Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Популяционно-генетическая структура атлантического лосося Salmo Salar L. из рек России

ВАК РФ 03.00.10, Ихтиология

Автореферат диссертации по теме "Популяционно-генетическая структура атлантического лосося Salmo Salar L. из рек России"

На правах рукописи

Титов Сергей Федорович

ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ SALMO SALAR L ИЗ РЕК РОССИИ

03 00.10 - ихтиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург — 2007

Работа выполнена в лаборатории мониторинга популяций лососевых рыб Федерального Государственного Научного Учреждения «Государственный научйо-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства» (ФГНУ «ГосНИОРХ»)

Ведущая организация. Северный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, г. Петрозаводск

Защита диссертации состоится « 30 » октября 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета К.220 013 01 при ФГНУ «Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства» по адресу 199053, гЛСанкт-Петербург, наб. Макарова, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГНУ «ГосНИОРХ»

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Кудерский Леонид Александрович

Официальные оппоненты. доктор биологических наук

Дорофеева Евгения Алексеевна

доктор биологических наук, профессор Лукин Анатолий Александрович

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биолошческих наук

М А Дементьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Атлантический лосось широко распространен на Европейском и Североамериканском континентах, где является одним из наиболее ценных объектов как промышленного, так и спортивного лова Однако за последние десятилетия, в связи с чрезмерно интенсивным выловом, в том числе нелегальным, и разрушением среды обитания, многие популяции лосося оказались утраченными, а практически все сохранившиеся до наших дней резко сократились в численности Исчезновение многих природных популяций и резкое сокращение численности сохранившихся не могло не привести к безвозвратной утрате части генофонда вида

С целью охраны и восстановления численности атлантического лосося во всех странах, располагающих его запасами, проводятся рыбохозяйственные мероприятия, в числе которых регулирование промысла, создание водоохранных зон, восстановление нерестилищ, мест нагула молоди и т.д На пополнение запасов атлантического лосося работают сотни рыбоводных заводов, и некоторые из них функционируют уже около века

Однако при проведении охранных и рыбоводных мероприятий, а тем более при осуществлении промысла атлантического лосося, как правило, не учитывается сложная популяционная структура этого вида Между тем высокая пластичность вида и наличие значительной репродуктивной изоляции между группировками рыб, населяющих различные водоемы, привели в ходе эволюции к возникновению множества уникальных популяций, адаптированных к локальным условиям среды обитания Эти популяции существенно отличаются друг от друга биологическими характеристиками, в том числе особенностями генетической структуры.

С целью изучения генетических особенностей сохранившихся природных популяций лосося во многих зарубежных странах на протяжении почти 40 лет ведутся систематические генетические исследования этого вида, в первую очередь, с применением методов анализа белкового полиморфизма

Несмотря на широкое распространение атлантического лосося на Севере Европы, исследование популяционной структуры этого вида с привлечением генетических методов на российской части ареала проводилось ранее только эпизодически и охватывало, как правило, отдельные локальные популяции (Слынько и др, 1980, 1981, Никоноров и др , 1987; Офицеров и др, 1989; Мак-hrov et al, 2005). Применение методов биохимической генетики позволяет описать и количественно измерить параметры генетического полиморфизма в конкретных природных популяциях, определить степень внутривидовой и внутри-популяционной дифференциации, выделить наиболее значимые генетические линии вида Результаты подобных работ могут в дальнейшем использоваться как база данных при проведении мониторинга природных и заводских популяций атлантического лосося, разработке мер по охране генофонда этого ценного вида рыб и восстановлению его численности

Цель и задачи исследования Цель настоящей работы — с использованием метода аллозимного анализа изучить популяционно-генетическую структуру

атлантического лосося, обитающего в водоемах России и определить вероятные пути реколонизации этим видом российской части ареала в послеледниковый период. Поставленная цель определила решение следующих задач

1. Изучить мономорфные и полиморфные ферментные локусы в популяциях атлантического лосося, установить локусы, пригодные для последующих внутривидовых и внутрипопуляционных сравнений

2 Оценить степень генетической дифференциации популяций атлантического лосося из рек бассейнов Баренцева, Белого, Балтийского морей, Ладожского, Онежского и других озер Определить основные параметры генетической изменчивости для изученных популяций

3 Исследовать внутрипопуляционную генетическую структуру атлантического лосося в пределах единой речной системы на примере бассейнов рек Печора и Северная Двина

4 Описать популяционно-генетическую структуру атлантического лосося в водоемах России, определить вероятные рефугиумы (позднечетвертичные убежища вида) и установить возможные пути реколонизации лососем российской части ареала в послеледниковое время

Научная новизна Дано подробное описание наследственной изменчивости по белковым локусам атлантического лосося, обитающего в российской части ареала (бассейны Баренцева, Белого, Балтийского морей, озер Ладожского, Онежского, Куйто, Каменного, Сегозера) Впервые для атлантического лосося описан полиморфизм по локусу ЬОН-А2* Для локусов яМОН-А1* и ЮОН-2* выявлены аллели, ранее не отмеченные в литературе Для популяций из исследованных регионов определены основные параметры генетической изменчивости- количество аллелей на локус, уровень полиморфизма и средняя гетерози-готность Получены оценки межпопуляционных генетических расстояний (Е>м) по 32-м локусам Выделены основные генетические линии популяций, привносящих основной вклад в генетическое разнообразие вида в водоемах России Проведена оценка уровня внутрипопуляционной подразделенности лосося в больших речных системах Печоры и Северной Двины Дано описание популя-ционно-генетической структуры атлантического лосося в водоемах России, определены вероятные рефугиумы (приледниковые убежища) вида и проанализированы возможные пути реколонизации лососем российской части ареала в послеледниковое время.

Практическая значимость Выявленные генетические маркеры, их частоты, а также величины параметров наследственной изменчивости изученных популяций могут быть использованы в качестве первичных данных при проведении генетического мониторинга природных и заводских популяций атлантического лосося Выделение основных, наиболее важных, генетических линий лосося, обитающего в российской части ареала, позволяет эффективно и научно обоснованно осуществлять поиск и выбор оптимальных доноров при восстановлении утраченных популяций

Выявленные диагностические (уникальные для той или иной популяции) аллели и локусы могут быть использованы в качестве генетических маркеров

для оптимизации промышленного лова смешанных стад лосося в реках и морской части акватории

Апробация работы. Основные результаты настоящего исследования представлялись на 3 Всесоюзном совещании по генетике, селекции и гибридизации рыб (Тарту, 1986), 3 Всесоюзном совещании по лососевидным рыбам (Тольятти, 1988), симпозиуме по атлантическому лососю (Сыктывкар, 1990), Международном Семинаре по вопросам заводского разведения лосося и кумжи в Балтийском регионе (Элвкарлебю, Швеция, 1998), Международной конференции «Атлантический лосось биология, охрана и воспроизводство» (Петрозаводск, 2000), Международной Конференции «Биоразнообразие Европейского Севера» (Петрозаводск, 2001), Международном совещании по генетике лосося (Абердин, Шотландия, 2002), Ш Международной Конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» (Сыктывкар, 2003), Рабочей группе по балтийскому лососю и кумже ICES, а также на научных семинарах ГосНИОРХ и лаборатории мониторинга популяций лососевых рыб.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 работ Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы Работа изложена на 107 страницах, содержит 27 таблиц и 23 рисунка Список цитированной литературы содержит 158 источника, из них 118 на иностранных языках

Благодарности. Выражаю свою глубокую признательность моему первому научному руководителю Р В Казакову, без которого данная работа не состоялась бы Глубоко признателен настоящему руководителю JIА Кудерскому за постоянную помощь, ценные советы и консультации по теме диссертации, а также редакцию данной работы Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории мониторинга популяций лососевых рыб ГосНИОРХ, а также Сев-ПИНРО и Института Биологии КНЦ РАН за помощь в сборе материала и подготовке диссертации

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В разделе «Введение» обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава посвящена литературному обзору современного состояния генетических исследований атлантического лосося, в основном по данным зарубежных исследователей. Рассмотрены основные исторические этапы развития работ с применением метода аллозимного анализа за последние 40 лет Приводится детальный обзор публикаций, посвященных изучению популяционно-генетичссксй структуры вида как в Европейской, так и Североамериканской частях его ареала

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследованы выборки из природных и заводских популяций атлантического лосося из рек, представляющих весь ареал вида на территории России (бассейны Баренцева, Белого и Балтийского морей, озер Ладожского, Онежского, Куй-то, Каменного, Сегозера) (рисунок 1) Данные о географической локализации выборок, их объемах и времени сбора представлены в таблице 1

Рисунок 1. Места сбора материала Реки 1 Титовка, 2 Западная Лица, 3 Ура, 4 Кола, 5 Йоканьга, 6 Волонга, 7 Печора, 8 Качковка, 9 Поной, 10. Даниловка, 11 Бабья, 12 Лиходеевка, 13. Чапома, 14 Варзуга, 15 Оленица, 16 Умба, 17 Пила, 18. Колвица, 19 Кильма, 20. Пулоньга, 21 Кереть, 22 Покьгома, 23 Солза, 24 Онега, 25. Мегра, 26. Северная Двина, 27 Мезень, 28 Каменная, 29 Писта, 30 Куржма, 31. Лужма, 32 Нева, 33. Луга, 34 Нарова, 35 Бурная, 36 Сюскуанйоки, 37 Свирь, 38 Лижма, 39. Шуя, 40. Кумса

Таблица 1

Характеристика исследованных популяций атлантического лосося

Бассейн Популяция Объем, экз Год(ы)сбора Возрастной класс

Титовка 17 2000 пестрятки

Западная Лица 87 1991,2000 пестрятки

Баренцево море Ура 34 2000 пестрятки

Кола 89 1990 пестрятки

Иоканьга 90 1989 пестрятки

Волонга 43 2002 пестрятки

Печора 570 2000 производители

Качковка 50 2001 пестрятки

Поной 51 1987 пестрятки

Даниловка 50 2001 пестрятки

Бабья 51 2001 пестрятки

Лиходеевка 48 2001 пестрятки

Чапома 50 2001 пестрятки

Варзуга 88 1999 пестрятки

Оленица 44 2000 пестрятки

Умба 49 2001 пестрятки

Белое Пила 41 2000 пестрятки

море Колвипа 42 2000 пестрятки

Нильма 43 1999 пестрятки

Пулоньга 112 1991, 1999 пестрятки

Кереть 46 1991 пестрятки

Поньгома 51 1999 пестрятки

Онега 100 2003 ,2004 смолты

Солза 150 1987 смолты

Северная Двина 150 2004 производители

Мегра 60 1994 смолты

Мезень 100 1999,2000 пестрятки

Каменное озеро Каменная 111 1996, 1999 пестрятки

Куйто Писта 110 1996, 1999 пестрятки

озеро Куржма 18 1999 пестрятки

Сегозеро Лужма 36 2000 пестрятки

Балтийское море Невак 266 1987, 1998-2000 пестрятки

Луга 157 2002, 2003 смолты

Нарова" 150 1991,1998,2000 пестрятки

Ладожское озеро Бурная 39 1990 пестрятки

Сюскуанйоки 42 1999 пестрятки

Свирьк 300 1987, 1988, 1998,2000 пестрятки

Онежское озеро Лижма 85 1986, 1997 пестрятки

Шуя 34 1997 пестрятки

Кумса 41 1997 пестрятки

Примечание И. — заводские выборки

Для анализа внутрипопуляционной изменчивости атлантического лосося также были собраны выборки молоди из различных нерестовых притоков двух больших речных систем - Печоры и Северной Двины Всего за время проведе-

