Документ 2241567

ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß ÂÎÄÍÛÕ ÁÈÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÕ ÐÅÑÓÐÑΠÊÀÌ×ÀÒÊÈ È ÑÅÂÅÐÎ-ÇÀÏÀÄÍÎÉ ×ÀÑÒÈ ÒÈÕÎÃÎ ÎÊÅÀÍÀ, 2012, âûï. 25
ÓÄÊ 593.553.2
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ ÂÍÓÒÐÈÂÈÄÎÂÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ
ÏÐÎÌÛÑËÎÂÛÕ ÂÈÄÎÂ ÐÛÁ ÌÅÒÎÄÀÌÈ ÏÎÏÓËßÖÈÎÍÍÎÉ ÃÅÍÅÒÈÊÈ
Í. Þ. Øïèãàëüñêàÿ, Î. À. Ïèëüãàí÷óê, Â. Â. Ñàâåíêîâ, À. Ñ. Êóñòîâà, Ó. Î. Ìóðàâñêàÿ,
Î. Í. Ñàðàâàíñêèé
Çàâ. ëàá., í. ñ., ñò. èññë., èíæ., òåõ., èíæ., Êàì÷àòñêèé íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò ðûáíîãî õîçÿéñòâà è îêåàíîãðàôèè
683000 Ïåòðîïàâëîâñê-Êàì÷àòñêèé, Íàáåðåæíàÿ, 18
Òåë., ôàêñ: (4152) 41-27-01; (4152) 22-68-33
E-mail: [email protected]
ÃÎÐÁÓØÀ, ÍÅÐÊÀ, ×ÀÂÛ×À, ÌÈÍÒÀÉ, ÒÈÕÎÎÊÅÀÍÑÊÀß ÒÐÅÑÊÀ, ÌÈÒÎÕÎÍÄÐÈÀËÜÍÀß ÄÍÊ,
ÌÈÊÐÎÑÀÒÅËËÈÒÍÀß ßÄÅÐÍÀß ÄÍÊ
Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ñ ïðèìåíåíèåì ñîâðåìåííûõ ìîëåêóëÿðíî-ãåíåòè÷åñêèõ ìåòîäîâ âûÿâëåíèÿ ïîïóëÿöèîííîé èçìåí÷èâîñòè ó ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá — ãîðáóøè, íåðêè, ÷àâû÷è,
ìèíòàÿ è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè, êîòîðûå áûëè ïîëó÷åíû â òå÷åíèå 2003–2011 ãã.  àíàëèçå èñïîëüçîâàíû ÷àñòîòû ïîëèìîðôíûõ ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ ó îñîáåé èç ïðèðîäíûõ ïîïóëÿöèé, íàãóëüíûõ è íåðåñòîâûõ ñêîïëåíèé (áîëåå ïÿòè òûñÿ÷ ðûá, îêîëî 100 âûáîðîê).
RESULTS ON STUDYING INTRASPECIFIC STRUCTURE OF COMMERCIAL FISH
SPECIES WITH METHODS OF POPULATION GENETICS
N. Yu. Shpigalskaya, Î. À. Pilganchuk, V. V. Savenkov, À. S. Kustova, U. Î. Muravskaya, Î. N. Saravansky
Head of the lab., scientist, probat.-researcher, ångineer, techn., Kamchatka Research Institute of Fisheries and Oceanography
683000 Petropavlovsk-Kamchatsky, Naberezhnaya, 18
Tel., fax: (4152) 41-27-01, (4152) 22-68-33
E-mail: [email protected]
PINK SALMON, SOCKEYE SALMON, CHINOOK SALMON, WALLEYE POLLOCK, PACIFIC COD, MITOCHONDRIAL
DNA, MICROSATELLITE NUCLEUS DNA
Results of studies (2003–2011) on the base of modern methods of molecular genetics to assess population
variation for commercial fish species, including pink salmon, sockeye salmon, chinook salmon, walleye pollock
and pacific cod, have been demonstrated. Frequencies of polymorph genetic markers from fish of natural
populations and foraging or spawning aggregations (more than five thousand individuals, about 100 samples)
were used for the analysis.
Ñðåäè íàïðàâëåíèé ñîâðåìåííîé ðûáîõîçÿéñòâåííîé íàóêè âñå áîëüøåå çíà÷åíèå ïðèîáðåòàþò ïîïóëÿöèîííî-ãåíåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, ðåçóëüòàòû êîòîðûõ âîñòðåáîâàíû ïðè ðåøåíèè êàê òåîðåòè÷åñêèõ, òàê è ïðàêòè÷åñêèõ çàäà÷ ðàöèîíàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ è óïðàâëåíèÿ ðûáíûìè ðåñóðñàìè. Ñóùåñòâîâàíèå â ïðåäåëàõ ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ãåíåòè÷åñêè îòëè÷àþùèõñÿ, ðåïðîäóêòèâíî èçîëèðîâàííûõ åäèíèö õîçÿéñòâåííîé äåÿòåëüíîñòè — ïîïóëÿöèé — äàåò îñíîâàíèå äëÿ óòâåðæäåíèÿ, ÷òî óñïåõ ïðîãíîçèðîâàíèÿ è ñîõðàíåíèÿ
èõ ÷èñëåííîñòè íà îïòèìàëüíîì óðîâíå çàâèñèò îò
íàëè÷èÿ, íàðÿäó ñ äåìîãðàôè÷åñêèìè è ýêîëîãè÷åñêèìè äàííûìè, èíôîðìàöèè î ãåíåòè÷åñêîé
âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðå.
Äî íåäàâíåãî âðåìåíè äëÿ âûÿâëåíèÿ âíóòðèè ìåæïîïóëÿöèîííîé äèôôåðåíöèàöèè, à òàêæå
îöåíêè áèîëîãè÷åñêîãî ðàçíîîáðàçèÿ àçèàòñêèõ
ïîïóëÿöèé ïðîìûñëîâûõ ðûá, íàèáîëåå øèðîêî èñïîëüçîâàëè òàêèå ìàðêåðû ãåíåòè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè êàê ïîëèìîðôíûå áåëêîâûå ëîêóñû, íî â
ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ âñå áîëüøåå çíà÷åíèå ïðèîáðåòàþò ðàáîòû íà óðîâíå ÄÍÊ.
 Êàì÷àòÍÈÐÎ ïîïóëÿöèîííî-ãåíåòè÷åñêèå
èññëåäîâàíèÿ íà îñíîâå àëëåëüíîé èçìåí÷èâîñòè
áåëêîâûõ ãåíîâ áûëè íà÷àòû â 1970-õ ãîäàõ. Äî
2000-õ ãã. äàííûé ìåòîä ÿâëÿëñÿ åäèíñòâåííûì
èíñòðóìåíòîì âûÿâëåíèÿ è èçó÷åíèÿ ïîïóëÿöèîííîé
ñòðóêòóðû. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü âàæíîñòü áîëåå
÷åì 20-ëåòíåãî ïåðèîäà ðàáîò íà îñíîâå áåëêîâîãî
ïîëèìîðôèçìà. Ïîä ðóêîâîäñòâîì Í.Â. Âàðíàâñêîé
áûëè ïðîâåäåíû øèðîêîìàñøòàáíûå èññëåäîâàíèÿ
òèõîîêåàíñêèõ ëîñîñåé, îõâàòèâøèå áîëüøóþ ÷àñòü
àðåàëîâ ïÿòè âèäîâ, ðåçóëüòàòû êîòîðûõ áóäóò âîñòðåáîâàíû åùå ìíîãèå ãîäû ïðè àíàëèçå äàííûõ ïî
ãåíåòè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè âíóòðèâèäîâûõ ñòðóêòóðíûõ åäèíèö (Âàðíàâñêàÿ, 2006). Ñ 2003 ã. ïðèìåíÿþòñÿ ìîëåêóëÿðíî-ãåíåòè÷åñêèå ìåòîäû, îñíîâíûå èç êîòîðûõ — àíàëèç ïîëèìîðôèçìà äëèíû ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ (ÏÄÐÔ-àíàëèç) ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ (ìòÄÍÊ) è àíàëèç àëëåëüíîé èçìåí÷èâîñòè ìèêðîñàòåëëèòíîé ÿäåðíîé ÄÍÊ (ìñÄÍÊ).
