетически близка к Охотской и состоит из гольцов Таймыра и Забайкалья, а также арктического гольца Финляндии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Radchenko O.A., Malyarchuk В.А., Derenko M.V., Lapinski A.G., Solovenchuk L.L. PCR-fingerprinting of mitochondrial genome of chum salmon, Oncorhynchus keta // PICES Scientific Report. 1996. № 6. P. 353-355.

2. Радченко O.A., Малярчук Б.А. Маркеры митохондриальной ДНК и проблема управления генетическим разнообразием в популяциях (на примере тихоокеанских лососей) // Сб. 2 международной конференции по молекулярно-генетическим маркерам животных. Киев: Аграрна наука. 1996. С. 16.

3. Радченко O.A., Дмитренко И.С., Малярчук Б.А. Полиморфизм гена цитохрома b у тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus И Тезисы докладов 1 Всероссийского конгресса ихтиологов. 1997. С. 363.

4. Радченко O.A., Малярчук Б.А., Соловенчук Л.Л. Сравнительный рестрикционный анализ сегмента гена цитохрома b у кижуча, кеты и горбуши // Генетика. 1997. Т. 33. №4. С. 471-474.

5. Радченко O.A. Молекулярно-генетичсская дифференциация тихоокеанских лососей по данным об изменчивости митохондриальной ДНК // Молекуляр. биология. 1998. Т. 32. № 2. С. 376-377.

6. Radchenko O.A. Preliminary data on cytochrome b variation in Taranetz Char // «Biology and Evolution of Char of The Northern Hemisphere». Abstr. of ISACF Workshop. Petropavlovsk Kamchatskiy. 1998. P.30.

7. Радченко O.A., Малярчук Б.А. Генетическая дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рсстрикционного анализа гена цитохрома b // Генетика. 1999. Т.35. № 8. С. 1104-1108.

8. Радченко O.A., Малярчук Б.А. Сравнительный рестрикционный анализ митохондриальной ДНК в популяциях мальмы Salvelinus malma (Walbaum) и гольца Таранца S. taranetzi (Kaganowsky) // Вопр. ихтиологии. 2000. Т. 40. № 2. С. 256-262.

9. Радченко O.A., Гудков П.К. Характеристика гольца рода Salvelinus из Элекчанских озер (район северного Охотоморья): морфология, биология, генетика И Вопр. ихтиологии. 2000. Т. 40. № 5. С. 621-631.

10. Радченко O.A., Деренко М. В., Малярчук Б.А. Изменчивость нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК мальмы и гольца Таранца // Генетика. 2000. Т. 36. № 7. С. 908-914.

И. Гудков П.К., Радченко O.A. Популяционная структура, состояние запасов и перспективы промысла мальмы района Тауйской губы Охотского моря // Тезисы международной конференции «Прибрежное рыболовство - XXI век». Южно-Сахалинск. 2001. С. 32-34.

12. Радченко O.A. Генетическая дифференциация северной и южной форм мальмы по данным рестрикционного анализа митохондриальной ДНК // Генетика. 2002. Т. 38. № 4. С. 521-528.

13. Радченко O.A. Сравнительный рестрикционный анализ митохондриальной ДНК в некоторых популяциях озерного гольца рода Salvelinus // Генетика. 2003. Т. 39. № 1. С. 103-106.

14. Радченко O.A. Изменчивость митохондриальной ДНК в популяциях озерных гольцов рода Salvelinus Дальнего Востока и Сибири // Вопр. ихтиологии. 2003. Т. 43. № 4.С. 553-561.

15. Радченко O.A. Изменчивость нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК гольцов рода Salvelinus // Генетика. 2003, в печати.

Подписано к печати 22 07.03 г. Объем 1,3 уч. изд л. Формат60x84/16. Заказ 813. Тираж 100.

Отпечатано в типографии ОМТ и ХО УВД Магаданской области, г. Магадан, ул. Транспортная, 16.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Радченко, Ольга Аркадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Митохондриальная ДНК как инструмент эволюционных и популяционных генетических исследований.

1.2. Некоторые таксономические и филогенетические проблемы гольцов рода Salvelinus.

1.3. Дифференциация гольцов рода Salvelinus на основе кариологического, биохимического и молекулярно-генетического анализов.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Материалы.

2.2. Методы.'

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рестрикционного анализа гена цитохрома b мтДНК.

3.2. Дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рестрикционного анализа участка ATPase6/ND4L мтДНК.

3.3. Дифференциация северной и южной форм мальмы по данным рестрикционного анализа участков цитохрома b и ATPase6/ND4L мтДНК

3.4. Сравнительный рестрикционный анализ мтДНК в популяциях озерного гольца.