ния исследований было проанализировано более 6400 экземпляров атлантического лосося

После проведения биологического анализа (измерение, взвешивание, определение пола) от каждой рыбы были взяты образцы тканей печени, белых скелетных мышц и глаза Образцы тканей замораживали в жидком азоте и транспортировали в лабораторию До проведения анализа пробы хранили не более 1 месяца при температуре -20°С Образцы тканей, сохраняемые в микропробирках, заливали 20% раствором сахарозы, гомогенезировали при помощи стеклянной палочки и затем центрифугировали в течение 20 мин при 8000g Содержащую смесь белков выжимку (супернатант) при помощи пипетки помещали на планшет, а потом при проведении электрофореза переносили в лунки на гелевой пластине

Электрофорез белков проводился в полиакриламидном геле в камерах конструкции Поспелова (Кирпичников, 1979) и в крахмальном геле с использованием стандартных методик (Davis, 1964, Peacock et al, 1965, Cross, Ward, 1980)

При проведении электрофоретических разгонок были использованы 4 буферные системы (А) — трис-ЭДТА-боратный буфер, pH 8,3 (Peacock et al, 1965), (В) — трис-цитратный гелевый буфер, pH 8,0/трис-боратный электродный буфер, pH 9,0 (Cross, Ward, 1980); (С) — трис-цитратный буфер, pH 7,1 (Shaw, Prasad, 1970), (D) — Трис-Нс1 гелевый буфер, pH 8,9 /трис-глициновый электродный буфер, pH 8,3 (Davis, 1964) Плотность геля задавалась в зависимости от используемой буферной системы и исследуемых белков и локусов (6,5-7,0%) Всего было проанализировано 12 ферментных систем, кодируемых 32 генными локусами В таблице 2 приведен список исследованных локусов, их тканевая экспрессия и использованные для электрофореза буферные системы

При проведении гистохимического окрашивания гелей использовались стандартные методики (Корочкин, 1977, Aebersold et al, 1987) При обозначении ферментов и локусов использована номенклатура Шекли с соавторами (Shaklee et al, 1990) Использованные в аббревиатурных обозначениях локусов префиксы л и s указывают на внутриклеточную митохондриальную и цито-плазматическую локализацию, соответственно Буквенные суффиксы А и В использованы для обозначения мультилокусных изозимов. Для энзимов, имеющих, кроме NAD+-, также и NADP'-зависимые формы, использован суффикс Р для последних (например, МЕР, IDHP) Обозначения генов выделялись курсивом и маркировались звездочкой

Интерпретация выявленной генетической изменчивости по большинству локусов выполнялась по известным для атлантического лосося схемам (Cross, Payne, 1977, Payne, Cross, 1977; Cross et al, 1979, Cross, Ward, 1980) Для полиморфных генетических локусов sMDH-Al,2* и LDH-A2*, а также дуплициро-ванных локусов IDDH-1,2*, характеризующихся сложной схемой наследования представлена собственная интерпретация генетической изменчивости

Статистическая обработка данных проведена с помощью пакета программ "BIOSYS-1" (Swofford, Seiander, 1989) и его модифицированной версии "BIOSYS-2" (Black, 1997) Определены частоты аллелей полиморфных локусов

g

Таблица 2

Проанализированные ферменты, число исследованных локусов, их тканевая экспрессия и использованные буферные системы

Фермент ЕС No Локус Ткань Буфер

Аспартатаминотранферраза 26 11 sAAT-1,2* M, E А

sAAT-3* L А

sAAT-4* L А

Алкогольдегидрогеназа 1 1 1 1 ADH* L А

Креатинкиназа 2732 СК-1,2* M А

Эстераза-D 3 1 -- ESTD* M, L А

Глицерол-З-фосфатдегидрогеназа 1118 G3PDH-1* M А

G3PDH-2* M А

L-идитолдегидрогеназа 1 1 1 14 IDDH-1,2* L В

Изоцитратдегидрогеназа 1 1 142 IDHP-1 * M С

IDHP-2* L С

IDHP-3* L с

Лакгатдегидрогеназа 1 1 1 27 LDH-A1.2* M в

LDH-Bl* E в

LDH-B2* L, E в

LDH-C* E в

Малатдегидрогеназа 11 137 sMDH-Al,2* L,E А, D

sMDH-Bl,2* M А, D

НАДФ+-зависимый маликэнзим 1 1 140 mMEP-1* M А

mMEP-2* M А

sMEP-1,2* M А

Фосфоглюкомутаза 5422 PGM-1* M А

PGM-2* M А

Супероксиддисмутаза 1 15 1 1 mSOD-1* M,L А

sSOD-2* M, L А

и проверено соответствие распределения генотипов соотношению Харди-Вайнберга-Кастла с применением критерия X2 с поправкой на малую численность ряда проанализированных выборок (Levene, 1949) Для оценки распределения генетического разнообразия по межпопуляционному и внутрипопуляци-онному уровням был проведен иерархический анализ (Chakraborty, 1980) UPGMA дендрограмма была построена по несмещенным оценкам стандартных генетических дистанций (Nei, 1978).

ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ФЕРМЕНТНОГО ПОЛИМОРФИЗМА В ИССЛЕДОВАННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ

Во всех проанализированных выборках лосося мономорфными (инвариантными) оказались следующие локусы sAAT-1,2*, sAAT-3*, ADH*, СК-1,2*, G3PDH-l*,G3PDH-2*, IDHP-J*, IDHP-2*, LDH-AI*, LDH-Bl*, LDH-B2*, LDH-C*, sMDH-A2*, sMDH-B2*, mMEP-1*, sMEP-1,2*, PGM-1* PGM-2*, mSOD-1*, sSOD-2*.

Полиморфизм хотя бы в одной из исследованных популяций обнаружен нами по 9 ферментным локусам sAAT-4*, ESTD*, IDDH-1*, IDDH-2*, IDHP-3*. LDH-A2 *, sMDH-A 1 *, sMDH-Bl *

В главе приводится описание генетической изменчивости по каждому из выявленных полиморфных ферментных локусов Учитывая разницу в проявлении полиморфных локусов при электрофорезе в акриламидном геле, использованном в настоящей работе, и электрофорезе в крахмале, традиционно использовавшемся зарубежными авторами, мы посчитали уместным привести сравнительные данные по электрофоретическим подвижностям различных аллелей в этих двух средах Для каждого полиморфного локуса приведены оригинальные фотографии выявленных электрофоретических спектров (фенотипов) В качестве примера ниже приведено описание генетической изменчивости локуса мышечной лактктдегидрогеназы — маркера, вариабельность по которому впервые описана в данной диссертации

ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА LDH-A2* По структуре данный белок относится к классу тетрамеров У атлантического лосося, как и у других лососевых рыб (Сачко, 1973, Bailey et al, 1976, Ермоленко и др , 1987), этот фермент кодируется 5 тканеспецефичными локу-сами Два дуплицированных локуса проявляются в мышцах — LDH-А 1,2* Сведения о полиморфизме этих локусов у атлантического лосося отсутствуют. В данном исследовании впервые обнаружена вариабельность по одному из мышечных локусов, а именно LDH-A2* Кроме обычного аллеля LDH-A2*100 обнаружен альтернативный аллель LDH-A2*68 (рисунок 2), подвижность которого совпадает с подвижностью аллеля LDH-AI* 100 Этим объясняется тот факт, что двойная гомозигота LDH-AI*100/*100/LDH-A2*68/*68 прокрашивается в виде 1 фракции Гетерозигота £0Я-Л2*/00/*68 и гомозигота LDH-A2*100/*100 имеют по 5 фракций, отличия между генотипами заключаются только в интенсивности окрашивания полос

ösgsw g£s

8888--88

•Ч» 4>* « <

av^ у -м ама

- старт

- 68 - 100

1 2 2 1 3 2 1 Рисунок 2 Электрофоретические варианты локусаLDH-A2*. 100/100 (2), 100/68 (1), 68/68 (3)

Полиморфизм по локусу мышечной лактатдегидрогеназы обнаружен нами в популяции озерного лосося из реки Свирь (бассейн Ладожского озера) В незначительных количествах (частота 0,02) альтернативный аллель *68 обнаружен также в популяции лосося из реки Нева, что, вероятно, объясняется обменом мигрантами между невским и свирским лососями, имевшем место в недалеком прошлом

ГЛАВА 4. МЕЖПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ

Показатели генетического разнообразия оказались наибольшими в выборках лосося из рек Кольского полуострова, рек Карелии бассейна Белого моря и малых рек Архангельского берега. Так, показатель гетерозиготности для этих популяций имеет среднее значение Н=0,064 при интервале Н=0,046-0,077. У лосося из больших речных систем Архангельского побережья и рек бассейна Балтики (Финский залив Балтийского моря, Ладожское и Онежское озера) уровень гетерозиготности оказался почти в 1 5 раза меньше (Н=0,047 и Н=0,045, соответственно) Наименьшими значениями индекса (в среднем Н=0 024) характеризуются популяции пресноводного лосося Беломорского бассейна (озера Куйто, Каменное и Сегозеро).

Проанализированные выборки атлантического лосося по особенностям распределения частот генетических маркеров разделились на 2 основных кластера (рисунок 3) Один из них объединил популяции из рек Балтики, включая как Финский залив Балтийского моря, так и озера Ладожское и Онежское, второй-из рек Белого и Баренцева морей Значения генетических дистанций между популяциями этих кластеров составили в среднем Е>м=0,030 Максимальные оценки генетической дивергенции получены при сопоставлении популяций из Балтийского региона и популяций из беломорских рек Карелии и больших рек Архангельского побережья (средние значения Е>^=0,040 и Цч=0,037 соответственно)

Популяции из первого — «балтийского» — кластера, в свою очередь, также подразделяются на более мелкие группировки

— популяции Финского залива и Ладожского озера,

— популяции пресноводного лосося из бассейна Онежского озера

Среднее значение генетических различий при попарных сравнениях популяций составило Е>м=0,012, а максимальный уровень генетической дивергенции, полученный при сопоставлении популяции из реки Свирь (бассейн Ладожского озера) и рек Онежского озера, достигает значения 1^=0,034

Выявленная существенная генетическая дифференциация в пределах "балтийского" кластера, свидетельствует о некоторой искусственности объединения в единую группировку популяций Финского залива Балтийского моря, Ладожского и Онежского озер Несмотря на очевидную географическую связь данных водоемов и единство происхождения населяющих их лососей, за прошедшее в послеледниковый период времени популяции лососей Ладожского и Онежского озер, вероятно, успели значительно дивергировать генетически от исходной "балтийской" группировки.