70
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
Îñíîâíîé öåëüþ ãåíåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé,
ïðîâîäèìûõ â Êàì÷àòÍÈÐÎ, ÿâëÿåòñÿ îöåíêà
óðîâíÿ äèôôåðåíöèàöèè ïîïóëÿöèé òèõîîêåàíñêèõ
ëîñîñåé êàê îñíîâû äëÿ èäåíòèôèêàöèè ðåãèîíàëüíîé ïðèíàäëåæíîñòè ñìåøàííûõ ìîðñêèõ ñêîïëåíèé â ïåðèîä íàãóëüíûõ è ïðåäíåðåñòîâûõ ìèãðàöèé, à òàêæå âûÿâëåíèå âíóòðèâèäîâîé ïîäðàçäåëåííîñòè åäèíèö ïðîãíîçèðîâàíèÿ íàèáîëåå ìàññîâûõ âèäîâ ìîðñêèõ ïðîìûñëîâûõ ðûá.
ÌÀÒÅÐÈÀË È ÌÅÒÎÄÈÊÀ
Ìàòåðèàëîì äëÿ ïîïóëÿöèîííî-ãåíåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé íà îñíîâå èçìåí÷èâîñòè ìèòîõîíäðèàëüíîé è ÿäåðíîé ÄÍÊ ïîñëóæèëè âûáîðêè òèõîîêåàíñêèõ ëîñîñåé — ãîðáóøè, íåðêè, ÷àâû÷è, à
òàêæå ìîðñêèõ ïðîìûñëîâûõ ðûá — ìèíòàÿ è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè, ñîáðàííûå â ïåðèîä ñ 2001 ïî
2010 ãã. ñîòðóäíèêàìè ðàçëè÷íûõ ëàáîðàòîðèé
Êàì÷àòÍÈÐÎ, ÌàãàäàíÍÈÐÎ, ÕîÒÈÍÐÎ, à òàêæå Èíñòèòóòà áèîëîãèè ìîðÿ (ÈÁÌ ÄÂÎ ÐÀÍ
èì. À.Â. Æèðìóíñêîãî). Âåñü èñïîëüçîâàííûé ìàòåðèàë âêëþ÷àåò áîëåå ïÿòè òûñÿ÷ ðûá.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî äî íåäàâíåãî âðåìåíè
îñíîâíûì îáúåêòîì ãåíåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé
ÿâëÿëèñü òèõîîêåàíñêèå ëîñîñè.  2010 ã. ñîòðóäíèêàìè ëàáîðàòîðèè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá íà÷àòû ðàáîòû ïî âûÿâëåíèþ ãåíåòè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè ìèíòàÿ âîñòî÷íîé
÷àñòè Îõîòñêîãî ìîðÿ è òðåñêè ïðèêàì÷àòñêèõ âîä
Òèõîãî îêåàíà.
Îöåíêó ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè ÷åòíûõ
ïîêîëåíèé ãîðáóøè ïðîâîäèëè ïî ÷àñòîòàì ãàïëîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòîâ ìòÄÍÊ â 32 âûáîðêàõ èç 25
ëîêàëüíîñòåé (1612 ýêç.), íå÷åòíûõ — â 17 âûáîðêàõ èç 16 ëîêàëüíîñòåé (805 ýêç.). Ðåãèîíàëüíóþ
èäåíòèôèêàöèþ ñìåøàííûõ ñêîïëåíèé ãîðáóøè
ïðîâîäèëè ïî ìàòåðèàëàì îñåííåé òðàëîâîé ñúåìêè 2009 ã. — 13 âûáîðîê (595 ýêç.). Ïîïóëÿöèîííóþ
ãåòåðîãåííîñòü ÷àâû÷è èññëåäîâàëè íà îñíîâå
÷àñòîò ãàïëîòèïîâ â 13 âûáîðêàõ èç ðåê Êàì÷àòêè (579 ýêç.). Ãàïëîòèïè÷åñêóþ èçìåí÷èâîñòü ìèíòàÿ àíàëèçèðîâàëè íà ïðèìåðå ïÿòè âûáîðîê èç
âîñòî÷íîé ÷àñòè Îõîòñêîãî ìîðÿ (202 ýêç.; âûáîðêà ¹ 1 — 55°30′3′′ ñ. ø., 154°39′7′′ â. ä., âûáîðêà
¹ 2 — 57°08′0′′ ñ. ø., 154°46′6′′ â. ä., âûáîðêà
¹ 3 — 58°41′4′′ ñ. ø., 156°31′7′′ â. ä., âûáîðêà
¹ 4 —51°01′3′′ ñ. ø., 156°02′8′′ â. ä., âûáîðêà
¹ 5 — 56°31′6′′ ñ. ø., 143°50′5′′ â. ä.).
Îöåíêó ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè ïî àëëåëüíûì ÷àñòîòàì ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ
ÿäåðíîé ÄÍÊ (ìñÄÍÊ) ïðîâîäèëè äëÿ êàì÷àòñêèõ
ïîïóëÿöèé íåðêè (15 âûáîðîê, 731 ýêç.), ãîðáóøè
÷åòíîãî è íå÷åòíîãî ïîêîëåíèé èç ðåê î. Ñàõàëèí è
ï-îâà Êàì÷àòêà (10 âûáîðîê, 558 ýêç.), ìèíòàÿ
âîñòî÷íîé ÷àñòè Îõîòñêîãî ìîðÿ (138 ýêç.; âûáîðêè ¹ 1, 2, 3) è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè (257 ýêç.; âûáîðêà ¹ 1 — 50°29′ ñ. ø., 155°37′ â. ä., âûáîðêà
¹ 2 — 51°43′ ñ. ø., 158°16′ â. ä., âûáîðêà ¹ 3 —
50°00′ ñ. ø., 156°32′ â. ä., âûáîðêà ¹ 4 — 51°07′ ñ. ø.,
157°40′ â. ä., âûáîðêà ¹ 5 — 50°18′ ñ. ø., 156°22′ â. ä.).
Ëàáîðàòîðíóþ îáðàáîòêó ìàòåðèàëîâ äëÿ àíàëèçà ãàïëîòèïè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè â äåñÿòè âûáîðêàõ ãîðáóøè 2008 ã. âîçâðàòà ïðîâîäèëè â ëàáîðàòîðèè ãåíåòèêè Èíñòèòóòà áèîëîãèè ìîðÿ ïîä
ðóêîâîäñòâîì ä.á.í. Âë. À. Áðûêîâà. Îáðàáîòêó
ìàòåðèàëîâ äëÿ àíàëèçà àëëåëüíîé èçìåí÷èâîñòè
ìñÄÍÊ ãîðáóøè (çà èñêëþ÷åíèåì âûáîðîê èç
ð. Ôèðñîâêà) ïðîâîäèëè â ëàáîðàòîðèè ãåíåòè÷åñêèõ ïðîáëåì èäåíòèôèêàöèè Èíñòèòóòà îáùåé ãåíåòèêè èì. Í.È. Âàâèëîâà ÐÀÍ ïîä ðóêîâîäñòâîì
ê.á.í. Ã.À. Ðóáöîâîé è ä.á.í. Ë.À. Æèâîòîâñêîãî.
Âñå îñòàëüíûå ìàòåðèàëû îáðàáîòàíû ñàìîñòîÿòåëüíî â ðåçóëüòàòå ïîñòàâëåííûõ è îòðàáîòàííûõ àâòîðàìè ìåòîäèê â ëàáîðàòîðèè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ÔÃÓÏ
«Êàì÷àòÍÈÐλ.
Òîòàëüíóþ ÄÍÊ âûäåëÿëè èç òêàíè ñåðäå÷íîé
ìûøöû èëè ôðàãìåíòà ãðóäíîãî ïëàâíèêà ñòàíäàðòíûì ñïîñîáîì ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà ïðîòåèíàçíîãî ãèäðîëèçà â ïðèñóòñòâèè äîäåöèëñóëüôàòà íàòðèÿ ñ ïîñëåäóþùèì âûñàëèâàíèåì áåëêîâ,
óäàëåíèåì èõ âìåñòå ñ êëåòî÷íûìè îáëîìêàìè,
öåíòðèôóãèðîâàíèåì è îñàæäåíèåì ÄÍÊ èç ñóïåðíàòàíòà èçîïðîïàíîëîì (Ìàíèàòèñ è äð., 1984;
Sambrook et al., 1989).
Ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ ïîëèìîðôèçìà
äëèíû ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ
(ÏÄÐÔ-àíàëèç)
Èçìåí÷èâîñòü ìòÄÍÊ èññëåäîâàëè, èñïîëüçóÿ
ðåñòðèêöèîííûé àíàëèç ïÿòè ó÷àñòêîâ, êîòîðûå àìïëèôèöèðîâàëè ïîñðåäñòâîì ïîëèìåðàçíîé öåïíîé
ðåàêöèè (ÏÖÐ) (PCR Technology, 1989) ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðàéìåðíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé, ðàçðàáîòàííûõ íà äâóõ âèäàõ ëîñîñåé — ìèêèæå,
Oncorhynchus mykiss, è êèæó÷å, Oncorhynchus
kisutch (Zardoya et al., 1995; Gharrett et al., 2001).
Îáîçíà÷åíèÿ èññëåäóåìûõ â äàííîé ðàáîòå ó÷àñòêîâ ìòÄÍÊ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 1.
Àìïëèôèêàöèþ ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì
ãîòîâûõ ëèîôèëèçèðîâàííûõ ñìåñåé äëÿ ÏÖÐ
GenePakPCR Core ôèðìû «ÈçîÃåí» (Ðîññèÿ). Èíêóáàöèîííàÿ ñìåñü 20 ìêë ñîäåðæàëà áóôåð äëÿ
ÏÖÐ, 200 ìêÌ êàæäîãî äåçîêñèðèáîíóêëåîòèäà
(dTTP, dCTP, dATP, dGTP), 1,5 ìêM MgCl2, 50 íã
ãåíîìíîé ÄÍÊ è 100 íã ñïåöèôè÷åñêîãî ïðàéìåðà.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
Ðåàêöèþ íà÷èíàëè ïðîöåññîì äåíàòóðàöèè â òå÷åíèå 3–5 ìèí ïðè 94–95 °Ñ, çàòåì ïðîâîäèëè 30–33
öèêëà, âêëþ÷àþùèõ 1 ìèí äåíàòóðàöèè ÄÍÊ-ìàòðèöû ïðè òåìïåðàòóðå 94 °Ñ, 1 ìèí îòæèãà ïðàéìåðîâ ïðè Õ °Ñ è ñèíòåç íîâûõ öåïåé â òå÷åíèå
2,5–3 ìèí ïðè 72 °Ñ, çàòåì ñëåäîâàëà çàâåðøàþùàÿ ýëîíãàöèÿ 5 ìèí ïðè 68 °Ñ (Õ° — òåìïåðàòóðà îòæèãà äëÿ èíäèâèäóàëüíîé ïàðû ïðàéìåðîâ âàðüèðîâàëà â ïðåäåëàõ 50–55 °Ñ).
Èçìåí÷èâîñòü íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ãîðáóøè àíàëèçèðîâàëè, èñïîëüçóÿ íàáîð ðåñòðèêòíûõ ôåðìåíòîâ: DdeI, Hin6.I, HinfI, MspI,
RsaI, Ñfr13.I; ÷àâû÷è: BstNI, HinfI, MboI, RsaI,
DdeI, TaqI, MspI, Ñfr13.I; ìèíòàÿ: RsaI, HaeIII,
HinfI, Cfr13.I, Hin6.I, Ama87I, VspI, MspI.
Ïîñëå ðåàêöèè ýíäîíóêëåàçíîãî ãèäðîëèçà ïðîáû ïîäâåðãàëè ýëåêòðîôîðåçó â ãîðèçîíòàëüíîì
áëîêå 1,8–2% àãàðîçíîãî ãåëÿ â òðèñ-áîðàòíîì
áóôåðå. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîëåêóëÿðíîé ìàññû
îáðàçóþùèõñÿ ôðàãìåíòîâ èñïîëüçîâàëè ìàðêåðíûé íàáîð ôðàãìåíòîâ ÄÍÊ, êðàòíûõ 100 ïàðàì
îñíîâàíèé. Ôðàãìåíòû ÄÍÊ â ãåëå îêðàøèâàëè
ýòèäèóìáðîìèäîì è ôîòîãðàôèðîâàëè â ïðîõîäÿùåì óëüòðàôèîëåòîâîì ñâåòå.
Ðåçóëüòàòû àíàëèçà èçìåí÷èâîñòè äëèíû ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ êàæäîé îñîáè ïî
âñåì ðåñòðèêöèîííûì ñàéòàì îáúåäèíÿëè, ïîëó÷àÿ, òàêèì îáðàçîì, êîìáèíèðîâàííûå ãàïëîòèïû.
Ìåòîäèêà èññëåäîâàíèÿ àëëåëüíîé
èçìåí÷èâîñòè ìñÄÍÊ
Àìïëèôèêàöèþ ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì
ãîòîâûõ ëèîôèëèçèðîâàííûõ ñìåñåé äëÿ ÏÖÐ
GenePakPCR Core ôèðìû «ÈçîÃåí» (Ðîññèÿ).
ÏÖÐ äëÿ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ ëîñîñåé —
One103, One104, One109 (Olsen et al., 2000), Oke3
(Buchholtz et al., 2001), Ssa197 (Olsen, Seeb, 1998),
OtsG68, OtsG85 (Williamson et al., 2002), Ots107
71
(Nelson, Beacham, 1999), Oki1a,b (Smith et al., 1998),
Oki6 (Smith et al., 1998) — ïðîâîäèëè ïî ñëåäóþùåé ñõåìå: äåíàòóðàöèÿ â òå÷åíèå 2 ìèí ïðè 94 °C,
çàòåì ïðîâîäèëè 8 öèêëîâ, âêëþ÷àþùèõ: 1 ìèí ïðè
t=94 °C, 30 ñ îòæèãà ïðàéìåðîâ ïðè Õ °C, 15 ñ ýëîíãàöèÿ ïðè 72 °C; çàòåì ñëåäîâàë 21 öèêë, âêëþ÷àþùèé: 30 ñ ïðè 94 °C, 30 ñ Õ °C è 15 ñ ïðè 72°C;
çàâåðøàþùàÿ ýëîíãàöèÿ 3 ìèí ïðè 72°C (Õ° —
òåìïåðàòóðà îòæèãà äëÿ èíäèâèäóàëüíîé ïàðû
ïðàéìåðîâ âàðüèðîâàëà â ïðåäåëàõ 48–57,5 °C).
Ñõåìà ÏÖÐ äëÿ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ
ìèíòàÿ è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè — Gmo35, Gmo34,
Gmo8, Gmo19, PGmo32 (Miller et al., 2000) — âêëþ÷àëà: äåíàòóðàöèþ â òå÷åíèå 4 ìèí ïðè 95 °Ñ, çàòåì 29 öèêëîâ, âêëþ÷àþùèõ 20 ñ äåíàòóðàöèè
ÄÍÊ-ìàòðèöû ïðè 94 °Ñ, 1 ìèí îòæèãà ïðàéìåðîâ
ïðè Õ °Ñ è ñèíòåç íîâûõ öåïåé â òå÷åíèå 1 ìèí ïðè
72 °Ñ, çàòåì ñëåäîâàëà çàâåðøàþùàÿ ýëîíãàöèÿ
5 ìèí ïðè 72 °Ñ; èëè äëÿ ëîêóñîâ Gma101, Gma102,
Gma107, Gma108 (Canino et al., 2005): äåíàòóðàöèþ â òå÷åíèå 2 ìèí ïðè 95 °Ñ, çàòåì 5 öèêëîâ,
âêëþ÷àþùèõ 1 ìèí äåíàòóðàöèè ÄÍÊ-ìàòðèöû ïðè 95 °Ñ, 1 ìèí îòæèãà ïðàéìåðîâ ïðè 60 °Ñ
(–1 °Ñ/öèêë) è ñèíòåç íîâûõ öåïåé â òå÷åíèå 1 ìèí
ïðè 72 °Ñ, çàòåì 20 öèêëîâ, âêëþ÷àþùèõ 30 ñ äåíàòóðàöèè ÄÍÊ-ìàòðèöû ïðè 95 °Ñ, 30 ñ îòæèãà
ïðàéìåðîâ ïðè Õ °Ñ è ñèíòåç íîâûõ öåïåé â òå÷åíèå 30 ñ ïðè 72 °Ñ (Õ° — òåìïåðàòóðà îòæèãà äëÿ
èíäèâèäóàëüíîé ïàðû ïðàéìåðîâ âàðüèðîâàëà â
ïðåäåëàõ 45–60 °Ñ).