3.5. Изменчивость нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b мтДНК гольцов рода Salvelinus.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменчивость митохондриальной ДНК гольцов рода Salvelinus"

Актуальность проблемы. Гольцы рода 8а1уеПпиз - относительно молодая группа лососевых рыб, привлекающая внимание ученых, как в России, так и за рубежом уже несколько десятилетий. Гольцы отличаются циркумполярным распространением, значительным фенотипическим разнообразием, обилием видов и внутривидовых форм, высокой географической изменчивостью на огромном ареале и экологической пластичностью, которая позволила им освоить большинство пресных и морских водоемов Голарктики. Эти уникальные особенности определяют повышенный интерес к гольцовым рыбам как модельным объектам для исследования морфологической, экологической и генетической изменчивости, закономерностей микроэволюции и формообразования. Изучение гольцов представляет значительный интерес еще и потому, что они являются наиболее типичными представителями северных экосистем и могут служить индикаторами их состояния и динамики. Научный интерес определяется, несомненно, и важным хозяйственным значением этих ценных лососевых рыб. Нерешенные проблемы систематики и филогении рода 8а1уеНпиз также активизируют дальнейшие исследования, связанные с привлечением новых методических подходов.

В последние десятилетия для изучения биологического разнообразия популяций, эволюции организмов и механизмов видообразования широко используются молекулярные методы анализа ДНК. Особое место среди высокополиморфных генетических систем занимает митохондриальная ДНК (мтДНК). Материнский характер наследования, отсутствие рекомбинации, высокий уровень изменчивости - эти уникальные свойства делают мтДНК высокоинформативным инструментом генетического анализа. Исследования мтДНК успешно применяются для выяснения филогении близкородственных видов, изучения гибридизации видов, реконструкции истории видов и популяций. Сравнительные исследования структуры генома, изменчивости и дивергенции нуклеотидных последовательностей позволяют выяснить закономерности эволюции животных на молекулярном уровне. Анализ генетической изменчивости является сегодня одним из основных методов для изучения популяционно-генетической структуры видов.

К настоящему времени накоплены данные по изменчивости ДНК популяций арктического гольца S. alpinus, мальмы S. malma, озерной S. namaycush и ручьевой S. fontinalis палий, кунджи S. leucomaenis и других видов (форм) из США, Канады, Японии, Англии, Ирландии, стран Скандинавии (Вrunner et al., 2001; Davidson, 1994; Grewe et al., 1990; Phillips et al., 1995; Phillips et al., 1999; Wilson et al., 1996). Недостаточно изученными как в плане видового разнообразия, так и по широте охвата ареала остаются российские популяции гольцов (Олейник, Скурихина, 1999; Salmenkova et al., 2000).

Перечисленный круг проблем определил актуальность проведенного исследования, а также цель и задачи данной работы.

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение генетического разнообразия гольцов рода Salvelinus на основании данных о рестрикционном полиморфизме и изменчивости нуклеотидных последовательностей мтДНК.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Определить уровень межвидовой генетической изменчивости и внутривидовых различий мальмы S. malma и гольца Таранца S. taranetzi на основе данных о рестрикционном полиморфизме двух участков мтДНК, сегмента ATPase6/ND4L и гена цитохрома Ь.

2. Установить степень дифференциации популяций северной S. m. malma и южной S. т. krascheninnikovi мальмы, используя рестрикционный анализ сегмента ATPase6/ND4L и гена цитохрома b мтДНК.

3. Исследовать в сравнительном аспекте изменчивость мтДНК в популяциях озерных гольцов из разных участков ареала.

4. Оценить уровень и время дивергенции мтДНК популяций и форм ^ гольцов рода Salvelinus на основе анализа нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь.

5. Определить родственные взаимоотношения изученных гольцов рода 8а1уеНпи5 на основании филогенетического анализа данных об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома Ь мтДНК.

Научная новизна работы.

1. В работе впервые определены нуклеотидные последовательности гена цитохрома Ь мтДНК гольцов Дальнего Востока России. Показано, что исследование этого участка митохондриального генома может использоваться для дифференциации некоторых видов гольцовых рыб.

2. Впервые исследован полиморфизм мтДНК некоторых популяций мальмы и гольца Таранца из рек бассейнов Охотского и Берингова морей. ф Показана значительная генетическая гетерогенность северной формы мальмы и существование в митохондриальном генофонде этого подвида линий ДНК, отличающихся от основного пула мтДНК Б. т. та1та. В генофонде проходного гольца Таранца обнаружен тип мтДНК, характерный для популяций мальмы, что, возможно, является отражением имевшей место в прошлом интрогрессивной гибридизации.

3. Получена уникальная информация об изменчивости мтДНК малоизученных озерных гольцов из водоемов Охотоморского побережья и бассейна р. Колымы. Предполагается, что озерные гольцы Охотоморья произошли от предков современной мальмы в Тихоокеанском бассейне, а колымские озерные гольцы, а также голец Таранца, малоротая и боганидская палии Чукотки - от другой предковой формы в Арктическом бассейне.

4. Впервые проведен анализ рестрикционного полиморфизма сегмента АТРазеб/ММЬ и определена нуклеотидная последовательность гена цитохрома Ь мтДНК боганидской палии Таймыра. Фиксация у 8. Ьк^ашс1ае из оз. Эльгыгытгын и оз. Лама типов мтДНК, специфичных для разных групп гольцов указывает на то, что боганидская палия Чукотки и боганидская палия Сибири принадлежат к различным эволюционным линиям и не могут относиться к одному виду.