и

£

Титовка Т>3ап. Лица \-Кола , Ура ПУмва л. Оленица П Пила 1—Солза .Бабья РДиходеевка -Д. Чапома Л\-Колеица I— Варзуга Г—Мегра

1-Волонга

,Йоканьга ( I Качковка ¡¡-Поной \-Даниловка

^ Онега Сев Двина Мезень

-Печора

Нильма ■ . Пулонъга

шКереть

I л

1 и- „иПоньгома

_~ Каменная

I и Листа

I-Куржма

Лижма ■Кумса Шуя

■ Бурная

-[г— Сюськуанйоки

ь—Нева .Луга \Иарова -Свирь -Лузкма

0.05 0.04 0 03 0 02 0.01

Генетическое расстояние (Мег,1978)

0.00

Рисунок 3 Дендрограмма генетических расстояний между популяциями атлантического лосося.

В пределах второго кластера также не наблюдается генетической однородности, здесь популяции лосося подразделяются на 3 дискретные группы (рисунок 3)

Генетически наиболее дифференцированной от других оказалась группа популяций из беломорских рек Карелии. Обращает на себя внимание то, что "карельские" популяции в значительной степени дифференцированы от попу-

ляций из расположенных в непосредственной географической близости рек Кольского полуострова и рек Архангельского побережья (средние значения Е>ы=0,019 и Е>ы=0,024, соответственно)

Попарное сравнение популяций в пределах собственно "карельского" кластера показывает, что составляющие его выборки не формируют однородную генетическую группировку Средний уровень генетических расстояний между популяциями внутри кластера составляет Г>ы=0,024 (пределы варьирования Г^О,001-0,048) Объясняется это, вероятно, тем, что в группу "карельских" популяций вошли также популяции пресноводного лосося из малых озер Куй-то, Каменное (бассейн реки Кемь) и Сегозеро, которые вследствие своей продолжительной изоляции, значительно дивергировали генетически не только от проходных популяций вида, но и друг от друга

Еще одну генетически дифференцированную группу составили популяции из больших речных систем Архангельского берега (рр. Онега, С Двина, Мезень и Печора) Популяции этого кластера существенно отличаются от популяций из рек Балтийского моря и Карелии (0н=0,026 и Бы=0,019, соответственно)

Третья и самая большая группа объединяет популяции лосося из рек Кольского полуострова В этот же кластер попали выборки лосося из малых рек Архангельского побережья (рр Солза, Метра и Волонга). Популяции данного кластера формируют весьма однородную генетическую группировку средний уровень генетических дистанций Г>м=0,004, а максимальные значения этого индекса при попарных сравнениях не превышают значения Т>ц=0,012.

ГЛАВА 5. ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЛОСОСЯ ИЗ РЕК ПЕЧОРА И СЕВЕРНАЯ ДВИНА

До настоящего времени внутрипопуляционная генетическая дифференциация атлантического лосося была описана, в основном, для популяций малых и средних рек. Практически отсутствуют данные о степени генетической подраз-деленности вида в крупных реках, хотя эти данные чрезвычайно важны для правильной организации промысла и природоохранной деятельности Так, на реках Печора и Северная Двина, где до сих пор обитают одни из самых многочисленных популяций атлантического лосося, охрана и эксплуатация запасов этого вида ведутся без учета особенностей популяционно-генетической структуры. Река Печора представляет собой мощную, широко разветвленную гидрографическую сеть с множеством притоков, пригодных для обитания лосося и существенно отличающихся друг от друга по гидрологическим и климатическим условиями Имеется 11 крупных притоков 1-го порядка, а также более 40 притоков 2-го и 3-го порядков, в которые производители лосося мигрируют для размножения, зачастую преодолевая расстояния до 1500-2000 км от устья. Река Северная Двина по количеству известных нерестовых притоков значительно превосходит даже реку Печора

5.1. Популяционная структура лосося реки Печора.

В работе исследованы выборки лосося из 10 локальностей реки Печора, относящихся к бассейнам 8 основных притоков 1-го порядка В большинстве исследованных нами локальностей материал для генетического анализа собирался в течение двух - пяти лет

Показатели генетического разнообразия — количество аллелей на локус, доля полиморфных локусов и средний уровень гетерозиготности — оказались близки во всех изученных нерестовых притоках Наиболее низкий уровень средней гетерозиготности отмечен для локальностей из верхнего течения р Печоры - рек Илыч, Унья, Верхняя Печора

Полиморфными в выборках лосося из р Печоры оказались 5 локусов Сравнительный анализ лосося из 10 нерестовых притоков выявил наличие статистически значимых различий по всем полиморфным локусам

Величины генетических расстояний, полученные при сравнении локальностей р. Печоры, оказались невелики и лежат в пределах 0М=0,000-0,002 При этом максимальные оценки генетического расстояния получены при сопоставлении выборок лосося из географически удаленных районов — верховий Печоры (рр Унья, Илыч, В Печора) и Усинского бассейна (рр Косью, Кожим)

Не меньший интерес представляют особенности распределения в изученных локальностях редких аллелей тех или иных полиморфных локусов Так, аллель ААТ-*57 обнаружен только у лосося, обитающего в нерестовом притоке Пижма. Аллель ЮПН-2*П5, встречающийся с относительно высокой частотой у лосося из реки Подчерем, отмечен также в единичных количествах в реках Пижма и Унья, однако отсутствует в остальных нерестовых притоках Необходимо отметить, что данный аллель не был обнаружен в популяциях лосося из других регионов, то есть является уникальным маркером семги р Печоры По локусу изоцитратдегидрогеназы ЮНР-З* быстрый аллель *116 отсутствует у лосося из рек Пижма, Кедва, Кожим и Унья, в то время как в остальных нерестовых притоках этот маркер обнаружен во всех исследованных выборках. Данные факты — отсутствие или наличие (даже при относительно невысоких значениях частоты) одного из аллелей перечисленных локусов — важны в связи с тем, что эти закономерности проявились во все годы исследования

Перечисленные особенности нашли свое отражение в дендрограмме генетического сходства изученных выборок, которые сгруппировались в кластеры в соответствии с географическим принципом (рисунок 4)

Самостоятельные, генетически отличные группы составили популяции из рек нижнего течения р Печоры (бассейны нерестовых притоков Пижма и Иж-ма), среднего течения (бассейны рек Уса, Щугор, Подчерем) и верховий (бассейны рек Илыч, Унья, В Печора) Последние оказались наиболее дивергиро-вавшими от остальных

Рисунок 4 Карта-схема р Печоры и дендрограмма генетических расстояний между выборками атлантического лосося из нерестовых притоков-1 - Пижма, 2 - Седью, 3 - Кедва, 4 — Косью, 5 - Кожим, 6 - Щугор, 7 - Подчерем, 8 - Илыч, 9 - Унья, 10 - Верхняя Печора

5.2. Популяционная структура лосося реки Северная Двина.

В работе исследованы выборки лосося из 6 локальностей реки Северная Двина, относящихся к бассейнам 3 притоков 1-го порядка Во всех локально-стях материал для генетического анализа был собран в течение двух-трех лет

Уровень генетического разнообразия оказался выше в выборках из нерестовых притоков 1-го порядка рр Ваеньги и Емцы Наиболее низкими значениями уровня гетерозиготности характеризуется лосось из рек Ледь и Падома (бассейн р. Ваги)

Сравнительный анализ лосося из исследованных 6 нерестовых притоков выявил наличие статистически значимых различий по частотам 7 из 8 проанализированных полиморфным белковых локусов Наибольший вклад в общее генетическое разнообразие привносят 3 жжуса-ААТ-4*, аМОН-АI* и ЮОН-2* В Северной Двине не наблюдается генетической однородности выборок, относящихся к единому бассейну нерестовых притоков 1-го порядка Так, при сравнении лососей, обитающих в нерестовых притоках бассейна реки Вага, выявлены статистически значимые отличия по всем 6 полиморфным локусам Более того, в некоторой степени генетически дифференцированы оказались даже лососи из нерестовых притоков 3-го порядка рр Падомы и Волюги, впадающие в реку Устья в нескольких километрах друг от друга

Величины генетических расстояний, полученные при сравнении локальностей р Северной Двины, лежат в пределах Вм=0,000-0,003 Максимальные оценки генетического расстояния получены при сопоставлении выборок лосося из рек Ледь, с одной стороны, и Волюга и Сулопда, с другой Необходимо отметить, что эти, наиболее генетически дифференцированные локальности расположены в едином бассейне р Ваги (приток 1-го порядка р Северной Двины) Особенности распределения редких аллелей некоторых полиморфных локу-

сов в изученных выборках также свидетельствуют об их генетической неоднородности Аллели Е8ТБ-2*89 и иМОН-В1*118 систематически встречаются в выборках лосося из бассейнов рек Емца и Ваеньга, однако отсутствуют у лосося из третьего изученного бассейна - реки Вага

На дендрограмме генетического сходства изученные выборки распределились в соответствии с географическим принципом (рисунок 5) Лососи из нерестовых притоков реки Вага образовали единый кластер Наиболее генетически дифференцированными от остальных оказались лососи из рек Емца и Ваеньга

Рисунок 5 Карта-схема реки Северная Двина и дендрограмма генетических расстояний между выборками атлантического лосося из нерестовых притоков 1.— Падома, 2 — Волюга, 3 — Ледь, 4.- Сулонда, 5.- Ваеньга, 6 - Емца

Таким образом, полученные данные достаточно убедительно свидетельствуют в пользу предположения о сложной генетической структуре популяций лосося в бассейнах таких больших речных систем как Печора и Северная Двина Это позволяет рассматривать лосося рек Печора и Северная Двина как совокупность популяций, репродуктивно изолированных, приуроченных к отдельным нерестовым притокам и адаптированных к локальным условиям обитания. Генетически дифференцированные популяции могут существовать даже в нерестовых притоках 2-3-го порядков, географически очень близких друг к другу (реки Падома и Волюга, бассейн С Двины) В связи с этим должны меняться подходы к эксплуатации, воспроизводству, охране лосося этих водоемов

ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛОСОСЯ В РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ АРЕАЛА

Анализ данных по биохимической генетике лосося из популяций, представляющих разные точки обширного ареала, свидетельствует о том, что атланти-

ческий лосось характеризуется сложной популяционно-генетической структурой, которую можно представить в обобщенном виде (рисунок 6)

Вид Salmo salar L. имеет несколько уровней популяционно-генетической организации Каждый из этих уровней вносит определенный вклад в общую генетическую изменчивость вида (таблица 3) На межпопуляционную изменчивость приходится более 25% общего генетического разнообразия. Около половины «межпопуляционной» вариабельности обусловлено различиями между популяциями из разных регионов (Кольский полуостров, Архангельское побережье, Карельский берег Белого моря, бассейн Балтики) Еще около 11% приходится на гетерогенность между популяциями в пределах каждого из регионов, на различия между выборками в пределах единой речной системы — 2,3%

Причины формирования сложившейся у атлантического лосося популяционно-генетической иерархии следует искать в особенностях эволюции этого вида в связи с изменениями среды обитания Прежде всего, они связаны с геологическим прошлым той части Земного шара, где находится ареал атлантического лосося. Длительная изоляция акваторий, в которых сохранялись внутривидовые группировки атлантического лосося, при последующем возобновлении стабильных гидрологических связей между водоемами приводит к переносу генетического материала вместе с расселением рыб по новым местам обитания

Рисунок 6. Схема иерархической подразделенное™ вида Salmo salar L.