Ïðîäóêòû àìïëèôèêàöèè ðàçäåëÿëè ïóòåì
ýëåêòðîôîðåçà â âåðòèêàëüíîì áëîêå 6%-ãî íåäåíàòóðèðóþùåãî àêðèëàìèäíîãî ãåëÿ â 0,5õ TBEáóôåðå, pH 8,0 (Ìàíèàòèñ è äð., 1984) ïðè íàïðÿæåíèè 270–300  â òå÷åíèå 2,0–2,5 ÷.  êà÷åñòâå
ìàðêåðîâ äëèí ôðàãìåíòîâ èñïîëüçîâàëè ÄÍÊ
ïëàçìèäû pBR322, îáðàáîòàííóþ ðåñòðèêòàçàìè
HpaII èëè HaeIII. Ýëåêòðîôîðåîãðàììû âèçóà-
Ðèñ. 1. Ðàñïîëîæåíèå ÏÖÐ-àìïëèôèöèðîâàííûõ ôðàãìåíòîâ (îáîçíà÷åíû ãîðèçîíòàëüíûìè îòðåçêàìè) â ñîîòâåòñòâèè ñ ëèíåéíîé ãåííîé êàðòîé ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ (ïî: Zardoya et al., 1995). * — ôðàãìåíòû íå èñïîëüçîâàíû â íàñòîÿùåì èññëåäîâàíèè
72
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
ëèçèðîâàëè â ðåçóëüòàòå îêðàøèâàíèÿ ýòèäèóìáðîìèäîì è ôîòîãðàôèðîâàëè â ïðîõîäÿùåì ÓÔñâåòå.
Ñòàòèñòè÷åñêàÿ îáðàáîòêà äàííûõ
Äëÿ îöåíêè çíà÷èìîñòè ìåæïîïóëÿöèîííûõ
ðàçëè÷èé ïî ÷àñòîòàì ãàïëîòèïîâ èñïîëüçîâàëè
ìåòîäû F-ñòàòèñòèêè â ïàêåòå ïðîãðàìì Arlequin
ver. 2.000 (Schneider et al., 2000). Ñòåïåíü äèôôåðåíöèàöèè ïîïóëÿöèé íà îñíîâå ÷àñòîò àëëåëåé
ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ îöåíèâàëè âåëè÷èíîé
st (àíàëîã Fst) â ïàêåòå ïðîãðàìì GDA (Lewis,
Zaykin, 2001). Èåðàðõè÷åñêèé àíàëèç ìîëåêóëÿðíîé
èçìåí÷èâîñòè èññëåäóåìûõ ïîïóëÿöèé âûïîëíÿëè
â ïðîãðàììå AMOVA (ïàêåò ïðîãðàìì Arlequin
ver. 2.000).
Êàê ìåðà êîëè÷åñòâåííûõ ðàçëè÷èé ìåæäó
ïîïóëÿöèÿìè, áûëè âû÷èñëåíû ãåíåòè÷åñêèå ðàññòîÿíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì õîðäîâîãî ìåòîäà
(Cavalli-Sforsa, Edwards, 1967) è ìåòîäà Íåÿ (Nei,
1972). Ïîëó÷åííàÿ ìàòðèöà êîëè÷åñòâåííûõ çíà÷åíèé äèâåðãåíöèè ìåæäó ïîïóëÿöèÿìè áûëà èñïîëüçîâàíà äëÿ êëàñòåðíîãî àíàëèçà (ïðîãðàììû
UPGMA è NJ, ïàêåòû ïðîãðàìì NTSYS è GDA) è
ïîñòðîåíèÿ äåíäðîãðàìì (Rolf, 1990). Ãðàôè÷åñêîå
èçîáðàæåíèå äåíäðîãðàìì áûëî ïîëó÷åíî â ïðîãðàììå TreeView (http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/
rod/rteeview.html). Äðóãèì ïîäõîäîì ê îöåíêå ãåíåòè÷åñêîãî ñõîäñòâà ïîïóëÿöèé áûë ìåòîä ìíîãîìåðíîãî øêàëèðîâàíèÿ (Kruskal, 1964).
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Òèõîîêåàíñêèå ëîñîñè
Ãîðáóøà. Äëèíà èññëåäîâàííîãî ó÷àñòêà
Cytb/D-loop ñîñòàâëÿåò 2720 ïàð íóêëåîòèäîâ
(ï. í.), èëè îêîëî 15% âñåãî ìèòîõîíäðèàëüíîãî ãåíîìà ãîðáóøè (Gharrett et al., 2001). Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ ïðîäóêòîâ ýíäîíóêëåàçíîãî ãèäðîëèçà â àãàðîçíîì ãåëå ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 2. Â ðåçóëüòàòå àíàëèçà ïîëèìîðôèçìà äëèí
ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ â èññëåäîâàííûõ
âûáîðêàõ ÷åòíîãî è íå÷åòíîãî ïîêîëåíèé ãîðáóøè
áûëî âûÿâëåíî 59 êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ. Ó
îñîáåé ÷åòíîé ëèíèè âîñïðîèçâîäñòâà îáíàðóæåíî 39 ãàïëîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòîâ, ó íå÷åòíîé — 34.
Îáùèìè äëÿ îáîèõ ïîêîëåíèé ÿâëÿþòñÿ 14 êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ. Òîëüêî òðè ãàïëîòèïà ïðèñóòñòâóþò âî âñåõ 49 èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ.
Áîëüøàÿ ÷àñòü ãàïëîòèïîâ — 39 — îêàçàëèñü ðåäêèìè è âñòðå÷àþòñÿ òîëüêî â êàêîé-ëèáî îäíîé èç
ïðîàíàëèçèðîâàííûõ ëîêàëüíîñòåé. Ðàñïðåäåëåíèÿ
÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ â 25 ïîïóëÿöèÿõ ãîðáóøè ÷åòíûõ ëåò è â 16 ïîïóëÿöèÿõ ãîðáó-
øè íå÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 3 è 4.
Íà îñíîâàíèè èçìåí÷èâîñòè ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ïîäòâåðæäåíû çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ ìåæäó ÷åòíûì è íå÷åòíûì ïîêîëåíèÿìè ãîðáóøè. Ïîëó÷åííûå äàííûå òàêæå ñâèäåòåëüñòâóþò î íåîäíîðîäíîñòè êàê ÷åòíîãî, òàê è íå÷åòíîãî ïîêîëåíèé ãîðáóøè àçèàòñêîé ÷àñòè àðåàëà. Ïðè
ïîïàðíîì ñðàâíåíèè âñåõ âûáîðîê (êîýôôèöèåíòû
Fst) çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ áûëè îáíàðóæåíû â 55,1%
ñëó÷àåâ. Ïðè àíàëèçå âûáîðîê ÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ
äîñòîâåðíûå ðàçëè÷èÿ âûÿâëåíû â 33,7% ïîïàðíûõ
ñðàâíåíèé, äëÿ âûáîðîê íå÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ äîñòîâåðíî ðàçëè÷àþòñÿ 33,8% ïàð âûáîðîê.
Íà îñíîâå ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ
áûë ïðîâåäåí êëàñòåðíûé àíàëèç. Ïðè ïðåäñòàâëåíèè ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ â âèäå UPGMAäåíäðîãðàììû âñÿ ñîâîêóïíîñòü âûáîðîê îáðàçóåò äâà ÷åòêî îáîñîáëåííûõ êëàñòåðà ëèíèé ÷åòíûõ
è íå÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà (ðèñ. 5). Äëÿ âûáîðîê ÷åòíûõ ëåò èìååò ìåñòî äîñòàòî÷íî âûðàæåííàÿ ðåãèîíàëüíàÿ ïîäðàçäåëåííîñòü íà ñåâåðíóþ è þæíóþ ãðóïïû ïîïóëÿöèé (ðèñ. 5, 6). Äëÿ
âûáîðîê íå÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ êëàñòåðèçàöèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåãèîíàëüíîé ïðèíàäëåæíîñòüþ îòñóòñòâóåò.