5. В популяциях мальмы северного Охотоморья впервые обнаружены гибриды между мальмой и кунджей, что свидетельствует о вторичном контакте и интрогрессии мтДНК между этими видами. Предполагается, что межвидовая гибридизация происходила как в отдаленном прошлом, так и относительно недавно, поскольку один из обнаруженных гибридов фенотипически определен как мальма, а другой характеризуется промежуточным (гибридным) фенотипом, но оба имеют мтДНК кунджи.

6. У северной формы мальмы зафиксированы типы мтДНК, специфичные для южной формы этого вида, что может свидетельствовать о прошедшей между 8. т. кгаБсЬешпткоу! и 8. т. та1та интрогрессивной гибридизации.

7. Разработан метод генетической идентификации гольцов на уровне * видов (северная и южная мальма, арктический голец, голец Таранца, кунджа) и филогеографических групп (Охотская, Колымско-Чукотская, Сибирская) с помощью анализа рестрикционного полиморфизма участка АТРазе6/ЪГО4Ь мтДНК.

Практическая значимость работы. Лососевые рыбы рода 8а1уеНпиз являются важными компонентами водных экосистем Дальнего Востока. Для гольцов характерно повышенное биологическое разнообразие, а также существование редких, эндемичных форм. Гольцовые рыбы - ценные объекты рыболовного промысла. Они имеют особое значение для экономики Ф коренных народностей, для любительского и спортивного лова. Кроме того, достаточно велик потенциал гольцов как объектов искусственного воспроизводства. В настоящее время недостаток сведений о современном состоянии популяций лососевых рыб рода 8а1уеНпи5, а также несовершенные природоохранные мероприятия и управление промыслом приводят к обеднению, а иногда и к критическому состоянию рыбных ресурсов. Нередки примеры ведения хозяйственной деятельности и промысла в водоемах, где обитают узкоареальные эндемичные формы гольцов, представленные единственной популяцией, ф Эти обстоятельства свидетельствуют о высокой практической ценности исследований, расширяющих представления о популяционно-генетической структуре, характере межвидовой и внутривидовой дифференциации, родственных взаимосвязях лососевых рыб рода Salvelinus. Такие исследования являются базовыми для любых прикладных разработок по охране, восстановлению численности, искусственному разведению и оптимальному использованию промысловых ресурсов гольцовых рыб.

Результаты данного исследования были использованы для обоснования рекомендаций природоохранного характера в ходе выполнения работ по проектам Дальневосточного Морского Фонда (МФ ФЭФ РФ «ДМФ») и Государственного Комитета по охране окружающей среды Магаданской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на # научных сессиях ИБПС ДВО РАН (Магадан, 1997, 1999, 2002); 1-ой

Международной научно-практической конференции молодых исследователей (Магадан, 1995); 2-ой и 3-ей научных конференциях аспирантов «Идеи, гипотезы, поиск» (Магадан, 1995, 1996); 3-ей Международной научно-практической конференции «Роль университетов в развитии территорий Северного Форума» (Магадан, 1996); 2-ой Международной научной конференции по молекулярно-генетическим маркерам животных (Киев, 1996); 1-ом Всероссийском Конгрессе ихтиологов (Астрахань, 1997); PICES Workshop on the Okhotsk Sea and Adjacent Areas (Canada, 1996); ISACF A Workshop "Biology and Evolution of Char of the Northern Hemisphere"

Kamchatka, 1998); Международной научно-практической конференции «Прибрежное рыболовство - XXI век» (Южно-Сахалинск, 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, 1 работа находится в печати.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Радченко, Ольга Аркадьевна

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рестрикционного анализа гена цитохрома Ь мтДНК

В водоемах Чукотского п-ова симпатрично обитают два морфологически и генетически различающихся вида гольцов - широко распространенная на Дальнем Востоке от Камчатки до Чукотки и по побережью Охотского моря мальма и населяющий только Чукотку голец Таранца, описанный из оз. Аччен (Кагановский, 1955; Глубоковский, Черешнев, 1981; Черешнев, 1982; Картавцев и др., 1983).

В данном разделе проанализирован рестрикционный полиморфизм гена цитохрома Ь мтДНК в трех популяциях мальмы Б. ша1ша и двух популяциях гольца Таранца Б. 1агапоХтх юго-восточной части Чукотского п-ова (табл. 1, рис. 2). Выборки мальмы представлены в следующем объеме: река Утаатап -18 экз., р. Гетлянген - 21 экз., р. Марич - 19 экз. Голец Таранца собран в р. Утаатап (29 экз.) и двух сообщающихся озерах бассейна р. Выквынайваам (21 экз.), причем в первом случае речь идет о проходной форме, а во втором - о жилой, озерной форме гольца Таранца. Общее количество исследованных гольцов составляет 108 экземпляров.