Таблица 3

Распределение генетического разнообразия по иерархическим уровням _в изученных популяциях лосося _

Уровень иерархии Относительное генное разнообразие (%)

межпопуляционный между регионами 12,1

между реками в пределах регионов 11,3

между притоками в пределах речной системы 2,3

внутрипопуляционный в пределах выборок 74,3

Наибольшие генетические различия наблюдаются между пулами популяций, обитающих по обе стороны Атлантики, — в реках Европы и Северной Америки, что свидетельствует в пользу предположения о дивергенции вида на эти две группировки в период Плейстоцена По данным разных авторов временные промежутки дивергенции североамериканских и европейских популяций датируются от 200 тысяч до 1 миллиона лет (Verspoor et al, 2005) В ходе дальнейшей эволюции каждая из двух группировок формировалась самостоятельно, поскольку на этом уровне иерархической соподчиненности вида их репродуктивная изоляция менее всего могла подвергаться регулярным нарушениям.

Несомненно, в пределах каждого из континентов основным фактором, повлиявшим на последующее становление современной популяционно-генетической структуры атлантического лосося (как и многих других видов), явились периоды оледенения и последующего отступления ледников Насыпающий ледник вызывал гибель всего живого, либо оттеснял водную флору и фауну в приледниковые водоемы В период последнего оледенения, эти водоемы, сыгравшие роль рефугиумов, окаймляли южную кромку ледникового щита В них, наряду с другими видами рыб, входящими в состав современной ихтиофауны северных водоемов, сохранился и лосось

В данном исследовании мы проанализировали и представили наиболее вероятные пути заселения лососем водоемов российской части ареала — Баренцева, Белого и Балтийского морей Вопрос о реколонизации атлантическим лососем бассейна Балтийского моря обсуждался неоднократно (Koljonen et al, 1999; Nilsson et al., 2001, Saisa et al, 2005) По нашему мнению, реки российской части Балтийского моря были заселены лососем из одного или нескольких приледниковых водоемов, располагавшихся к югу от современной береговой линии Балтики Балтийский лосось прошел сложную историю последовательных адаптаций к условиям обитания, поскольку водоемы-убежища, располагавшиеся на месте современного Балтийского моря, характеризовались чередованием пресноводных, морских и солоноватоводных фаз

В результате длительного периода изоляции в опресненных приледниковых водоемах у балтийского лосося произошла потеря части генофонда вида Salmo salar, что, в общем, характерно именно для пресноводных (озерных) популяций вида Уровень генетического разнообразия по индексу гетерозиготности в популяциях балтийского лосося почти в 1,5 раза ниже, чем в популяциях Кольского полуострова (Н=0,042 и Н=0,065, соответственно)

Существует предположение о том, что часть рек Балтийского моря была ре-колонизована из Восточной Атлантики Об этом свидетельствует тот факт, что в популяциях Ботнического залива присутствуют генетические маркеры, типичные для «атлантической» линии лосося Однако в юго-восточной части Балтийского моря, к которой относятся реки России, эти маркеры не обнаружены Факт реколонизации рек южной части Балтийского моря из единого рефугиума подтверждается данными ДНК-анализа во всех популяциях данного региона встречается единственный гаплотип митохондриальной ДНК, являющийся, по мнению ряда авторов, маркером «балтийской» линии лосося (Nilsson et al, 2001)

Реколонизация лососем Ладожского и Онежского озер, по нашему мнению, могла произойти из самостоятельных, не связанных с Балтийским морем, при-ледниковых водоемов Уровень полиморфизма локусов у лосося Ладожского и Онежского озер оказался существенно ниже, чем в популяциях Балтийского моря (Р=8,9, Р=13,3 и Р=18,9, соответственно) На дендрограмме популяции озерного лосося группируются в отдельные кластеры (рисунок 3) Полученные нами данные хорошо согласуются с существующей гипотезой о том, что Ладожское и Онежское озера были заселены лососевыми рыбами из самостоятельных приледниковых водоемов (Кудерский, 1990)

Вопрос о реколонизации лососем бассейнов Белого и Баренцева морей до сих пор остается наиболее сложным и дискутируемым. Особенности распределения частот генетических маркеров неоспоримо свидетельствуют о заселении лососем этой части региона, как минимум из 3-х независимых рефугиумов

Один из них — «атлантический» - располагался в водах Северной Испании (Consuegra et al, 2002) По мнению других авторов, эта область распространялась до южной Британии (Verspoor et al, 2005) Именно из этого рефугиума, практически по единому мнению всех исследователей, произошла экспансия вида вдоль Восточноатлантического побережья. В процессе отступления ледникового покрова рыбы заселяли освобождающиеся ото льда акватории. Атлантический лосось, перемещаясь к северу, освоил нерестовые реки Ирландии, Британии, Норвегии, а также водоемы Кольского полуострова и часть рек Карельского и Архангельского побережий Белого моря В реках Кольского полуострова и, в меньшей степени, Карелии и Архангельской области, встречается аллель локуса малатдегидрогеназы sMDH-B2*118, широко распространенный в популяциях Атлантики Дополнительное подтверждение данной гипотезы получено при изучении митохондриальной ДНК в реках Кольского полуострова и некоторых малых реках Архангельского побережья встречается гаплотип ВВВА, являющийся маркером «атлантической» линии (Nilsson et al., 2001, As-plund et al, 2004)

Вторым убежищем, явившимся источником для заселения рек Белого и Баренцева морей, оказались приледниковые водоемы, размещавшиеся у южного края ледникового щита, покрывавшего северо-западную часть современной России Известно, что приледниковые водоемы от Центральной Европы до Урала не были объединены водным стоком в единую систему, а распадались на ряд изолированных озер, соединявшихся кратковременными гидрологическими связями в период дегляциации (Квасов, 1975). Благодаря такой особенности еще в ледниковый период формировались различия между популяциями лосося из отдельных групп приледниковых водоемов, что в настоящее время находит отражение при изучении генетической структуры вида Лососи из южных приледниковых водоемов перемещались к северу и заселяли реки Белого и Баренцева морей, в первую очередь такие большие речные системы как Печора, Мезень, Северная Двина и Онега (Kuaersky, Titov, 2003) О давней обособленности этих популяций свидетельствует отсутствие в них гаплотипов ВВВА, характерных для «атлантической» линии вида. Лосось из южных приледниковых водо-

емов, вероятно, заселял и другие реки, впадающие в Баренцево и Белое моря по Архангельскому и Карельскому побережьям

Наконец, третьим источником заселения лососем водоемов северной части Российской территории явился Североамериканский континент Дня популяций Кольского полуострова, а также некоторых популяций Карелсьского и Архангельского побережья Белого моря обычен аллель локуса ESTD* (Kazakov, Titov, 1991, 1993, Skaala et al, 1998, Tonten et al., 2005), который является маркером североамериканских популяций и практически фиксирован на этом континенте (Bourke et al, 1997; Skaala et al., 1998) Аллель отсутствует в остальных европейских популяциях, что исключает его попадание в реки Беломорско-Баренцево-морского бассейна из «атлантического» рефугиума. Кроме того, при изучении митохондриальной ДНК, в популяциях Кольского полуострова были обнаружены гаплотипы NFLD, типичные для североамериканского лосося (Asplund et al, 2004).

ВЫВОДЫ

1. По результатам электрофоретического исследования популяций атлантического лосося по 32-м ферментным локусам выявлены не описывавшиеся ранее в других работах аллели локусов IDDH-1,2*, LDH-A2*, sMDH-A 1 *

2 Анализ параметров генетической изменчивости показал значительную гетерогенность популяций лосося из разных частей ареала по величинам уровня полиморфизма (Р=6,7-23,3) и относительной гетерозиготности (Н=0,019-0,077) Минимальные значения этих индексов характерны для пресноводных популяций Карелии, максимальные — для популяций Кольского полуострова

3 Наиболее высокие значения генетической дивергенции выявлены между популяциями Балтийского и Беломорско-Баренцевоморского бассейнов (Dn=0,030) В пределах Балтийского бассейна наиболее дивергировавшимися от остальных оказались популяции Онежского озера Лососи Беломорско-Баренцевоморского бассейна группируются в 3 дифференцированных кластера - популяции Кольского полуострова, Карелии и больших речных систем Архангельского побережья (рр Онега, Северная Двина, Мезень, Печора).

4 Полученные данные свидетельствуют о существовании значительной внутрипопуляционной подразделенности лосося в больших речных системах (рр Печора и Северная Двина) Лососей этих водоемов можно рассматривать как совокупность репродуктивно изолированных и приуроченных к отдельным нерестовым притокам популяций

5. Сложная популяционно-генетическая структура атлантического лосося, в значительной степени, сформировалась в процессе реколонизации этим видом нерестовых рек российской части ареала Бассейн Балтийского моря был заселен лососем из «балтийского» приледникового водоема, а в бассейны Онежского и Ладожского озер лосось проник из других, изолированных приледниковых убежищ Реки Белого и Баренцева морей были реколонизованы лососем, как минимум, из трех самостоятельных рефугиумов, располагавшихся на Североамериканском континенте, в Атлантике (Западная Европа) и на территории Северо-запада России

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Титов С.Ф 1984 Электрофоретический анализ молоди природной и заводской семги бассейна Белого моря//Тез докл науч -практич конф. "Проблемы рыбоводно-хозяйственных исследований внутренних водоемов Северо-Запада Европейской части СССР" Петрозаводск С 73-74

2. Титов С.Ф. 1988. Особенности генетического мониторинга заводских популяций атлантического лосося (Salmo salar L )//Тез докл 3 Всесоюз совещ по лососевидным рыбам Тольятти С 331-333

3. Титов С.Ф., Казаков Р В 1989. Генетический анализ атлантического лосося Salmo salar L. в связи с задачами искусственного формирования популяций//® кн. Генетика в аквакультуре Л С 179-186

4 Kazakov R V, Titov S.F. 1991 Geographical patterns in the population genetics of Atlantic Salmon, Salmo salar L on U S S R territory, as evidence for colonization routes//J Fish Biol Vol 39 N 1 P 1-6

5 Казаков PB., Титов С.Ф. 1992. Популяционно-генетический аспект рыбоводной работы в лососеводстве Европейского Севера СССР//С6 научн трудов ГосНИОРХ. Вып 304 С 109-124