Îöåíêè ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè ïîïóëÿöèé ãîðáóøè ÷åòíûõ ëåò ïîêàçàëè, ÷òî âåëè÷èíà
èçìåí÷èâîñòè, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà ìåæðåãèîíàëüíóþ
êîìïîíåíòó, çàìåòíî ïðåâûøàåò äîëþ ìåæïîïóëÿöèîííîé äèñïåðñèè âíóòðè ðåãèîíàëüíûõ ãðóïï ïîïóëÿöèé (òàáë. 1).
Íå÷åòíîå ïîêîëåíèå ãîðáóøè áîëåå äèôôåðåíöèðîâàíî íà ïîïóëÿöèîííîì óðîâíå, ÷åì ÷åòíîå.
Ñòàòèñòè÷åñêèå îöåíêè ìåæïîïóëÿöèîííîé èçìåí÷èâîñòè íå÷åòíîé ëèíèè çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþò
îöåíêè ìåæðåãèîíàëüíîé èçìåí÷èâîñòè (òàáë. 2).
Èñõîäÿ èç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ, äèôôåðåíöèàöèÿ ÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ ãîðáóøè íà óðîâÒàáëèöà 1. Èåðàðõè÷åñêèé àíàëèç ìîëåêóëÿðíîé èçìåí÷èâîñòè (AMOVA), íàáëþäàåìîé â ÷åòíûõ ïîêîëåíèÿõ
ãîðáóøè
Äîëÿ
Èñòî÷íèê
Âàðèàíò àíàëèçà
èçìåí÷èèçìåí÷èâîñòè
âîñòè, %
Âñå âûáîðêè
Ìåæïîïóëÿöèîííàÿ
1,88
Âíóòðèïîïóëÿöèîííàÿ
98,12
5 ðåãèîíàëüíûõ
Ìåæãðóïïîâàÿ
2,10
ãðóïï ïîïóëÿöèé:
Ìåæïîïóëÿöèîííàÿ
0,30
Êàì÷àòêà, î. Ñàõàëèí, â ïîïóëÿöèîííûõ
ð. Àìóð, Ïðèìîðüå,
ãðóïïàõ
ìàòåðèêîâîå ïîáåðå- Âíóòðèïîïóëÿöèîííàÿ
97,60
æüå Îõîòñêîãî ìîðÿ
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
íå ðåãèîíîâ íå âûçûâàåò ñîìíåíèé. ×òî êàñàåòñÿ âíóòðèðåãèîíàëüíîé äèôôåðåíöèàöèè, òî ýòîò
âîïðîñ òðåáóåò ïðîäîëæåíèÿ èññëåäîâàíèé ñ ïîäêëþ÷åíèåì â àíàëèç ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîãî
êîëè÷åñòâà âûáîðîê èç íàèáîëåå çíà÷èìûõ íåðåñòîâûõ âîäîåìîâ. Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ
ïîëèìîðôèçìà ôðàãìåíòà Cytb/D-loop ìòÄÍÊ â
êà÷åñòâå èíôîðìàòèâíîãî ðåãèîíàëüíîãî ìàðêåðà äëÿ àíàëèçà ñìåøàííûõ óëîâîâ ÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ ãîðáóøè ïðåäñòàâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ïåðñïåêòèâíîé.
Íà îñíîâå ïîïóëÿöèîííîé èçìåí÷èâîñòè ÷àñòîò
êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ãîðáóøè ëèíèè ÷åòíûõ ëåò ï-îâà Êàì÷àòêà, î. Ñàõàëèí, ðåê ñåâåðíîãî
ïîáåðåæüÿ Îõîòñêîãî ìîðÿ, Ïðèìîðüÿ è ð. Àìóð
áûëà ïðîâåäåíà âåðîÿòíîñòíàÿ îöåíêà òî÷íîñòè
èäåíòèôèêàöèè îñîáåé èç ýòèõ ðåãèîíîâ. Âåðîÿò-
73
íîñòü ïîïóëÿöèîííîé èäåíòèôèêàöèè êàì÷àòñêîé
ãîðáóøè â öåëîì íåâûñîêà, òî÷íîñòü åå íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 42,9–68,8%. Äëÿ ïîïóëÿöèé î. Ñàõàëèí, òî÷íîñòü èäåíòèôèêàöèè êîòîðûõ, â öåëîì,
Òàáëèöà 2. Èåðàðõè÷åñêèé àíàëèç ìîëåêóëÿðíîé èçìåí÷èâîñòè (AMOVA), íàáëþäàåìîé â íå÷åòíûõ ïîêîëåíèÿõ ãîðáóøè
Äîëÿ
èçìåí÷èâîñòè, %
Âñå âûáîðêè
Ìåæïîïóëÿöèîííàÿ
3,10
Âíóòðèïîïóëÿöèîííàÿ 96,90
3 ðåãèîíàëüíûõ
Ìåæãðóïïîâàÿ
1,00
2,69
ãðóïïû ïîïóëÿöèé:
Ìåæïîïóëÿöèîííàÿ
Êàì÷àòêà, î. Ñàõàëèí,
â ïîïóëÿöèîííûõ
ìàòåðèêîâîå ïîáåðåãðóïïàõ
æüå Îõîòñêîãî ìîðÿ Âíóòðèïîïóëÿöèîííàÿ 96,31
Âàðèàíò àíàëèçà
Èñòî÷íèê
èçìåí÷èâîñòè
Ðèñ. 2. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àãàðîçíîì ãåëå ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ ãîðáóøè.
Àíàëèçèðóåìûé ó÷àñòîê — Cytb/D-loop; ýíäîíóêëåàçû ðåñòðèêöèè: Cfr13.I, RsaI, MspI, HinfI, Hin6I, DdeI; A, B, C, D,
E, F, G, V — âàðèàíòû ðàñùåïëåíèÿ, M — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (+100 ï. í.)
74
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
íåñêîëüêî íèæå, äàííûé ïîêàçàòåëü âàðüèðîâàë â
áîëüøèõ ïðåäåëàõ — îò 40,8% äî 83,2%. Ãîðáóøó áàññåéíà ð. Àìóð âîçìîæíî èäåíòèôèöèðîâàòü
ñ òî÷íîñòüþ 66,1%. Âåðîÿòíîñòü èäåíòèôèêàöèè
îñîáåé èç ðåê Ïðèìîðüÿ è ñåâåðíîãî ïîáåðåæüÿ
Îõîòñêîãî ìîðÿ íàõîäèòñÿ íà óðîâíå 40,7–78,3%.
Ïðè îöåíêå ñîñòàâà ñèìóëèðîâàííûõ âûáîðîê
íà ðåãèîíàëüíîì óðîâíå âûÿâëåíî, ÷òî òî÷íîñòü
èäåíòèôèêàöèè â äàííîì ñëó÷àå ïîâûøàåòñÿ äî
94,2% äëÿ ï-îâà Êàì÷àòêà, è äî 84,7% äëÿ ãîðáóøè î. Ñàõàëèí (òàáë. 3). Ïðè ðàçäåëüíîì âûÿâëåíèè ãðóïï ïîïóëÿöèé çàïàäíîãî è âîñòî÷íîãî ïîáåðåæèé Êàì÷àòêè òî÷íîñòü èõ èäåíòèôèêàöèè ñíèæàåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ îáúåäèíåííûì âàðèàíòîì
ðàñ÷åòîâ, õîòÿ è îñòàåòñÿ íà äîñòàòî÷íî âûñîêîì
óðîâíå.
Ðèñ. 3. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ (G1–G71) â 25 ïîïóëÿöèÿõ ãîðáóøè ÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
Äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïî ãàïëîòèïè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè
ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ãîðáóøè ïðè èäåíòèôèêàöèè ñìåøàííûõ ìîðñêèõ ñêîïëåíèé áûëà ïðîâåäåíà
èõ àïðîáàöèÿ (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2011). Ìàòåðèàë äëÿ àíàëèçà ðåãèîíàëüíîãî ñîñòàâà íàãóëèâàþùåéñÿ ìîëîäè ãîðáóøè áûë ñîáðàí â ïåðèîä ïðîâåäåíèÿ îñåííåé òðàëîâîé ñúåìêè â 2009 ã. íà ÍÈÑ
«Ïðîôåññîð Êàãàíîâñêèé» â îáúåìå 595 ýêç. Â
êà÷åñòâå ðåïåðíîé áàçû äàííûõ èñïîëüçîâàëè ÷àñòîòû ãàïëîòèïîâ â âûáîðêàõ ïðîèçâîäèòåëåé ÷åòíîãî ïîêîëåíèÿ ãîðáóøè èç äåâÿòè êàì÷àòñêèõ íåðåñòîâûõ ðåê, âîñüìè ëîêàëüíîñòåé î. Ñàõàëèí è
èç ð. Àìóð (âñåãî 980 îñîáåé).