Результаты амплификации сегмента гена цитохрома Ь между участками мтДНК, гомологичными олигонуклеотидным праймерам В1 (Ы4841) и В2 (Н15149), показали наличие продукта ПЦР длиной 375 пн у мальмы и гольца Таранца. Размер амплифицированного участка мтДНК был определен в сравнении с кетой, у которой размер продукта ПЦР между праймерами В1 и В2 установлен ранее (Радченко и др., 1997а).

В таблице 3 представлены результаты рестрикционного анализа этого участка мтДНК с использованием эндонуклеаз НаеШ, НтЯ, Мзр1, КБа1. По рестриктазам НаеШ, НтП, Яза1 выявлен лишь один вариант расщепления участка гена цитохрома Ь. Только для эндонуклеазы Мзр1 характерен полиморфизм рестрикционных фрагментов - зафиксированы три рестрикционных варианта (С, О, Е) (рис. 3). Варианты МврЬБ и МврЬЕ связаны с вариантом МэрЬС посредством одномутационных событий, определяющих появление дополнительного сайта рестрикции в случае варианта МБрЬЭ (фрагмент длиной 110 пн —» 70 пн + 40 пн) и утрату рестрикционного сайта в случае Мзр1-Е (140 пн + 50 пн -» 190 пн).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Радченко, Ольга Аркадьевна, Магадан

1. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А, Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Генетика. 2002. Т. 38. № 9. 1173-1195.

2. Барсуков В.В. К систематике чукотских гольцов рода Salvelinus // Вопросы ихтиологии. 1960. Т. 14. 3-17.

3. Берг Л.С. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. М.; Л.: изд-во АНСССР, 1948.4.1.467 с.

4. Брыков Вл.А. Эволюция генома, изменчивость и дивергенция ДНК у морских животных: автореф. дис. ...докт. биол. наук. М.: Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН, 2001. 52 с.

5. Вейр Б. Анализ генетических данных. М.: Мир, 1995. 320 с.

6. Викторовский P.M. Механизмы видообразования у гольцов Кроноцкого озера. М.: Наука, 1978. 110 с.

7. Викторовский P.M. Сравнительная кариология, эволюция и видообразование у гольцов рода Salvelinus // Экология и систематика лососевидных рыб. Л.: ЗИН АН СССР, 1976. 16-19.

8. Викторовский P.M., Глубоковский М.К. Механизмы и темпы видообразования у гольцов рода Salvelinus (Salmonidae, Pisces) // Докл. АН СССР. 1977. Т. 235. № 4. 946-949.

9. Викторовский P.M., Глубоковский М.К,, Ермоленко Л.Н., Скопец М.Б, Гольцы рода Salvelinus из озера Эльгыгытгын (Центральная Чукотка) // Рыбы в экосистемах лососевых рек Дальнего Востока, Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981. 67-78,

10. Волобуев В.В. Систематика и экология нейвы Salvelinus neiva Taranetz оз. Уегинского (бассейн р. Охоты) // Вопр. ихтиологии. 1976. Т. 16. № 6. 989-999,

11. Волобуев В.В., Васильева Е.Д., Савваитова К.А. О систематическом статусе чукотских проходных гольцов рода Salvelinus // Вопр. ихтиологии. 1979. Т. 19. № 3 . 408-418.

12. Глубоковский М.К. Таксономические отношения гольцов рода Salvelinus в бассейне р. Камчатки // Биология моря. 1977. Т. 3. 24-35.

13. Глубоковский М.К., Черешнев И.А. Спорные вопросы филогении гольцов рода Salvelinus Голарктики. I. Изучение проходных гольцов из бассейна Восточно-Сибирского моря // Вопр. ихтиологии. 1981. Т. 21. № 5. 771-786.

14. Глубоковский М.К. Эволюционная биология лососевых рыб. М.: Наука, 1995.343 с.

15. Гриценко О.Ф., Савваитова К.А., Груздева М.А., Кузищин К.В. О таксономическом положении гольцов рода Salvelinus северных Курильских островов // Вопр. ихтиологии. 1998. Т. 38. № 2. 189-198.

16. Гудков П.К. Материалы по биологии кунджи Salvelinus leucomaenis бассейна Охотского моря // Вопр. ихтиологии. 1991. Т. 30. № 6. 898-908.

17. Гудков O.K., Радченко О.А. Характеристика гольца рода Salvelinus из Элекчанских озер (северное побережье Охотского моря) - морфология, биология, генетика//Вопр. ихтиологии. 2000. Т. 40. № 5. 621-631.

18. Дорофеева Е.А., Савваитова К.А. Сем. 5. Salmonidae // Аннотированный каталог круглоротых и рыб континентальных вод России, М.: Наука, 1998. ^ 31-41. I

19. Животовский Л.А, Статистические методы анализа частот генов в природных популяциях // Итоги науки и техники. Общая генетика. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1983. Т. 8. 76-104.

20. Животовский ЛА. Популяционная биометрия. М.: Наука, 1991. 271 с.

