| Авторы |
Максим Дмитриевич Симаков, инженер-исследователь лаборатории молекулярной экологии и систематики животных, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: maksimakov@bk.ru
Михаил Владимирович Корепов, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и химии, Ульяновский государственный педагогический университет имени И. Н. Ульянова (Россия, г. Ульяновск, площадь Ленина, 4/5), E-mail: korepov@list.ru
Антон Алексеевич Кузьмин, кандидат биологических наук, доцент кафедры биотехнологии и техносферной безопасности, Пензенский государственный технологический университет (Россия, г. Пенза, проезд Байдукова / ул. Гагарина, 1 А/11), E-mail: kuzmin-puh@yandex.ru
Сергей Витальевич Титов, доктор биологических наук, профессор, декан факультета физико-математических и естественных наук, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: svtitov@yandex.ru
|
| Аннотация |
Актуальность и цели. Несмотря на подробную изученность изменчивости контрольного региона мтДНК орлов-могильников в поволжской популяции, должного внимания второму, менее изменчивому в филогенетическом плане митохондриальному маркеру – cyt b, уделено не было. Поэтому исследования полиморфизма гена cyt b в поволжской популяции A. heliaca на фоне уже имеющихся данных по изменчивости мтДНК являются актуальными и полезными для уточнения популяционной дифференциации орлов-могильников на уровне региональных гнездовых групп. Целью работы было изучение уровня полиморфизма и выявление специфических генетических и экологических черт поволжской популяции орла-могильника (А. heliaca) на территории Ульяновской области по данным анализа изменчивости гена cyt b митохондриальной ДНК. Материалы и методы. Материал для генетических исследований был получен из проб (n = 15) линных перьев орлов-могильников, собранных в Ульяновской области. ДНК выделяли по стандартной методике фенолхлороформной экстракции после обработки материала протеиназой К и SDS. Для генетического анализа полиморфизма фрагмента гена cyt b (977 пн) использовали оригинальные праймеры – AqH Cyt b D (5′–GAAAGTCCCACCCTCTGCT–3′) и AqH Cyt b R (5′–GCTCCAATTAGAGGGAAGAG–3′). Полимеразноцепную реакцию (PCR) проводили в 25 мкл стандартной реакционной смеси при температуре отжига 60 ºC. Секвенирование фрагментов контрольного региона мтДНК (n = 15) проводили на секвенаторе ABI 3500 (Applied Biosystems). Гаплотипическое и нуклеотидное разнообразие изучали с помощью программы DnaSP 5.10.01. Для реконструкции филогенетических отношений использовали методы максимального правдоподобия (ML) в программе MEGA X. Медианная сеть (Median Joining) митохондриальных гаплотипов была построена в программе PopART с использованием алгоритма TCS. Полученные нуклеотидные последовательности выявленных гаплотипов мтДНК по нуклеотидным последовательностям гена cyt b орла-могильника были депонированы в GenBank NCBI под номерами OL421575–OL421587. Для статистической обработки результатов для всех тестов был установлен уровень значимости p ≤ 0,05. Результаты. Полученные в ходе нашего исследования данные по скрытому полиморфизму митохондриального гена cyt b географически изолированных гнездовых групп орла-могильника на территории Ульяновской области свидетельствуют о гаплотипическом разнообразии и специфичности поволжской популяции A. heliaca. Максимальное число специфических гаплотипов отмечается в северо-восточной и южной гнездовых группах поволжской популяции, приуроченных к наиболее фрагментированным лесостепным и степным участкам Ульяновской области (Hap 3, Hap 6, Hap 7 – 60 % и Hap 9, Hap 10, Hap 11 – 43 % соответственно). При этом самым распространенным в поволжской популяции гаплотипом является Hap 4, который формирует основу как гаплогруппы AqH_1 (= G1), так и каждой из выделенных географических гнездовых групп (NE – 40 %, C – 33 %, S – 57 %). В то же время таких выраженных различий в долевой гаплотипической структуре групп оказалось недостаточно для обнаружения статистически достоверно значимой генетической дифференциации ульяновской субпопуляции поволжской популяции орла-могильника. Выводы. Полученные данные по изменчивости фрагмента гена cyt b свидетельствуют, что уровень полиморфизма орла-могильника является низким, а популяция, регистрируемая на территории Ульяновской области, является достаточно однородной.
|
| Список литературы |
1. Красная книга Пензенской области : в 2 т. 2-е изд. Пенза ; Воронеж : Воронежская областная тип. – Изд-во им. Е. А. Болховитинова, 2019. Т. 2. Животные. 264 с.
2. Красная книга Республики Мордовия : в 2 т. Саранск : Мордовское книжное изд-во, 2005. Т. 2. Животные. 336 с.