 ðåçóëüòàòå ñóììàðíîé èäåíòèôèêàöèè âñåõ
ñìåøàííûõ âûáîðîê, äîëè îñîáåé ðàçëè÷íûõ ðåãèîíîâ âîñïðîèçâîäñòâà ðàñïðåäåëèëèñü ñëåäóþùèì îáðàçîì: Çàïàäíàÿ Êàì÷àòêà — 52,4%, Âî-
75
ñòî÷íàÿ Êàì÷àòêà — 7,2%, î. Ñàõàëèí — 27,1%,
ð. Àìóð — 11,9%, íåèçâåñòíûå — 1,4% (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2011). Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî íàáëþäàåìîå îñåíüþ 2009 ã. â ðàéîíàõ ñìåøåíèÿ ñîîòíîøåíèå ìîëîäè ðàçëè÷íûõ ðåãèîíîâ âîñïðîèçâîäñòâà, ïðè óñëîâèè ðàâíîé ìîðñêîé ñìåðòíîñòè,
ñîõðàíèòñÿ è ê ìîìåíòó âîçâðàòà ïðîèçâîäèòåëåé
íà íåðåñò. Ïîëó÷åííûå â íàñòîÿùåì èññëåäîâàíèè
îöåíêè ñðàâíèëè ñ ðåãèîíàëüíûì ñîîòíîøåíèåì
ïîäõîäîâ ãîðáóøè â 2010 ã., êîãäà ïðîèçîøåë âîçâðàò
àíàëèçèðóåìîãî ïîêîëåíèÿ íà íåðåñò â ðåãèîíû âîñïðîèçâîäñòâà. Ñðàâíåíèå ðàñ÷åòíûõ îöåíîê è ôàêòè÷åñêèõ äàííûõ ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä îá èõ
äîñòàòî÷íî âûñîêîì ñîîòâåòñòâèè (ðèñ. 7).
 2010 ã. íà÷àòû èññëåäîâàíèÿ ïî àëëåëüíîé èçìåí÷èâîñòè ìñÄÍÊ â ëîêàëüíûõ ïîïóëÿöèÿõ ãîðáóøè. Áûëè àïðîáèðîâàíû 44 ìèêðîñàòåëëèòíûõ
ëîêóñà — One102, One103, One104, One109,
Ðèñ. 4. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ (G1–G63) â 16 ïîïóëÿöèÿõ ãîðáóøè íå÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà
76
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
Oke3, Omy301, Omy1011, Ssa197, Ssa20.19,
OtsG68, One100, One101, One106, One108,
One110, One111, One114, One115, Oki1, Oki2,
Oki3, Oki7, Oki9, Oki10, Oki13, Oki18, Oki20,
Oki23, Oki100, Ogo1a, Ogo2, Ogo5, Ogo8, Ots1,
Ots2, Ots3, Ots103, Oke5, Oke8, Oke9, Oke11,
Ssa419, Ssa417, F43. Áîëüøèíñòâî èç íèõ îêàçàëèñü íåïðèãîäíûìè äëÿ àíàëèçà ìèêðîñàòåëëèòíîé
èçìåí÷èâîñòè ãîðáóøè âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî íå
ïðîèñõîäèò îòæèã ïðàéìåðîâ (â íóêëåîòèäíîé ïî-
Ðèñ. 5. UPGMA-äåíäðîãðàììà, ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâå õîðäîâûõ ãåíåòè÷åñêèõ ðàññòîÿíèé (Cavalli-Sforsa, Edwards,
1967), âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ãîðáóøè ðàçëè÷íûõ ðåãèîíîâ (49 âûáîðîê)
Ðèñ. 6. Ðåçóëüòàòû ìíîãîìåðíîãî øêàëèðîâàíèÿ õîðäîâûõ ãåíåòè÷åñêèõ ðàññòîÿíèé, âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ãîðáóøè ÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
ñëåäîâàòåëüíîñòè îòñóòñòâóþò ñïåöèôè÷íûå ó÷àñòêè) èëè ðàçìåð ÏÖÐ-ïðîäóêòà íå ïîçâîëèë èíòåðïðåòèðîâàòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû. Âûÿâëåíî äåñÿòü âûñîêîïîëèìîðôíûõ ëîêóñîâ (ïåðâûå â
âûøåïðèâåäåííîì ñïèñêå), èñïîëüçîâàíèå êîòîðûõ
â êà÷åñòâå ìàðêåðîâ ìåæðåãèîíàëüíîé èçìåí÷èâîñòè ãîðáóøè ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì, ïî
øåñòè èç íèõ ïðîàíàëèçèðîâàíû ÷àñòîòû àëëåëåé
â äåñÿòè âûáîðêàõ èç ðåê Êàì÷àòêè è î. Ñàõàëèí.
Ïÿòü èç øåñòè ëîêóñîâ ãîðáóøè (òàáë. 4) õàðàêòåðèçóþòñÿ òåòðà-íóêëåîòèäíûìè ïîâòîðàìè.
Ðèñ. 7. Ðåãèîíàëüíîå ñîîòíîøåíèå ìîëîäè èç ìîðñêèõ
íàãóëüíûõ ñêîïëåíèé (îñåíü 2009 ã.) óëîâîâ è íåðåñòîâûõ
ïîäõîäîâ ãîðáóøè â 2010 ã.: I — ðåçóëüòàòû èäåíòèôèêàöèè ïî ãåíåòè÷åñêèì äàííûì; II — ïîäõîä ïðîèçâîäèòåëåé (ôàêòè÷åñêèé âûëîâ è çàïîëíåíèå íåðåñòèëèù) (ïî:
Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2011)
77
Èñêëþ÷åíèåì ÿâëÿåòñÿ ëîêóñ Oke3, èìåþùèé òðèíàäöàòè-íóêëåîòèäíûå ïîâòîðû îñíîâíîãî ìîòèâà.
Íà ðèñ. 8 ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ. ×èñëî
îáíàðóæåííûõ àëëåëåé â ðàçíûõ ëîêóñàõ êîëåáàëîñü îò 12 äî 44. Âñåãî â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ îáíàðóæåíî 164 àëëåëÿ. Ñðåäíåå ÷èñëî àëëåëåé íà ëîêóñ ñîñòàâèëî 27,3. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî
ýòîò ïîêàçàòåëü ñâèäåòåëüñòâóåò îá î÷åíü áîëüøîé èçìåí÷èâîñòè èññëåäóåìîãî âèäà ïî äàííîìó
òèïó ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ. Íàïðèìåð, ïðè èçó÷åíèè ïîïóëÿöèîííîé ñòðóêòóðû êåòû, êîãäà â àíàëèç áûëî âêëþ÷åíî 10 ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ
è 852 ýêç. ðûá, ñðåäíåå ÷èñëî àëëåëåé íà ëîêóñ
ñîñòàâèëî 12,5 (Ðóáöîâà, 2008). Â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî
èññëåäîâàííûå ëîêóñû ó ãîðáóøè õàðàêòåðèçóþòñÿ î÷åíü âûñîêèì óðîâíåì ïîëèìîðôèçìà, íè ïî
îäíîìó èç íèõ íå áûë îáíàðóæåí ÷åòêî âûðàæåííûé îñíîâíîé àëëåëü.  âûáîðêàõ èç ðàçëè÷íûõ
ïîïóëÿöèé ÷èñëî âûÿâëåííûõ àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ
ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ çàìåòíî ðàçëè÷àëîñü.