21. Кагановский А.Г. Голец из бассейна Берингова моря // Вопр. ихтиологии. 1955. Т. 3. 54-56.

22. Картавцев Ю.Ф., Глубоковский М.К., Черешнев И.А. Генетическая дифференциация и изменчивость двух симпатрических видов гольцов (Salvelinus, Salmonidae) Чукотки//Генетика. 1983. Т. 19. 584-593.

23. Кеннетт Дж. Морская геология: В 2-х т. Т. 1. М.: Мир, 1987. 397 с.

24. Кирильчик СВ., Слободянюк Я. Эволюция фрагмента гена цитохрома b митохондриальной ДНК байкальских и внебайкальских видов подкаменщиковых рыб // Мол. биол. 1997. Т. 31. № 1. 168-175.

25. Комплексные исследования экосистем субарктической части Северо- Востока Азии в 1997 г. М.: ВИНИТИ, 1998.

26. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. школа, 1973. 343 с.

27. Льюин Б. Гены. М.: Мир, 1987. 544 с.

28. Малярчук Б.А. Проблемы молекулярной систематики рода Salvelinus, основанной на данных об изменчивости нуклеотидных последовательностей главной некодирующей области митохондриальной ДНК // Генетика. 2002. Т. 38. № 8. 1-6.

29. Минченко А.Г., Дударева Н.А. Митохондриальный геном. Новосибирск: Наука, 1990. 193 с.

30. Олейник А.Г. Молекулярная эволюция лососевых рыб: автореф. дис. ... канд. биол, наук. Владивосток: ИБМ ДВО РАН, 1995. 23 с.

31. Олейник А.Г. Молекулярная филогения лососевых рыб: соответствие результатов анализа ядерной и митохондриальной ДНК // Генетика. 1997. Т. 33. № 2. 229-234.

32. Олейник А.Г., Скурихина Л.А. Родственные взаимоотношения проходных гольцов рода Salvelinus (Salmonidae, Salmoniformes) по данным рестриктазного анализа ядерной ДНК // Генетика. 1999. Т. 35. № 9. 1258-1268.

33. Олейник А.Г., Скурихина Л.А., Брыков Вл.А. Дивергенция мальмы Salvelinus malma в азиатской части Северной Пацифики по данным PCR-RFLP-анализа мрггохондриальной ДНК // Генетика. 2002. Т. 38. № 10. 1393-1401.

34. Омельченко В.Т., Политов Д.В., Салменкова Е.А., Малинина Т.В., Фролов СВ. Генетическая дифференциация симпатричных гольцов рода Salvelinus р. Яма//Генетика. 1996. Т. 32. № 11. 1562-1568.

35. Омельченко В.Т., Салменкова Е.А., Малинина Т.В., Фролов СВ. Генетическая дифференциация симпатричных популяций гольцов рода Salvelinus озера Аччен (Чукотский полуостров) // Генетика. 1998. Т. 34. № 3. 399-405.

36. Омельченко В.Т., Салменкова Е.А. Генетические различия гольцов арктической группы (Salvelinus alpinus L., Salvelinus taranetzi Kaganovsky) и тихоокеанской мальмы (Salvelinus malma Walbaum) // Генетика. 1998. Т. 34. №

38. Осипов А.Г., Берначе Л. "Атлантическая" и "Дунайская" филогенетические группы кумжи Salmo trutta complex: генетическая дивергенция, эволюция, охрана//Вопр. ихтиологии. 1996. Т. 36. № 6. С 762-786.

39. Осипов А.Г., Павлов СД., Максимов В.А. Аллозимная изменчивость и генетическая дифференциация популяций арктического гольца Salvelinus alpinus L. на ареале от Балтики до Таймыра // Генетика. 1996. Т. 32. № 4. С 547-559.

40. Осинов А.Г., Павлов Д. Аллозимная изменчивость и генетическая дивергенция популяций арктического гольца и мальмы (Salvelinus alpinus - S. malma complex) // Вопр. ихтиологии. 1998. Т. 38. № 1. 47-61.

41. Осинов А.Г. Эволюционные взаимоотношения между основными таксонами Salvelinus alpinus - Salvelinus malma complex: результаты сравнигельного анализа аллозимных данных разных авторов // Вопр. ихтиологии. 2001. Т. 41. № 2. 167-183.

42. Осинов А.Г. Арктический голец Salvelinus alpinus Забайкалья и Таймыра: генетическая дифференциация и происхождение // Вопр. ихтиологии. 2002. Т. 42. №2. 149-160.

43. Павлов Д.С., Савваитова К.А., Груздева М.А. и др. Разнообразие рыб Таймыра: Систематика, экология, структура видов как основа биоразнообразия в высоких широтах, современное состояние в условиях антропогенного воздействия. М.: Наука, 1999. 207 с,

44. Политов Д.В., Омельченко В.Т., Салменкова Е.А., Малинина Т.В. Генетическая дифференциация арктических и дальневосточных гольцов рода Salvelinus // Генетика. 1998. Т. 34. № 1. 83-92.