6 Титов С.Ф., Казаков Р В, Антонова В П 1992 Внутрипопуляционная дифференциация атлантического лосося реки Печоры I Особенности генетического полиморфизма в Верхней Печоре и Пижме//Сб научн Трудов ГосНИОРХ Вып.304 С 146-155

7. Титов С.Ф. 1992 Особенности мониторинга генетической структуры заводских популяций атлантического лосося Salmo salar L//C6 научн трудов ГосНИОРХ Вып 304 С 156-163

8 Кудерский, Л А, Казаков Р В , Титов С.Ф. 1992 Пути формирования Европейской части ареала атлантического лосося Salmo salar L //Материалы VI Совещания «Вид и его продуктивность в ареале» С -Пб Гидрометеоиздат С 180-182

9 Kazakov R V., Titov S.F. 1993 Population genetics of salmon, Salmo salar L, in nothern Russia//Aquacult Fish Mngmt Vol 24 P. 495-506

10 Казаков PB , Титов С.Ф. 1995 Популяционно-генетическая структура атлантического лосося//Научные тетради ГосНИОРХ N 1 45 с

11 Казаков Р В., Титов С.Ф. 1998 Популяционно-генетическая организация вида Salmo salar L //В кн. Атлантический лосось С -Пб Наука С 43-72

12 Студенов И И, Титов С.Ф., Семенова О В 2000 Состояние естественного воспроизводства и популяционная структура атлантического лосося (Salmo salar L.) в притоках р Ваги и реке Ваеньге (бассейн р Северной Двины) //Вопросы ихтиологии Т 41 N2 С 210-219

13 Nilsson J., Gross R, Asplund T, Dove O, Jansson H, Kellameni J, Kohlmann К., Löytynoja A, Neelsen E E, Paaver T, Primmer С R., Titov S., Vasemagi A, Veselov A, Öst T, Lumme J 2001 Matrilmear phylogeography of Atlantic salmon (Salmo salar L.) m Europe and postglacial colonization of the Baltic Sea area//Molecular Ecology Vol 10 P. 89-102

14 Kudersky L A, Titov S F 2003 The lines of range evolution in the European subspecies of Atlantic salmon//Atlantic salmon biology, conservation and restoration. Petrozavodsk P 69-76.

15 Asplund T, Veselov A, Primmer C R„ Bakhmet I., Potutkin A., Titov S, Zubchenko A., Studenov I, Kaluzchin S., Lumme J. 2004 Geographical structure and postglacial history of mtDNA haplotype variation in Atlantic salmon (Salmo salar L ) among rivers of the White and Barents Sea basms//Annales Zoological Fen-mca Vol. 41. P. 465-175

16 Titov S. 2004. Protection of valuable and vulnerable fish//Sustainable Use, Management and Monitoring of Fish Resources in Lake Ladoga (ed M Viljanen) Reports of Karelian Institute, Universityof Joensuu N4 P 81-86

17 Tonteri A, Titov S, Veselov A, Zubchenko A, Koskinen MT, Les-barreres D , Kaluzchin S , Bakhmet I, Lumme J, Primmer C.R 2005 Phylogeogra-phy of anadromous and non-anadromous Atlantic salmon (Salmo salar L) from northern Europe based on multiple classes of molecular markers//Annales Zoological Fennica Vol. 42 P 1-22

18 Verspoor E, Beardmore J A., Consuegra S , Garcia de Leaniz C , Hmdar K, Jordan W C, Koljonen M -L, Makhrov A A, Paaver T., Sanchez J A., Skaala 0., Titov S. and Cross T F 2005 Population structure in the Atlantic salmon- insights from 40 years of research into genetic protein vanation//J Fish Biol Vol 67 (Suppl A) P. 3-54

Подписано в печать 28.09.2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Усл. п. л. 1,3. Заказ №634.

•Отпечатано в ООО «Издательство "ЛЕМА"»

199004, Россия, Санкт-Петербург, В О., Средний пр., д.24, тел./факс: 323-67-74 е-таИ: leitia@tRail.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Титов, Сергей Федорович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материал исследования.

2.2 Методы электрофоретического анализа.

ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ФЕРМЕНТНОГО ПОЛИМОРФИЗМА В ИССЛЕДОВАННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ.

3.1. Аспартатаминотрансфераза sAAT-4*.

3.2. Эстераза Д ESTD*.

3.3. Идитолдегидрогеназа IDDH-1,2* (сорбитолдегидрогеназа SDH-1,2*).

3.4. Изоцитратдегидрогеназа IDHP-3*.

3.5. Лактатдегидрогеназа LDH-A2*.

3.6. Малатдегидрогеназа sMDH-Al*.

3.7. Малатдегидрогеназа sMDH-Bl*.

3.8. Маликэнзим тМЕР-2*.

ГЛАВА 4. МЕЖПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ

ЛОСОСЯ.

ГЛАВА 5. ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ЛОСОСЯ ИЗ РЕК ПЕЧОРА И СЕВЕРНАЯ ДВИНА.

5.1. Популяционная структура лосося реки Печора.

5.2. Популяционная структура лосося реки Северная Двина.

ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛОСОСЯ В РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ АРЕАЛА.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Популяционно-генетическая структура атлантического лосося Salmo Salar L. из рек России"

Актуальность проблемы. Атлантический лосось широко распространен на Европейском и Североамериканском континентах, где является одним из наиболее ценных объектов как промышленного, так и спортивного лова. Его ареал включает моря северной Атлантики (нагульная часть) и сотни больших и малых рек Североамериканского и Европейского континентов (воспроизводительная часть). История промысла атлантического лосося по времени сопоставима с историей цивилизации человечества, а уловы еще недавно (во второй половине XIX — начале XX вв.) составляли десятки тысяч тонн (Казаков, 1998). Снижение уровня воспроизводства и, соответственно, уловов, наблюдается с начала прошлого столетия, но особенно заметным стало в последние десятилетия. В связи с чрезмерно интенсивным выловом, в том числе нелегальным, и разрушением среды обитания, многие популяции лосося оказались утраченными, а практически все сохранившиеся до наших дней резко сократились в численности. Исчезновение многих природных популяций и резкое сокращение численности сохранившихся не могло не привести к безвозвратной утрате части генофонда вида.

С целью охраны и восстановления численности атлантического лосося во всех странах, располагающих его запасами, проводятся рыбохозяйственные мероприятия, в числе которых регулирование промысла, создание водоохранных зон, восстановление нерестилищ, мест нагула молоди и т.д. На пополнение запасов атлантического лосося работают сотни рыбоводных заводов, и некоторые из них функционируют уже около века.

Однако при проведении охранных и рыбоводных мероприятий, а тем более при осуществлении промысла атлантического лосося, как правило, не учитывается сложная популяционная структура этого вида. Между тем высокая пластичность вида и наличие значительной репродуктивной изоляции между группировками рыб, населяющих различные водоемы, привели в ходе эволюции к возникновению множества уникальных популяций, адаптированных к локальным условиям среды обитания. Эти популяции существенно отличаются друг от друга биологическими характеристиками, в том числе особенностями генетической структуры.

С целью изучения генетических особенностей сохранившихся природных популяций лосося во многих зарубежных странах на протяжении почти 40 последних лет ведутся систематические генетические исследования этого вида, в первую очередь, с применением методов анализа белкового полиморфизма.

Несмотря на широкое распространение атлантического лосося в водоемах России, исследование популяционной структуры этого вида с привлечением генетических методов на российской части ареала проводилось ранее только эпизодически и охватывало, как правило, отдельные локальные популяции (Семенова, Слынько, 1988а, 19886; 1987; Офицеров и др., 1989; Makhrov et al., 2005). Применение методов биохимической генетики позволяет описать и количественно измерить параметры генетического полиморфизма в конкретных природных популяциях, определить степень внутривидовой и внутрипопуляционной дифференциации, выделить наиболее значимые генетические линии вида. Результаты подобных работ могут в дальнейшем использоваться как база данных для проведения мониторинга природных и заводских популяций атлантического лосося, разработки мер по охране генофонда этого ценного вида рыб и восстановлению его численности.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы — с использованием метода аллозимного анализа изучить популяционно-генетическую структуру атлантического лосося, обитающего в водоемах России и определить вероятные пути реколонизации этим видом российской части ареала в послеледниковый период. • Поставленная цель определила решение следующих задач:

1. Изучить мономорфные и полиморфные ферментные локусы в популяциях атлантического лосося; установить локусы, пригодные для последующих внутривидовых и внутрипопуляционных сравнений.

2. Оценить степень генетической дифференциации популяций атлантического лосося из рек бассейнов Баренцева, Белого, Балтийского морей, Ладожского, Онежского и других озер. Определить основные параметры генетической изменчивости для изученных популяций.

3. Исследовать внутрипопуляционную генетическую структуру атлантического лосося в пределах единой речной системы на примере бассейнов рек Печора и Северная Двина.

4. Описать популяционно-генетическую структуру атлантического лосося в водоемах России; определить вероятные рефугиумы (позднечетвертичные убежища вида) и установить возможные пути реколонизации лососем российской части ареала в послеледниковое время.

Научная новизна. Дано подробное описание наследственной изменчивости по белковым локусам атлантического лосося, обитающего в российской части ареала (бассейны Баренцева, Белого, Балтийского морей, озер Ладожского, Онежского, Куйто, Каменное, Сегозера). Впервые для атлантического лосося описан полиморфизм по локусу LDH-A2*. Для локусов sMDH-Al* и IDDH-2* выявлены аллели, ранее не отмеченные в литературе. Для популяций из исследованных регионов определены основные параметры генетической изменчивости: количество аллелей на локус, уровень полиморфизма и средняя гетерозиготность. Получены оценки межпопуляционных генетических расстояний (D) по 32-м локусам. Выделены основные генетические линии популяций, привносящих основной вклад в генетическое разнообразие вида в водоемах России. Проведена оценка уровня внут-рипопуляционной подразделенности лосося в больших речных системах Печоры и Северной Двины. Дано описание популяционно-генетической структуры атлантического лосося в водоемах России; определены вероятные рефугиумы (приледни-ковые убежища) вида и проанализированы возможные пути реколонизации лососем российской части ареала в послеледниковое время.

Практическая значимость. Выявленные генетические маркеры, их частоты, а также величины параметров наследственной изменчивости изученных популяций могут быть использованы в качестве первичных данных при проведении генетического мониторинга природных и заводских популяций атлантического лосося. Выделение основных, наиболее важных, генетических линий лосося, обитающего в российской части ареала позволяет эффективно и научно обоснованно осуществлять поиск и выбор оптимальных доноров при восстановлении утраченных популяций.

Выявленные диагностические (уникальные для той или иной популяции) аллели и локусы могут быть использованы в качестве генетических маркеров для оптимизации промышленного лова смешанных стад лосося в реках и морской части акватории.