Ìåæïîïóëÿöèîííûå ðàçëè÷èÿ â ðàñïðåäåëåíèè ÷àñòîò àëëåëåé îòðàæåíû íà ðèñ. 9 è 10. Äèàïàçîí
âàðüèðîâàíèÿ ÷èñëà àëëåëåé â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ èçìåíÿëñÿ îò 7 äî 28. Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî
ïîêîëåíèÿ ãîðáóøè ÷åòíûõ è íå÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà çàìåòíî ðàçëè÷àþòñÿ íå òîëüêî ïî ÷èñ-
Òàáëèöà 3. Îöåíêà ðåãèîíàëüíîãî ñîñòàâà ñèìóëèðîâàííûõ ñìåøàííûõ âûáîðîê ãîðáóøè ïîêîëåíèÿ ÷åòíûõ ëåò, %
(â ñêîáêàõ óêàçàíî ñòàíäàðòíîå îòêëîíåíèå. Îöåíêè, âûäåëåííûå æèðíûì øðèôòîì, òåîðåòè÷åñêè äîëæíû áûòü
ðàâíû 100%)
¹
1
2
Ðåãèîí
Ñåâåðíûå ïîïóëÿöèè
Þæíûå ïîïóëÿöèè
Íåèçâåñòíûå
1
93,6(6,3)
6,0
0,4
¹
1
2
3
Ðåãèîí
Î. Ñàõàëèí
Ð. Àìóð
Ìàòåðèêîâîå ïîáåðåæüå
Îõîòñêîãî ìîðÿ
Ïðèìîðüå
Êàì÷àòêà
Íåèçâåñòíûå
1
84,7(9,8)
2,2
Ðåãèîí
Î. Ñàõàëèí
Ð. Àìóð
Ìàòåðèêîâîå ïîáåðåæüå
Îõîòñêîãî ìîðÿ
Ïðèìîðüå
Çàïàäíàÿ Êàì÷àòêà
Âîñòî÷íàÿ Êàì÷àòêà
Íåèçâåñòíûå
1
84,7(9,8)
2,2
4
5
¹
1
2
3
4
5
6
2,8
2,7
7,5
0,1
2,8
2,7
4,9
2,6
0,1
I âàðèàíò àíàëèçà
2
12,8
86,8(7,3)
0,4
II âàðèàíò àíàëèçà
2
3
19,3
12,0
66,1(14,1)
0,1
2,3
52,0(16,7)
2,4
2,8
8,8
32,4
1,1
0,7
III âàðèàíò àíàëèçà
2
3
19,3
12,0
66,1(14,1)
0,1
2,3
2,4
2,5
6,3
1,1
52,0(16,7)
2,8
11,5
20,9
0,7
4
14,2
0,4
3,7
64,5(14,2)
16,1
1,1
4
14,2
0,4
3,7
64,5(14,2)
11,6
4,5
1,1
5
2,3
0,1
2,6
0,4
94,2(6,2)
0,4
5
2,4
0,0
3,5
0,3
74,7(14,3)
18,6
0,5
6
2,1
0,1
5,6
0,4
23,6
68,0(17,3)
0,2
78
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
ëó âûÿâëåííûõ àëëåëåé äëÿ êàæäîãî èç ëîêóñîâ, íî
è ïî ÷àñòîòå èõ âñòðå÷àåìîñòè.
Ïðè ïîïàðíîì ñðàâíåíèè âñåõ âûáîðîê çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ áûëè îáíàðóæåíû â 27 ñëó÷àÿõ èç 45.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ìåæäó âûáîðêàìè èç
ð. Ôèðñîâêà íå÷åòíûõ ëåò (2003 è 2009 ãã.), òàêæå
êàê è ìåæäó âûáîðêàìè ÷åòíûõ ëåò (2004 è 2010 ãã.),
äîñòîâåðíûõ îòëè÷èé íå âûÿâëåíî, ÷òî óêàçûâàåò
íà âðåìåííóþ ñòàáèëüíîñòü äàííûõ ãåíåòè÷åñêèõ
ïðèçíàêîâ.
Äëÿ îöåíêè óðîâíÿ ìåæïîïóëÿöèîííûõ ðàçëè÷èé
íà îñíîâå èçìåí÷èâîñòè ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ áûëè ðàññ÷èòàíû ãåíåòè÷åñêèå äèñòàíöèè Íåÿ (Nei, 1972) è õîðäîâûå ðàññòîÿíèÿ (Cavalli-Cforza, Edwards, 1967). Ðåçóëüòàòû ìíî-
ãîìåðíîãî øêàëèðîâàíèÿ õîðäîâûõ ãåíåòè÷åñêèõ
ðàññòîÿíèé ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 11. Âñå âûáîðêè
ðàçäåëèëèñü íà äâå íåïåðåêðûâàþùèåñÿ, äèôôåðåíöèðîâàííûå îáëàñòè ÷åòíûõ è íå÷åòíûõ ëåò âîñïðîèçâîäñòâà. Ðàñïîëîæåíèå â òðåõìåðíîì ïðîñòðàíñòâå âûáîðîê èç ð. Ôèðñîâêà 2004 è 2010 ãã.,
òàêæå êàê è íå÷åòíûõ ëåò — 2003 è 2009 ãã., îòðàæàåò èõ ñõîäñòâî ïî èññëåäîâàííûì ëîêóñàì ìñÄÍÊ.
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî ïîëó÷åííûå â íàñòîÿùåì èññëåäîâàíèè ðåçóëüòàòû
ñâèäåòåëüñòâóþò î âðåìåííîé ñòàáèëüíîñòè ÷àñòîò ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ. Ìåæãîäîâàÿ èçìåí÷èâîñòü èññëåäîâàííûõ âûáîðîê íå ÿâëÿåòñÿ
ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìîé, â òî âðåìÿ êàê ìåæïîïóëÿöèîííàÿ — â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïîïàðíûõ
Ðèñ. 8. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àêðèëàìèäíîì ãåëå àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ ìèêðîñàòåëëèòíûõ
ëîêóñîâ One103, One104, One109, Oke3, Ssa197, OtsG68 ãîðáóøè. Ì — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (pBR322/HpaII)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
ñðàâíåíèé äîñòèãàåò óðîâíÿ äîñòîâåðíîñòè. ×àñòîòû àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ñîçäàíèÿ áàçû ãåíåòè÷åñêèõ äàííûõ, íå
òðåáóþùåé åæåãîäíîãî îáíîâëåíèÿ ïîïóëÿöèîííûõ
õàðàêòåðèñòèê è ïðèãîäíîé äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â
ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèÿõ ïîïóëÿöèîííûõ èññëåäîâàíèé â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ïåðèîäà âðåìåíè.
Íåðêà. Äëÿ âûÿâëåíèÿ è îöåíêè ðåãèîíàëüíîé
äèôôåðåíöèàöèè íåðêè áûëà ïðîâåäåíà àïðîáàöèÿ
26 ëîêóñîâ ìñÄÍÊ — Ots107, Oki1a, Oki1b,
One104, One109, OtsG68, OtsG85, Oki6, Ots108,
Ots2, Ots3, Ots100, Ots103, Omy77, One102, One8,
One103, Oke3, Omy301, Omy1011, Ssa197,
Ssa20.19, Omm1037G, Ogo2G, Ssa197, Omm1070.
Òàê æå, êàê è ïðè èññëåäîâàíèè ãîðáóøè, áîëüøàÿ
÷àñòü ëîêóñîâ îêàçàëàñü íåïðèãîäíîé äëÿ àíàëèçà
ìèêðîñàòåëëèòíîé èçìåí÷èâîñòè — îáúåêòèâíàÿ
èíòåðïðåòàöèÿ ðåçóëüòàòîâ áûëà íåâîçìîæíà èççà ðàçìåðà ÏÖÐ-ïðîäóêòà èëè èìåëî ìåñòî çàòðóäíÿþùåå îòæèã ïðàéìåðîâ íåñîîòâåòñòâèå ñïåöèôè÷íûõ ó÷àñòêîâ ÄÍÊ-ìàòðèöû èñïîëüçóåìûì
ïðàéìåðíûì ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿì. Äëÿ äàëüíåéøåãî àíàëèçà íåðêè áûëè îòîáðàíû âîñåìü ïîëèìîðôíûõ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ (ïåðâûå â
âûøåïðèâåäåííîì ñïèñêå).