45. Радченко О.А., Малярчук Б.А., Соловенчук Л.Л. Сравнительный рестрикционный анализ сегмента гена цитохрома b у кижуча, кеты и горбуши //Генетика. 1997а. Т. 33. № 4. 471-474.

46. Радченко О.А., Дмитренко И.С., Малярчук Б.А. Полиморфизм гена цитохрома b у тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus // Тезисы докладов 1 Всероссийского конгресса ихтиологов. 19976. 363.

47. Радченко О.А. Молекулярно-генетическая дифференциация тихоокеанских лососей по данным об изменчивости митохондриальной ДНК // Мол. биол. 1998. Т. 32. № 2. 376-377.

48. Радченко О.А., Малярчук Б.А. Генетическая дифференциация популяций мальмы и гольца Таранца по данным рестрикционного анализа гена цитохрома b // Генетика. 1999. Т. 35. № 8. 1104-1108.

49. Радченко О.А. Генетическая дифференциация северной и южной форм мальмы по данным рестрикционного анализа митохондриальной ДНК // Генетика. 2002. Т. 38. № 4. 521-528.

50. Савваитова К.А. Арктические гольцы (структура популяционных систем, перспективы хозяйственного использования). М.: Агропромиздат, 1989. 223 с.

51. Салменкова Е.А., Омельченко В.Т. Популяционно-генетическая структура мальмы (Salvelinus malma Walbaum) Юго-Восточного Сахалина и южных Курильских островов // Генетика. 2000. Т. 36. № 8. 1100-И10.

52. Сычевская Е.К. Пресноводная палеогеновая ихтиофауна СССР и Монголии. М.: Наука, 1986. 157 с.

53. Таранец А.Я. О некоторых новых пресноводных рыбах из Дальневосточного Края //Докл. АН СССР. Сер. А. 1933. № 2. 83-85.

54. Фролов СВ. Дивергенция кариотипов чукотских гольцов // Докл. РАН, 1997. Т. 357. № 5 . С 703-705.

55. Фролов СВ., Фролова В.Н., Молодиченко А.В. Кариотип мальмы Salvelinus malma реки Яма и таксономический статус северной и южной мальмы //Биология моря. 1997. Т. 23. № 5. 309-313,

56. Фролов СВ. Изменчивость и эволюция кариотипов лососевых рыб. Владивосток: Дальнаука, 2000. 229 с.

57. Фролов СВ. Кариологические различия северной мальмы Salvelinus malma malma и белого гольца Salvelinus albus из бассейна реки Камчатки // Генетика. 2001. Т. 37. № 3 . 350-357.

58. Черешнев И.А. К вопросу о таксономическом статусе симпатрических проходных гольцов рода Salvelinus (Salmonidae) Восточной Чукотки // Вопр. ихтиологии. 1982. Т. 22. № 6. 922-936.

59. Черешнев И.А., Скопец М.Б., Гудков П.К. Новый вид гольца Salvelinus levanidovi sp. nov. из бассейна Охотского моря // Вопр. ихтиологии. 1989. Т, 29. № 5. 691-704.

60. Черешнев И.А., Скопец М.Б, Salvethymus svetovidovi gen. et sp. nova - новая эндемичная рыба из подсемейства лососевых (Salmoninae) из озера ц Эльгыгытгын (Центральная Чукотка) // Вопр. ихтиологии. 1990. Т. 30. № 2. 201-213.

61. Черешнев И.А., Скопец М.Б. Биология гольцовых рыб озера Эльгыгытгын // Природа впадины озера Эльгыгытгын (проблемы изучения и охраны). Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1993. 105-127.

62. Черешнев И.А. Биологическое разнообразие пресноводной ихтиофауны Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука, 1996. 198 с.

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

64. Черешнев И.А., Волобуев В.В., Шестаков А.В., Фролов СВ. Лососевидные рыбы Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2002. 496 с.

65. Шедько СВ. Филогения митохондриальной ДНК лососевых рыб подсемейства Salmoninae: анализ последовательностей гена цитохрома b // Генетика. 2002. Т. 38. № 3. 357-367.

66. Andersson L., Ryman N., Stahl G. Protein loci in the Arctic charr, Salvelinus alpinus L.: electrophoretic expression and variability patterns // J. Fish. Biol. 1983. V, 23. P. 75-94.

67. Anderson S., de Bruijn M.H.L., Coulson A.R., Eperon I.C, Sanger F., Young I.G.. Complete sequence of bovin mitochondrial DNA // J. Mol. Biol. 1982. V. 156. P. 683-717.

68. Aquadro C.F., Greenberg B.D.. Human mitochondrial DNA variation and evolution: Analysis of nucleotide sequences from seven individuals // Genetics. 1983. V. 103. P. 287-312.

69. Amason U., Gullberg A., Widegren В.. The complete nucleotide sequence of the mitochondrial DNA of the fm whale, Balaenoptera physalus // J. Mol. Evol. 1991. V. 33. P. 556-568. т

70. Attardi G. Animal mitochondrial DNA: An extreme example of genetic economy // Int. Rev. Cyt. 1985. V. 93. P. 93-145.

71. Avise J.C. Mitochondrial DNA and the evolutionary genetics of higher animals // Proc. Roy. Soc. Lond. B. 1986. V. 312. P. 325-342.