Апробация работы. Основные результаты настоящего исследования представлялись на 3 Всесоюзном совещании по генетике, селекции и гибридизации рыб (Тарту, 1986), 3 Всесоюзном совещании по лососевидным рыбам (Тольятти, 1988), симпозиуме по атлантическому лососю (Сыктывкар, 1990), Международном Семинаре по вопросам заводского разведения лосося и кумжи в Балтийском регионе (Элвкарлебю, Швеция, 1998), Международной конференции «Атлантический лосось: биология, охрана и воспроизводство» (Петрозаводск, 2000), Международной Конференции «Биоразнообразие Европейского Севера» (Петрозаводск, 2001), Международном совещании по генетике лосося (Абердин, Шотландия, 2002), III Международной Конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» (Сыктывкар, 2003), Рабочей группе по балтийскому лососю и кумже ICES, а также на научных семинарах ГосНИОРХ и лаборатории мониторинга популяций лососевых рыб.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 107 страницах, содержит 27 таблиц и 23 рисунка. Список цитированной литературы содержит 158 источника, из них 118 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Ихтиология", Титов, Сергей Федорович

ВЫВОДЫ

1. По результатам электрофоретичеекого исследования популяций атлантического лосося по 32-м ферментным локусам выявлены не описывавшиеся ранее в других работах аллели локусов IDDH-1,2*, LDH-A2*, sMDH-Al*.

2. Анализ параметров генетической изменчивости показал значительную гетерогенность популяций лосося из разных частей ареала по величинам уровня полиморфизма (Р=6,7-23,3) и относительной гетерозиготности (Н=0,019-0,077). Минимальные значения этих индексов характерны для пресноводных популяций Карелии, максимальные - для популяций Кольского полуострова.

3. Наиболее высокие значения генетической дивергенции выявлены между популяциями Балтийского и Беломорско-Баренцевоморского бассейнов (DN=0,030). В пределах Балтийского бассейна наиболее дивергировавшимися от остальных оказались популяции Онежского озера. Лососи Беломорско-Баренцевоморского бассейна группируются в 3 дифференцированных кластера - популяции Кольского полуострова, Карелии и больших речных систем Архангельского побережья (pp. Онега, Северная Двина, Мезень, Печора).

4. Полученные данные свидетельствуют о существовании значительной внут-рипопуляционной подразделенности лосося в больших речных системах (pp. Печора и Северная Двина). Лососей этих водоемов можно рассматривать как совокупность репродуктивно изолированных и приуроченных к отдельным нерестовым притокам популяций.

5. Сложная популяционно-генетическая структура атлантического лосося, в значительной степени, сформировалась в процессе реколонизации этим видом нерестовых рек российской части ареала. Бассейн Балтийского моря был заселен лососем из «балтийского» приледникового водоема, а в бассейны Онежского и Ладожского озер лосось проник из других, изолированных приледниковых убежищ. Реки Белого и Баренцева морей были реколонизованы лососем, как минимум, из трех самостоятельных рефугиумов, располагавшихся на Североамериканском континенте, в Атлантике (Западная Европа) и на территории Северо-запада России.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Титов, Сергей Федорович, Санкт-Петербург

1. Алтухов Ю. П. 1973. Локальные стада рыб как генетически стабильные популяционные системы//Биохимическая генетика рыб. Л. С.43-53.

2. Алтухов Ю. П. 1974. Популяционная генетика рыб. М.: Пищ. пром-ть. 247 с.

3. Алтухов Ю. П. 1983. Генетические процессы в популяциях. 1-е изд. М.: Наука. 279 с.

4. Алтухов Ю. П. 1989. Генетические процессы в популяциях. 2-е изд. М.: Наука. 328 с.

5. Алтухов Ю. П. 1995. Генетика популяций и сохранение биоразнооб-разия//Соросовский образовательный журнал. № 1. С. 32-43.

6. Алтухов Ю. П. 2003. Генетические процессы в популяциях. 3-е изд. М.: ИКЦ «Академкнига». 431 с.

7. Груздев А. И., Полина А. В. 1980. Изоферменты LdH в постэмбриональном развитии лосося//Биохимия пресноводных рыб Карелии. Петрозаводск. С. 68-73.

8. Груздев А. И., Сидоров В. С., Полина А. В. 1981. Сезонные различия в изоферментном составе лактатдегидрогеназы молоди лосося Salmo salar ^//Сравнительные аспекты биохимии рыб и некоторых других животных. Петрозаводск. С. 69-73.

9. Ермоленко Л.Н., Пустовойт С.П., Макоедов А.Н., Викторовский P.M. 1987. Генетика изоферментов лактатдегидрогеназы у лососевых рыб//Генетика. Т. 23. № 2. С. 344 354.

10. Захаров А. Б. 1983. Электрофоретический анализ НЬ у печорской семги Salmo salar Ь.//Водоемы бассейнов рек Печоры и Вычегды. (Тр. Коми фил. АН СССР. № 57). Сыктывкар. С. 126-139

11. Захаров А. Б. 1990. Исследование сезонной динамики белков сыворотки крови у пестряток Печорской семги//Биология атлантического лосося на европейском Севере СССР. (Тр. Коми науч. центра Урал, отд-ния АН СССР. № 114). Сыктывкар. С. 94-103.

12. Казаков Р. В. 1998. История и состояние промысла атлантического лосося в России//Атлантический лосось. СПб.: Наука. С. 335-382.

13. Казаков Р. В., Веселое А. Е. 1998. Популяционный фонд атлантического лосося России//Атлантический лосось. СПб.: Наука. С. 383-395.

14. Казаков Р. В., Титов С. Ф. 1992. Популяционно-генетический аспект в лососеводстве европейского Севера СССР//С6. науч. тр. ГосНИОРХ. Вып. 304. С. 70-77.

15. Казаков Р. В., Титов С. Ф. 1995. Популяционно-генетическая структура атлантического лосося. СПб.: ГосНИОРХ. (Научные тетради; № 1). 45 с.

16. Казаков Р. В., Титов С. Ф. 1998. Популяционно-генетическая организация вида Salmo salar Ь.//Атлантический лосось. СПб.: Наука. С. 335382.

17. Квасов Д.Д. 1975. Позднечетвертичная история крупных озер и внутренних морей Восточной Европы. JL: Наука. 278 с.

18. Кирпичников B.C. 1979. Генетические основы селекции рыб. JI.: Наука. 391 с.

19. Кирпичников B.C. 1987. Генетика и селекция рыб. JL: Наука. 520 с.

20. Корочкин JI. И., Серов O.JL, Манченко Г.П. 1977. Генетика изофер-ментов. М.: Наука. 279 с.

21. Кудерский JI.A. 1987. Пути формирования северных элементов ихтиофауны Севера европейской территории СССР//С6. науч. тр. Проблемы теории и практики рыбохозяйственной науки. JL: Промрыбвод. С. 102— 121.

22. Кудерский JI.A. 1990. История Ладожского озера по данным об ихтиофауне. История Онежского озера по данным об ихтиофауне//История Ладожского, Онежского, Псковско-Чудского озер, Байкала и Ханки. Л.: Наука. С. 63-65, 106-108.

23. Кудерский Л.А., Казаков Р.В., Титов С.Ф. 1993. Пути формирования европейской части ареала атлантического лосося//Сб.: Материалы 6 со-вещ. «Вид и его продуктивность в ареале». СПб.: Гидрометеоиздат. С. 180-182.

24. Кудерский Л.А., Титов С.Ф. 2003. Пути формирования современного ареала европейского подвида атлантического лосося//Атлантический лосось: биология, охрана и воспроизводство. Петрозаводск. С. 147-148.

25. Махров А. А., Скола О., Алтухов Ю.П., Саундерс Р.Л. 1998. Алло-зимный локус ESTD* как маркер генетической дифференциации популяций атлантического лосося (Salmo salar L.) Европы и Северной Амери-ки//Доклады Академии Наук. Т. 360. № 6. С. 850-852.

26. Махров А. А., Болотов И. Н. 2006. Пути расселения и видовая принадлежность пресноводных животных Севера Европы (обзор молекуляр-но-генетических исследований)//Генетика. Т. 42. № 10. С. 1319-1334.

27. Новиков Г.Г. 1973. Белки сыворотки крови рыб рода £д//«о//Биохимическая генетика рыб. JI. С. 72-75.

28. Офицеров М. В., Голованова Т. С., Витвицкая J1. В., Никоноров С. И. 1989. Влияние заводского разведения на генетическое разнообразие Атлантического лосося, Salmo salar.//Bonpocbi ихтиологии. № 5. С. 871-874.

29. Сачко Г.Д. 1973. Генетика изозимов лактатдегидрогеназы у тихоокеанских лососей/УБиохимическая генетика рыб. Материалы I Всесоюзного совещания. JI. С. 155-160.

30. Семенова С.К., Слынько В.И. 1988а. Генетическая дифференциация популяций атлантического лосося {Salmo salar L.) северо-западной части СССР//Доклады АН СССР. Т. 300. № 5. С. 1239-1243.

31. Семенова С.К., Слынько В.И. 19886. Полиморфизм белков в популяциях атлантического лосося {Salmo salar L.), кумжи {S. trutta L.) и их гибридов//Генетика. Т. 24. № 3. С. 548-555.

32. Столь Г. 1991. Генетическая структура популяций атлантического лосося//Популяционная генетика и управление рыбным хозяйством. М. С.155-176.

33. Студенов И. И. 1997. Условия и состояние естественного воспроизводства атлантического лосося в бассейне р. Северной Дви-ны//Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. С.-Пб. 24 с.

34. Титов С.Ф. 1992. Особенности мониторинга генетической структуры заводских популяций атлантического лосося S. salar L.//Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. Вып.304. С. 156-163.

35. Титов С.Ф., Казаков Р.В. 1989. Генетический анализ атлантического лосося Salmo salar L. в связи с задачами искусственного формирования популяций//Генетика в аквакультуре. JI. С. 179-186.

36. Титов С.Ф., Казаков Р.В., Антонова В.П. 1992. Внутрипопуляционная дифференциация атлантического лосося Salmo salar L. реки Печоры. 1. Особенности генетического полиморфизма в Пижме и Верхней Печо-ре//Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. Вып.304. С. 146-155.

37. Шубин П.Н., Захаров А.Б., Монгалев Н.П. 1979. Электрофоретиче-ские исследования белков у печорской популяции атлантического лосося/Яр. Коми фил. АН СССР. №40. С. 82-94.

38. Шубин П.Н., Качмарчик Э.В. 1974. Электрофоретические исследования гемоглобина у двухвозрастных форм печорской семги//Вопр. ихтиологии. Т.14. Вып.6(89). С. 1141-1143.

39. Шубин П.Н., Челпанова Т.И., Шубин П.Н. 1990. Изменчивость частот аллелей Ме-2 локуса у семги рек Европейского Севера//Симпозиум по атлантическому лососю. Тез. докл. АН СССР, УрО КНЦ. Сыктывкар. С. 79.

40. Aebersold P.B., Winans G.A., Teel D.J., Milner G.B., Utter F.M. 1987. Manual for Starch Gel Electrophoresis: a Method for the Detection of Genetic Variation//NOAA Technical Report NMFS 61. 19 p.