3. Красная книга Чувашской Республики. Т. 1. Ч. 2. Животные. Чебоксары : ИПК Чувашия, 2011. 372 с.
4. Красная книга Российской Федерации (животные). М. : Товарищество научных изданий КМК, 2008. 855 с.
5. Белик В. П., Галушин В. М. Популяционная структура ареала орла-могильника в Северной Евразии // Королевский орел: Распространение, состояние популяций и перспективы охраны орла-могильника (Aquila heliaca) в России : cб. науч. тр. М. : Союз охраны птиц России, 1999. С. 129–139.
6. Корепов М. В. Распространение и численность могильника (Aquila heliaca, Falconiformes, Accipitridae) в центральной части Приволжской возвышенности // Зоологический журнал. 2012. Т. 91, № 2. С. 190–201.
7. Корепов М. В., Бородин О. В. Солнечный орел (Aquila heliaca) – природный символ Ульяновской области. Ульяновск : Поволжье, 2013. 213 с.
8. Seibold I., Helbig A. J., Meyburg B.-U. [et al.]. Genetic Differentiation and Molecular Phytogeny of European Aquila Eagles according to Cytochrome b Nucleotide Sequences // Eagle Studies. World Working Group on Birds of Prey (WWGBP). Berlin, London & Paris / eds.: B.-U. Meyburg, R. D. Chancellor. 1996. P. 1–15.
9. Корепов М. В., Стрюков С. А., Корепова Д. А. [и др.]. Генетическая дифференциация и полиморфизм поволжской популяции орла-могильника (Aquila heliaca, Falconiformes, Accipitridae) по данным анализа митохондриальной ДНК // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2017. № 3. С. 3–15. doi:10.21685/2307-9150-2017-3-1
10. Симаков М. Д., Корепов М. В., Стрюков С. А. [и др.]. Новые данные к полиморфизму поволжской популяции орла-могильника (Aquila heliaca, Falconiformes, Accipitridae) по результатам анализа митохондриальной и микросателлитной ДНК // Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2021. Vol. 6 (3). doi:10.21685/2500-0578-2021-3-2
11. Wink M., Elsayed A.-A., Gonzalez J., Olsen J. Phylogenetic relationships in the Bonelli’s eagle (Hieraaetus fasciatus) species complex based on nucleotide sequences of mitochondrial and nuclear marker genes. Heidelberg, Baden-Wuerttemberg, Germany, 2016.
12. Helbig A. J., Kocum A., Seibold I., Braun M. J. A multi-gene phylogeny of aquiline eagles (Aves: Accipitriformes) reveals extensive paraphyly at the genus level // Mol. Phylogenet. Evol. 2005. Vol. 35 (1). P. 147–164.
13. Lerner H. R., Mindell D. P. Phylogeny of eagles, Old World vultures, and other Accipitridae based on nuclear and mitochondrial DNA // Mol. Phylogenet. Evol. 2005. Vol. 37 (2). P. 327–346.
14. Zhou L., Dong Y. Complete mitochondrial genome of Aquila heliaca. Hefei, Anhui, China, 2017.
15. Vili N., Nemesházi E., Kovács S. [et al.]. Factors affecting DNA quality in feathers used for non-invasive sampling // Journal of Ornithology. 2013. Vol. 154. P. 587–595.
16. Arrigi F. E., Bergendahl G., Mandel M. Isolation and characterization of DNA from fixed cells and tissues // Exp. Cell. Res. 1968. № 50. P. 47–53.
17. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. New York : Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. URL: www.cshlpress.com
18. Hall T. A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucleic Acids Symposium Series. 1999. Vol. 41. P. 95–98.
19. BioEdit 7.2. URL: https://bioedit.software.informer.com
20. Multiple Sequence Alignment. URL: http://www.ebi.ac.uk/clustalw
21. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. Vol. 25. P. 1451, 1452.
22. Kumar S., Stecher G., Li M. [et al.]. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms // Molecular Biology and Evolution. 2018. Vol. 35. P. 1547–1549.
23. Leigh J. W., Bryant D., Nakagawa S. POPART: full feature software for haplotype network construction // Methods in Ecology and Evolution. 2015. Vol. 6 (9). P. 1110–1116. doi:10.1111/2041-210x.12410
24. Clement M., Posada D., Crandall K. A. TCS: a computer program to estimate gene genealogies // Molecular Ecology. 2000.Vol. 9 (10). P. 1657–1659. doi:10.1046/j.1365-294x.2000.01020.x
25. Бородин О. В., Смирнова С. Л., Свиридова Т. В. [и др.]. Современное состояние орла-могильника в Ульяновской области // Королевский орел: Распространение, состояние популяций и перспективы охраны орла-могильника (Aquila heliaca) в России : сб. науч. тр. М. : Союз охраны птиц России, 1999. С. 68–73.
|