72. Avise J.C. Molecular markers, natural history and evolution. N. Y.: Chapman andHall, 1994. S l i p .

73. Avise J.C, Bermingham E., Kessler L.G., Saunders N.C. Characterization of mitochondrial DNA variability in a hybrid swarm between subspecies of bluegill sunfish (Lepomis macrochir) // Evolution. 1984. V. 38. P. 931-941.

74. Avise J.C, Arnold J., Ball R.M., Bermingham E., Lamb Т., Neigel J.E., Reeb C.A., Saunders N.C Intraspecific phylogeography: The mitochondrial DNA bridge between population genetics and systematics // Ann. Rev. Ecol. Syst. 1987. V. 18. P. 489-522.

75. Bartlett S.E., Davidson W.S.. Identification of Thunnus tuna species by the polymerase chain reaction and direct sequence analysis of their mitochondrial cytochrome b genes // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1991. V. 48. P. 309-317.

76. Barton N.bl., Charlesworth B. Genetic revolutions, founder effects, and speciation // Ann. Rev. Ecol. Syst. 1984. V. 15. P. 133-164.

77. Battey J., Clayton D.A. The transcription map of human mitochondrial DNA implicates transfer RNA excision as a major processing event // J. Biol. Chem. 1980. V. 255. P. 11599-11606.

78. Beckenbach A.T., Thomas W.K., Sohrabi H. Intraspecific sequence variation in the mitochondrial genome of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Genome. 1990. V. 33. P. 13-15.

79. Behnke R.J. Organizing the diversity of the Arctic charr complex // Biology of the Arctic charr: Proc. Int. Symp. on Arctic charr, Winnipeg, May 1981. Winnipeg: Univ. Manitoba Press, 1984. P. 3-21.

80. Behnke R.J. Interpreting the phylogeny of Salvelinus // Physiol. Ecol. Japan. 1989. Spec. V.l. P. 35-48. т

81. Bentzen P., Wright J.M., Bryden L.T. et al. Tandem repeat polymorphism in the mitochondrial control region of redfishes (Sebastes: Scorpaenidae) // J. Heredity. 1998. V. 89. P. 1-7.

82. Bematchez L., Glemet H., Wilson C.C, Danzmann R.G. Introgression and fixation of Arctic char (Salvelinus alpinus) mitochondrial genome in an allopatric population of brook trout (Salvelinus fontinalis) // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1995. V.

83. Bematchez L., Wilson C.C. Comparative phylogeography of Nearctic and Palearctic fishes // Mol. Ecol. 1998. V. 7. P. 431-452.

84. Bibb M.J., Van Etten R.A., Wright СТ., Walberg M.W., Clayton D.A. Sequence and gene organization of mouse mitochondrial DNA // Cell. 1981. V. 26. P. 167-180.

85. Brown J.R., Gilbert T.L., Kowbel D.J., O'Hara P.J., Buroker N.E., Beckenbach A.T., Smith M.J. Nucleotide sequence of the apocytochrome В gene in white sturgeon mitochondrial DNA //Nucl. Acids. Res. 1989. V. 17. P. 4389.

86. Brown W.M. The mitochondrial genome of animals // Molecular Evolutionary Genetics / Eds. R.J. Macintyre. N. Y.: Plenum Press, 1985. P. 95-130.

87. Brown W.M., George M.Jr., Wilson A.C. Rapid evolution of mitochondrial DNA//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. V. 76. P. 1967-1971.

88. Brown W.M., Prager E.M., Wang A., Wilson A.C. Mitochondrial DNA sequences of primates: Tempo and mode of evolution // J. Mol. Evol. 1982. V. 18. P. 225-239.

89. Brunner P.C., Douglas M.R., Osinov A., Wilson C.C, Bematchez L, Holarctic phylogeography of arctic charr (Salvelinus alpinus L.) inferred from mitochondrial DNA sequnces // Evolution. 2001. V. 55. № 3. P. 573-586.

90. Buroker N.E., Brown J.R., Gilbert T.A., O'Hara P.J., Beckenbach A.T., Thomas W.K., Smith M.J. Length heteroplasmy of sturgeon mitochondrial DNA: An illegitimate elongation model // Genetics. 1990. V. 124. P. 157-163.

91. Cann R.L., Brown W.M., Wilson A.C. Ро1утофЬ1с sites and the mechanism of evolution in human mitochondrial DNA // Genetics. 1984. V. 106. P. 479-499.

92. Cantatore P., Robert! M., Rainaldi G., Gadaleta M.N., Saccone C. The complete nucleotide sequence, gene organization, and genetic code of the mitochondrial genome of Paracentrotus lividus // J. Biol. Chem. 1989. V. 264. P. 10965-10975.