41. Bailey J. S., Tsuyuki H., Wilson A. C. 1976. The number of genes for lactate dehydrogenase in salmonid fishes//J. Fish. Res. Board Can. V. 33. №4. Part. 1. P. 760-767.

42. Birt T. P., Green J. M., Davidson W. S. 1991. Mitochondrial variation reveals genetically distinct sympatric populations of anadromous and nonana-dromous Atlantic salmon, Salmo salar//Can. J. Fish. Aquat. Sci. 48. P. 577— 582.

43. Black W. C. 1997. BIOSYS-2. A computer program for the analysis of allelic variation in genetics. Department of Microbiology, Colorado State University.

44. Blanco G., Ramos M. D., Vazquez E. & Sanchez J. A. 2005. Assessing temporal and spatial variation in wild populations of Atlantic salmon with particular reference to Asturias (Northern Spain) rivers// J. Fish Biol. V. 67 (Suppl. A). P. 169-184.

45. Bourke E. A., Coughlan J., Jansson H., Galvin P., Cross T. F. 1997. Al-lozyme variation in populations of Atlantic salmon located throughout

46. Europe: diversity that could be compromised by introductions of reared fish//ICES J. Marine Science. 54. P. 974-985.

47. Carbery J.T. 1969. Studies of electrophoretic pattern of serum proteins of Atlantic salmon Salmo salarllRes. Vet. Sci. 10. P. 295-296.

48. Chakraborty R. 1980. Gene-diversity analysis in nested subdivided popu-lations//Genetics. V. 96. P. 721-726.

49. Child A.R., Burnell A.M., Wilkins N.P. 1976. The existence of two races of Atlantic salmon (Salmo salar L) in the British Isles//J. Fish Biol. V.8. P. 35-43.

50. Consuegra S., Garcia de Leaniz C., Serdio A., Gonzalez Morales M., Straus L. G., Knox D., Verspoor E. 2002. Mitochondrial DNA variation in Pleistocene and Modern Atlantic salmon from the Iberian Glacial refu-gium//Molecular Ecology. N 11. P. 2037-2048.

51. Cordes J. F., Perkins D. L., Kincaid H. L., May B. 2005. Genetic analysis of fish genomes and populations: allozyme variation within and among Atlantic salmon from Downeast Rivers of Main//J. Fish Biol. V. 67. (Suppl. A). P. 104-117.

52. Cross T. F. 1989. Genetics and the Management of the Atlantic Salmon. //Pitlochry, Scotland Atlantic Salmon Trust. P. 74.

53. Cross T. F., Payne R. H. 1977. NADP-isocitrate dehydrogenase polymorphism in the Atlantic salmon, Salmo salarllJ. Fish Biol. V. 11. P. 493-496.

54. Cross T.F., Ward R.D. 1980. Protein variation and duplicate loci in the Atlantic salmon, Salmo salar L//Genetic Research, Cambridge. 36. P.147-165.

55. Cross T.F., Ward R.D., Abreu-Grobois A. 1979. Duplicate loci and allelic variation for mitochondrai malic enzyme in the Atlantic salmon (S. salar L.)//Comparative Biochemistry and Physiology. 62B. P. 403-406.

56. Crozier W. W., Moffett I. J. J. 1989. Amount and distribution of biochemical genetic variation among wild populations and a hatchery stock of Atlantic salmon, Salmo salar L., from north-east Ireland// J. Fish Biol. V. 35. P. 665-677.

57. Danielsdottir A.K., Marteinsdottir G., Arnason F., Gudjonsson S. 1997. Genetic structure of wild and reared Atlantic salmon (Salmo salar L.) populations in Iceland//ICES Journal of Marine Science. 54. P. 986-997.

58. Davidson W. S., Birt T. P., Green J. M. 1989. A review of genetic variation in Atlantic salmon, Salmo salar L., and its importance for stock identification, enhancement programmes and aquaculture//J. Fish Biol. V. 34. P. 547560.

59. Davis B.J. 1964. Disc electrophoresis. 2. Method and application to human serum proteins//Ann. N. Y. Acad. Sci. 121. P. 404-427.

60. Elo K., Vuorinen J.A., Niemela E. 1994. Genetic resources of Atlantic salmon (Salmo salar L.) in Teno and Naatamo Rivers, northernmost Europe//Hereditas. 120. P. 19-28.

61. Galvin P., Cross T. F., Ferguson A. 1994. Genetic differentiation and gene flow in Atlantic salmon, Salmo salar L.: a case study of the River Shannon system in Ireland//Aquaculture and Fisheries Management. 25. P. 131— 145.

62. Garcia de Leaniz C., Verspoor E. 1989. Natural hybridization between Atlantic salmon, Salmo salar, and brown trout, Salmo trutta, in northern Spain// J. Fish Biol. V. 34. P. 41-46.

63. Guyomard R. 1987. Differenciation genetique des populations de saumon atlantique: revue et interpretation des donnees electrophoretiques et quantitatives//Restauration des rivieres a saumons, Thibault M. and Billard R. eds. Paris: INRA. P. 297-308.

64. Heggberget T.G., Lund R.A., Ryman N., Stahl G. 1986. Growth and genetic variation of Atlantic salmon (Salmo salar) from different sections of the River Alta, North Norway// Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 43. P. 1828-1835.

65. Jordan W. C., Youngson A. F. 1991. Genetic protein variation and natural selection in Atlantic salmon (Salmo salar) parr// J. Fish Biol. V. 39 (Suppl. A). P. 185-192.

66. Jordan W.C., Youngson A.F. 1992. The use of genetic marking to assess the reproductive success of mature male Atlantic salmon parr (S. salar L.) under natural spawning conditions//J. Fish Biol. V. 41. P. 613-618.

67. Jordan W. C., Youngson A. F., Hay D. W., Ferguson A. 1992. Genetic protein variation in natural populations of Atlantic salmon (Salmo salar) in Scotland: temporal and spatial variation// Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 49. P. 1863-1872.

68. KazakovR.V. 1993. Population fund of the Atlantic salmon in Rus-sia//Proc. VI Meeting of the Project "Species and its productivity in the distribution area". St Petersburg: Gidrometeoizdat. P. 190-192.

69. KazakovR.V., Titov S.F. 1991. Geographical patterns in the population genetics of Atlantic salmon, Salmo salar L. on USSR territory, as evidence for colonization routes//J. Fish Biol. V. 39. P. 1-6.

70. KazakovR.V., Titov S.F. 1993. Population genetics of salmon, Salmo salar L., in northern Russia//J. Aquacult. Fish. Manag. V. 24. 4. P. 495-506.

71. Kenzie J.A., Paim U. 1969. Variations in the plasma proteins of Atlantic salmon {Salmo salar L.)//Canad. J. Zool. V. 47. P. 759-761.

72. Koch H.J.A., Bergstrom E., Bodarwe-Schmitz E., Evans J.C. 1968. The separation on the haemoglobins of Salmo salar L. by means of isoelectric fo-cussing//Meded. K. Vlaam. Acad. 30. P. 3-16.

73. Koch H.J.A., Bergstrom E., Evans J.C. 1964. The microelectrophoretic separation on starch gel of the haemoglobins of Salmo salar L.//Meded. K. Vlaam. Acad. 26. P. 1-32.

74. Koch H.J.A., Bergstrom E., Evans J.C. 1966a. A shift in the proportion of the haemoglobin components of the Atlantic salmon//Swed. Salmon Res. Inst. Rept. (LFI Medd.). 8. P. 1-7.

75. Koch H.J.A., Bergstrom E., Evans J.C. 1966b. A size-correlated shift in the proportions of the Haemoglobin components of the Atlantic salmon (;Salmo salar) and the sea trout (Salmo trutta L.)//Meded. K. Vlaam. Acad. 28. P. 1-20.

76. Koch H.J.A., Wilkins N.P., Bergstrom E., Evans J.C. 1967. Further studies on the multiple components of the haemoglobins of Salmo salar L.//Swed. Salmon Res. Inst. Rept. (LFI Medd.). 7. P. 1-16.

77. Koljonen M.-L. 1989. Elektrophoreticaly detectable variation in natural and hatchery stocks of Atlantic salmon in Finland//Hereditas. 110. P. 23-35.

78. Koljonen M.-L. 1995. Distinguishing between resident and migrating Atlantic salmon (Salmo salar) stock composition analysis// Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 52. P. 665-674.

79. Koljonen M.-L., Jansson H., Paaver Т., Vasin 0., Koskiniemi J. 1999. Phylogeographic lineages and differentiation pattern of Atlantic salmon

80. Salmo salar) in the Baltic Sea with management implications//Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 56. P. 1766-1780.

81. Makhrov A.A., Verspoor E., Artamonova V.S., O'Sullivan M. 2005. Atlantic salmon colonization of the Russian Arctic coast: pioneers from North America//.!. Fish Biol. V. 67 (Suppl. A). P. 68-79.

82. McElligott E. A., Cross T. F. 1991. Protein variation in wild Atlantic salmon, with particular reference to southern Ireland//.!. Fish Biol. V. 39 (Suppl. A). P. 35-42.

83. Moller D. 1969. Concepts used in the biochemical and serological inden-tification of fish stocks//Rapp. proc.-verb. reun. Cons, intern, explor. mer. V. 159. P. 7-9.

84. Moller D. 1970a. Transferrin polymorphism in Atlantic salmon {Salmo salar) //J. Fish. Res. Board Canad. V. 27. P. 1617-1625.

85. Moller D. 1970b. Polymorphism of serum transferrin in Atlantic salmon//Intern. Commis. Northwest Atlant. Fish. Res. Doc. 70/56, N 2391. P. 1-12.

86. Moller D. 1970c. Genetic diversity in Atlantic salmon and salmon management in relation to genetic factors //Intern. Atlantic Salmon Found. Spec. Publ. Ser. V. 1. N 1. P. 7-29.

87. Moller D. 2005. Genetic studies on serum transferrins in Atlantic salmon//J. Fish Biol. V. 67. P. 55-67.

88. Moran P., Pendas A.M., Garcia-Vazquez E., Izquierdo J.I. 1994. Genetic Variation among Atlantic salmon in six Spanish rivers //J. Fish Biol. V. 45, N 5. P. 831-837.

89. Moran P., Perez J., Garcia-Vazquez E. 2005a. Genetic variation at enzyme loci in the southernmost European populations of Atlantic salmon//J. Fish Biol. V. 67 (Suppl. A). P. 206-212.

90. Moran P., Perez J., Dumas J., Beall E., Garcia-Vazquez E. 2005b. Stocking-related patterns of genetic variation at enzymatic loci in south European Atlantic salmon populations//!. Fish Biol. V. 67. P. 185-199.

91. Nei M. 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals//Genetics. N 89. P. 583-590.

92. Nyman O.L. 1965a. Variation of proteins in hybrids and parental species of fishes.//Salmon Research Institute, Laxforskningsinstitutet Meddelande, Alvkarleby, Sweden. 13. 11 p.

93. Nyman O.L. 1965b. Proteinvariationen hos lax.//Salmon Researh Institute, Laxforskningsinstitutet Meddelande, Alvkarleby, Sweden. 10. 9 p.