93. Cantatore P., Saccone С Organization, structure, and evolution of mammalian mitochondrial genes//Int. Rev. Cytol. 1987. V. 108. P. 149-208.

94. Carr S.M., Marshall D. DNA sequence variation in the mitochondrial cytochrome b gene of Atlantic cod (Gadus morhua) detected by the polymerase chain reaction // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1991. V. 48. P. 48-52.

95. Cavender T.M., Kimura S. Cytotaxonomy and interrelationships of Pacific BasinSalvelinus/ZPhysiol.Ecol. Jap. 1989. V. l .P. 49-68.

96. Clary D.O., Wolstenholme D.R. The mitochondrial DNA molecule of Drosophila yakuba: nucleotide, gene organization and genetic code // J. Mol. Evol. 1985. V. 22. P. 252-271.

97. Clayton D.A. Transcription of the mammalian mitochondrial genome // Ann. Rev. Biochem. 1984. V. 53. P. 573-594.

98. Clayton D.A. Replication and transcription of vertebrate mitochondrial DNA // Ann. Rev. Cell. Biol. 1991. V. 7. P. 453-478.

99. Consuegra S., Garcia de Leaniz C, Serdio A., Gonzalez Morales M., Straus 1..G., bCnox D., Verspoor E. Mitochondrial DNA variation in Pleistocene and modem Atlantic salmon from Iberian glacial refugium // Mol. Ecol. 2002. V. 11. №

101. Crane P.A., Seeb L.W., Seeb J.E. Genetic relationships among Salvelinus species inferred from allozyme data // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1994. V. 51. № 1. P. 182-197.

102. Dawid LB. Evolution of mitochondrial DNA sequences in Xenopus // Dev. Biol. 1972. V. 29. P. 139-151.

103. DeCicco A.L. Long-distance movements of anadromous dolly varden between Alaska and the USSR//Arctic. 1992. V. 45. P. 120-123.

104. Densmore L.D., Wright J.W., Brown W.M. Length variation and heteroplasmy are frequent in mitochondrial DNA from parthenogenetic and bisexual lizards (genus Cnemidophorus) // Genetics. 1985. V. 110. P. 689-707.

105. Derenko M., Malyarchuk В., Shields G. Mitochondrial cytochrome b sequence from a 33,000 year-old wooly mammoth (Mammuthus primigenius) // Ancient Biomolecules. 1997. V. 1. P. 149-153.

106. Desjardins P., Morals R. Sequence and gene organization of the chicken mitochondrial genome // J. Mol. Biol. 1990. V. 212. P. 599-634.

107. Efstratiadis A.J., Posakony J.W., Maniatis T. et al. The structure and evolution of the human beta-globin gene family // Cell. 1980. V. 21. P. 653-668.

108. Ewens W.J. The role of models in the analysis of molecular genetic data, with particular reference to restriction fragment data // Statistical analysis of DNA sequence data / Ed. B.S.Weir. N. Y.: Dekker, 1983. P. 45-73.

109. Eyre-Walker A. Do mitochondrial genome recombine in humans? // Phil. Tans. R. Soc. Lond. B. 2000. V. 355. P. 1573-1580.

110. Farias LP., Orti G., Meyer A. Total evidence: molecules, morphology, and the phylogenetics of cichlid fishes // J. Exp. Zool. 2000. V. 288. № 1. P. 76-92.

111. Felsenstein J. PHYLIP - Phylogeny Inference Package (Version 3.2) // Cladistics. 1989. V. 5. P. 164-166.

112. Ferguson A. Systematics of Irish charr as indicated by electrophoretic analysis of tissue proteins // Biochem. Syst. Ecol. 1981. V. 9. P. 225-232.

113. Ferris S.D., Sage R.D., Huang СМ., Nielsen J.M., Ritte U., Wilson A.C. Flow of mitochondrial DNA across a species boundary // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1983. V. P. 2290-2294.

114. Ferris S.D., Sage R.D., Wilson A.C. DNA variation and evolution // Nature, 1984. V. 309. P. 285-286. Ш

115. Gissi C, Reyes A., Pesole G., Saccone С Lineage-specific evolutionary rate in mammalian mtDNA // Mol. Biol. Evol. 2000. V. 17. № 7. P. 1022-1031.

116. Glemet H., Blier P., Bematchez L. Geographical extent of Arctic charb(Salvelinus alpinus) mtDNA introgression in brook char populations (S. fontinalis) from eastern Quebec, Canada// Mol, Ecology. 1998. V. 7. P. 1655-1662.

117. Gray M.W. Mitochondrial genome diversity and the evolution of mitochondrial DNA // Can. J. Zool. 1982. V. 60. P. 157-171.

118. Greenberg B.D., Newbold J.E., Sugino A. Intraspecific nucleotide sequence variability surrounding the origin of replication in human mitochondrial DNA // Gene. 1983. V. 21. P. 33-49.

119. Grewe P.M., Billington N., Hebert P.D.N. Phylogenetic relationships among members of Salvelinus inferred from mitochondrial DNA divergence // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1990. V. 47. P. 984-991. « I