94. Nyman O.L. 1966. Geographical variation in Atlantic salmon (Salmo salar L.)//Salmon Research Institute, Laxforsknngsinstitutet Meddelande, Alvkarleby, Sweden. 3. 6 p.

95. Nyman, O.L. 1967a. Plasma esterases of some marine and anadromous teleosts and their application in biochemical systematics//Report of the Institute of Freshwater Research, Drottningholm. 51. P. 109-123.

96. Nyman O.L. 1967b. Protein variations in Salmonidae//Report of the Institute of Freshwater Research, Drottningholm. 47. P. 5-38.

97. Nyman O.L. 1967c. Protein variations in various populations of Atlantic salmon (Salmo salar L.)//Salmon Research Institute, Laxforskningsinstitutet Meddelande, Alvkarleby, Sweden. 8. 11 p.

98. Nyman O.L., Pippy J.H.C. 1972. Differences in Atlantic salmon, Salmo salar, from North America and Europe//J. Fish. Res. Board Can. 29. P. 179— 185.

99. O'Connell M., Skibinski D. 0. F., Beardmore J. A. 1995. Mitochondrial DNA and allozyme variation in Atlantic salmon (Salmo salar L.) populations in Wales//Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 52. P. 171-178.

100. O'Connell M., Skibinski D. О. F., Beardmore J. A. 1996. Patterns of mtDNA and allozyme diversity in British Atlantic salmon (S. salar L.) populations with different stocking histories//J. Fish Biol. V. 48.P. 1023-1026.

101. Ofitserov M.V., Maldov D.G. 1994. IDHP-3* 116 allele as a marker of instabilty to environmental factors in Atlantic salmon//Doklady Akademii Nauk USSR. 338. P. 134-137.

102. Ohno S. 1970. The enormous diversity in genome sizes of fish as a reflection of nature's extensive experiments with gene duplication//Trans. Amer. Fish. Soc. V. 99. N 1. P. 120-130.

103. Peacock A.C., Bunting S.L., Quenn K.G. 1965. Serum protein electrophoresis in acrilamide gel: patterns from normal human subjects//Science. V. 147. P. 1451-1452.

104. Payne R.H. 1974. Transferrin variation in North American populations of the Atlantic salmon, Salmo salar// J. Fish. Res. Board Can. V. 31. P. 10371041.

105. Payne R.H., Child A.R., Forrest A. 1971a. Geographical variation in the Atlantic salmon//Nature. 231. P. 250-252.

106. Payne R. H., Cross T.F. 1977. Liver aspartate amino transferase polymorphism: a new tool for estimating proportions of European and North American salmon at West Greenland// ICES. C.M. 1977/M:10. 7 p.

107. Ryman N. 1983. Patterns of distribution of biochemical genetic variation in salmonids: differences between species//Aquaculture. V. 33. P. 1-21.

108. Sanchez J.A., Blanco G., Vazquez E., Garcia E., Rubio J. 1991. Allozyme variation in natural populations of Atlantic salmon in Asturias (northern Spain)//Aquaculture. V. 93. 4. P. 291-298.

109. Shaklee J.B., Allendorf F.W., Morizot D.C., Whitt G.S. 1990. Gene nomenclature for protein-coding loci in fish//Trans. Amer. Fish. Soc. V. 119. P. 2-15.

110. Shaw C.R., Prasad R. 1970. Starch gel electrophoresis of enzymes a compilation of recipes//Biochemical Genetics. N 4. P. 297-320.

111. Skaala O., Makhrov A.A., Karlsen Т., Jorstad K.E., Altukhov Y.P., Poli-tov D.V., Kuzishin K.V., Novikov G.G. 1998. Genetic comparison of salmon from the White Sea and north-western Atlantic Ocean//J. Fish Biol. V. 53. P. 569-580.

112. Skaala O., Taggart J. B. & Gunnes K. 2005. Genetic differences between five major domesticated strains of Atlantic salmon and wild salmon// J. Fish Biol. V. 67 (Suppl. A). P. 118-128.

113. Stahl G. 1981. Genetic differentiation among natural populations of Atalntic salmon (Salmo salar) in norhtern Sweden//Ecol. Bull. N 34. P. 95105.

114. Stahl G. 1983. Differences in the amount and distribution of genetic variation between natural populations and hatchery stocks of Atlantic salmon//Aquaculture. V. 33. 1-4. P. 23-32.

115. Stahl G. 1987. Genetic population structure of Atlantic salmon//Population genetics and its application to fisheries management. Seattle: Univ. Wash. Press. P. 121-140.

116. Stahl G., Hindar K. 1988. Genetisk struktur hos norsk laks: status og per-spektiver//Rapport fra Fiskeforskningen, Direktoratet for Naturforvaltning. 1. P. 1-57.

117. Stahl G., Loudenslager E.J., Saunders R.L., Schofield E.J. 1983. Electro-phoretic study on Atlantic salmon populations from the Miramichi River (New Brunswick) system, Canada//ICES. C.M. 1983/M:20.

118. Swofford D.L., Selander R.B. 1989. BIOSYS-1: a FORTRAN program for the comprehensive analysis of electrophoretic data in population genetics and systematics//J. Hered. V. 72. P. 281-283

119. Taggart J. В., Verspoor E., Galvin P. Т., Moran P., Ferguson A. 1995. A minisatellite marker for discriminating between European and North American Atlantic salmon (Salmo salar)// Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 52. P. 2305-231 1.

120. Thorpe J. E., Koonce J.F., Borgeson D., Henderson В., Lamsa A., Mait-land P.S., Ross M.A., Simon R.S., Walters C. 1981. Assessing and managing man's impact on fish genetic resources//Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 38. 12. P. 1899-1907.

121. Vazquez E., Presa P., Sanchez J. A., Blanco G., Utter F. 1993. Genetic characterization of introduced populations of Atlantic salmon, Salmo salar, in Asturias (Northern Spain)//Hereditas. V. 119. 1. P. 47-51.

122. Verspoor E. 1986a. Genetic discrimination of European and North American Atlantic salmon using multiple polymorphic protein loci: potential for stock separation in the West Greenland fishery//ICES. C.M. 1986/M:10.

123. Verspoor E. 1986b. Spatial correlations of transferrin allele frequences in Atlantic salmon (Salmo salar) populations from north America//Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 5. P. 1074-1078.

124. Verspoor E. 1988. Identification of stocks in the Atlantic salmon//Present and future Atlantic salmon management: Proc. Symp./Ed. R.Stroud. Ipswich (Ma); Savannah (Ga). P. 37-46. (Marine Recreational Fisheries; N 12).

125. Verspoor E. 1997. Genetic diversity among Atlantic salmon (Salmo salar L.) populations//ICES J. Marine Science. 54. P. 965-973.

126. Verspoor E. 2005. Regional differentiation of North American Atlantic salmon at allozyme loci//J. Fish Biol. V. 67. (Suppl. A). P. 80-103.

127. Verspoor E., Cole L. C. 1989. Genetically distinct sympatric populations of resident and anadromous Atlantic salmon Salmo salar//Can. J. Zool. 67. P. 1453-1461.

128. Verspoor E., Cole L. J. 2005. Genetic evidence for lacustrine spawning of the nonanadromous Atlantic salmon population of Little Gull Lake, Newfoundland// J. Fish Biol. V. 67. (Suppl. A). P. 200-205.

129. Verspoor E., Fraser N. H. C., Youngson A. F. 1991. Protein polymorphism in Atlantic salmon within a Scottish river: evidence for selection and estimates of gene flow between tributaries//Aquaculture. V. 98. 1-3. P. 217230.

130. Verspoor E., McCarthy E. 1997. Genetic divergence at the NAD.-dependent malic enzyme locus in Atlantic salmon from Europe and North America//J. Fish Biol. V. 51. P. 155-163.

131. Verspoor E., McCarthy E„ Knox D., Bourke E., Cross T. F. 1999. Phy-logeography of European Atlantic salmon (Salmo salar L.) based on variation in the NDl/16sRNA region of the mtDNA//Biol. J. Linn. Soc. 68 P. 129-146.

132. Verspoor E., O'Sullivan M., Arnold A. L., Knox, D„ Amiro P. G. 2002. Restricted matrilineal gene flow and regional differentiation among Atlantic salmon (S.salar L.) populations within the Bay of Fundy, Eastern Can-ada//Heredity. 89. P. 465-472.

133. Vuorinen J. 1982. Little genetic variation in the Finnish Lake salmon, Salmo salar sebago (Girard)//Hereditas. V. 97. P. 189-192.

134. Vuorinen J., Berg О. 1989. Genetic Divergence of Anadromous and Nonanadromous Atlantic Salmon (S. salar) in the River Namsen, Nor-way//Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 46. P. 406-409.

135. Westman K. 1970. Haemoglobin polymorphism and its ontogeny in sea-running and landlocked Atlantic salmon (Salmo salar): Suomalais, tiedeakat, toimituks//Ser. Aiv. N 170. 28 p.

136. Wilkins N. P. 1967. Scottish biochemical studies on salmon//Intern. Commis. Northwest Atlant. Fish. Res. Doc. 68/69. Ser. N 1898.

137. Wilkins N.P. 1968. Multiple haemoglobins of the Atlantic salmon (Salmo salar L.)//J. Fish. Res. Board Canad. V. 25. 112. P. 2651-2663.

138. Wilkins N.P. 1969. Serum proteins//Directorate of fisheries research report for 1968. Marine Laboratory Aberdeen. 49 p.

139. Wilkins N.P. 1970. The sub-unit composition of the haemoglobins of the atlantic salmon (Salmo salar L.)//Biochim. biophys. acta. V. 214. P. 52-63.

140. Wilkins N.P. 1971. Biochemical and serological studies on Atalntic salmon Salmo salar L.//Rapp. proc.-verb. reun. Cons, intern, explor. mer. V. 161. P. 91-95.

141. Wilkins N.P. 1972a. Biochemical genetics of the Atlantic salmon Salmo salar L. I. A review of recent studies//J. Fish Biol. V. 4. P. 487-504.

142. Wilkins N.P. 1972b. Biochemical genetics of the Atlantic salmon Salmo salar L. II. The significance of recent studies and their application in population identification//;. Fish Biol. V. 4. P. 505-517.

143. Wilkins N.P. 1985. Salmon Stocks: a Genetic Perspective//Atlantic Salmon Trust, Pitlochry, Scotland, p. 30.

144. Wilkins N.P. 1986. Stocks de Saumons: perspectives genetiques//Cahiers sci. Suppl. revue Saumons. AIDSA. N 1. P. 1-43.

145. Wilson J.F., Bourke E.A., Cross T.F. 1995. A triose-phosphate isomerase polymorphism in the Atlantic salmon//Biochem. Genet. V. 33, 1/2. P. 25-33.

146. Youngson A. F., Martin S. A. M., Jordan W. C., Verspoor E. 1991. Genetic protein variation in Atlantic salmon in Scotland: comparison of wild and farmed fish//Aquaculture. V. 98 P. 231-242.