Ñåìü èç âîñüìè ëîêóñîâ õàðàêòåðèçóþòñÿ òåòðà-íóêëåîòèäíûìè ïîâòîðàìè, èñêëþ÷åíèå — ëîêóñ Oki6, ÿâëÿþùèéñÿ äèíóêëåîòèäîì. Íà ðèñ. 12
79
ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ. ×èñëî îáíàðóæåííûõ àëëåëåé â èññëåäîâàííûõ ëîêóñàõ êîëåáàëîñü
îò 6 äî 26 (òàáë. 4). Âñåãî â 15 âûáîðêàõ âûÿâëåíî 110 àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ. Ñðåäíåå ÷èñëî àëëåëåé íà ëîêóñ ñîñòàâèëî 13,8. Ìåæïîïóëÿöèîííûå
ðàçëè÷èÿ â ðàñïðåäåëåíèè àëëåëüíûõ ÷àñòîò âîñüìè ìèêðîñàòåëëèòîâ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 13–20.
Ëîêóñû One109, One104, OtsG85 õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêèì óðîâíåì ïîëèìîðôèçìà (18, 25 è
26 àëëåëåé ñîîòâåòñòâåííî), ÷åòêî âûðàæåííûé îñíîâíîé àëëåëü ó íèõ íå âûÿâëåí. Äëÿ Ots107 îòìå÷åíî íàëè÷èå îñíîâíîãî àëëåëÿ (116 ï. í.), â ñåâåðíûõ ïîïóëÿöèÿõ âîñòî÷íîãî ïîáåðåæüÿ Êàì÷àòêè îí ïðåäñòàâëåí ñ ÷àñòîòîé 0,90–0,98. Ïî ëîêóñó Oki1a íàáëþäàåòñÿ íàëè÷èå îñíîâíîãî àëëåëÿ (148 ï. í.), ïðåîáëàäàþùåãî âî âñåõ âûáîðêàõ (ñ ÷àñòîòîé 0,56–0,70), êðîìå ëàãóíû Ñåâåðíîé, ãäå ïðîèñõîäèò ñìåíà äîìèíèðóþùåãî àëëåëÿ (156 ï. í.). Äëÿ ëîêóñà Oki1b îñíîâíîé àëëåëü (112 ï. í.) äîìèíèðóåò âî âñåõ ïîïóëÿöèÿõ
(0,53–0,88), êðîìå ð. Áóøóéêà, ãäå íàáëþäàåòñÿ
ñìåíà îñíîâíîãî àëëåëÿ (116 ï. í.). Ïî ëîêóñó
OtsG68 â äåâÿòè ïîïóëÿöèÿõ â íàèáîëüøåé ñòåïåíè ïðåäñòàâëåí àëëåëü ñ äëèíîé 140 ï. í. (0,49–
0,68), â îñòàëüíûõ ïîïóëÿöèÿõ äîìèíèðóåò àëëåëü
144 ï. í. (0,48–0,58%). Ëîêóñ Oki6 õàðàêòåðèçóåòñÿ ïðåîáëàäàíèåì àëëåëÿ ñ äëèíîé 88 ï. í.
Òàáëèöà 4. Õàðàêòåðèñòèêà èñïîëüçîâàííûõ â àíàëèçå ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ ãîðáóøè, íåðêè, ìèíòàÿ è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè
Ëîêóñ
One103
One104
One109
Oke3
Ssa197
OtsG68
Ots107
Oki1a
Oki1b
OtsG85
Oki6
Gmo35
Gmo34
Gmo8
PGmo32
Gmo19
Gma101
Gma102
Gma107
Gma108
Ãîðáóøà
Íåðêà
Ìèíòàé
Òðåñêà
N àëëåëåé/
Ðàçìåð
N àëëåëåé/
Ðàçìåð
N àëëåëåé/
Ðàçìåð
N àëëåëåé/
Ðàçìåð
N îñîáåé ôðàãìåíòà, N îñîáåé ôðàãìåíòà, N îñîáåé ôðàãìåíòà, N îñîáåé ôðàãìåíòà,
ï. í.
ï. í.
ï. í.
ï. í.
–
–
–
–
–
–
114–326
44/550
–
–
–
–
104–204
25/722
108–316
37/551
–
–
–
–
108–180
18/716
124–188
18/547
–
–
–
–
–
–
231–400
12/549
–
–
–
–
–
–
119–203
21/551
–
–
–
–
128–156
8/724
128–292
32/551
–
–
–
–
84–132
–
9/728
–
–
–
–
–
124–164
9/723
–
–
–
–
–
–
92–124
6/725
–
–
–
–
–
–
128–242
26/711
–
–
–
–
–
–
74–100
9/711
–
–
113–125
5/247
113–131
6/137
–
–
–
–
110–208
26/245
90–186
14/138
–
–
–
–
150–402
45/240
162–406
34/138
–
–
–
–
104–131
9/248
107–128
6/138
–
–
–
–
120–240
29/232
–
–
–
–
–
–
137–253
21/220
–
–
–
–
–
–
192–252
16/224
–
–
–
–
–
–
164–216
14/210
–
–
–
–
–
–
190–250
15/221
–
–
–
–
–
–
80
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
(0,53–0,64) âî âñåõ ïîïóëÿöèÿõ, êðîìå ð. Àïóêà,
ãäå îòìå÷åíî ïðåîáëàäàíèå îñîáåé ñ îñíîâíûì
àëëåëåì 76 ï. í. (0,60).
Îöåíêè ìåæïîïóëÿöèîííîé äèôôåðåíöèàöèè
( st) ïî ìèêðîñàòåëëèòíûì ëîêóñàì çàìåòíî ðàç-
ëè÷àëèñü (òàáë. 5). Ìàêñèìàëüíûé âêëàä â äèôôåðåíöèàöèþ íåðêè èññëåäîâàííûõ ëîêàëüíîñòåé
âíåñ ëîêóñ Ots107. Ïðè äåâÿòè âûÿâëåííûõ àëëåëÿõ çíà÷åíèå st îêàçàëîñü ðàâíûì 8,3%. Ìèíèìàëüíûé âêëàä âíåñ ëîêóñ OtsG85 — 0,1% (26 àë-
Òàáëèöà 5. Äèôôåðåíöèàöèÿ ïîïóëÿöèé íåðêè (â %) ïî ìèêðîñàòåëëèòíûì ëîêóñàì
Ots107
Oki1a
Oki1b
One104
One109
OtsG68
OtsG85
Oki6
8,3
1,1
5,2
1,5
1,1
4,3
0,1
3,3
95%-é
Ñðåäíåå áóòñòðåï-èíòåðâàë
íèæíèé âåðõíèé
2,6
1,3
4,3
Ðèñ. 9. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ One103, One104, One 109 â âûáîðêàõ ãîðáóøè
ëèíèé ÷åòíûõ è íå÷åòíûõ ëåò (ïî îñè àáñöèññ óêàçàíû àëëåëüíûå âàðèàíòû, ïî îñè îðäèíàò — ñóììàðíàÿ ÷àñòîòà
àëëåëåé â èññëåäîâàííûõ ïîïóëÿöèÿõ; öâåòîì îáîçíà÷åíà äîëÿ êàæäîé ïîïóëÿöèè â ñóììàðíîé ÷àñòîòå âûÿâëåííûõ àëëåëåé)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
ëåëåé). Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî âûñîêîïîëèìîðôíûå
ëîêóñû îêàçàëèñü äëÿ ïðîàíàëèçèðîâàííûõ âûáîðîê íàèìåíåå äèôôåðåíöèðóþùèìè.
 ñðåäíåì, âåëè÷èíà ìåæïîïóëÿöèîííîé
äèôôåðåíöèàöèè ( st) ïî âñåì ëîêóñàì ñîñòàâèëà 2,5% è îêàçàëàñü ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìîé
(95%-é áóòñòðåï-èíòåðâàë ïîëîæèòåëüíûé, íèæíÿÿ ãðàíèöà 1,3).
Êëàñòåðèçàöèÿ èññëåäîâàííûõ âûáîðîê íà îñíîâå ãåíåòè÷åñêèõ äèñòàíöèé, âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì àëëåëåé âîñüìè ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ, îòðàæàåò ñòåïåíü èõ ãåíåòè÷åñêîãî ñõîäñòâà (ðèñ. 21).
81
Íà ïðåäñòàâëåííîé NJ-äåíäðîãðàììå âûáîðêè ñôîðìèðîâàëè òðè ÷åòêî âûðàæåííûõ êëàñòåðà —
îç. Êóðèëüñêîå, ð. Êàì÷àòêà è ðåêè ñåâåðî-âîñòî÷íîé ÷àñòè ïîáåðåæüÿ.  êàæäîì èç äâóõ ïîñëåäíèõ
êëàñòåðîâ èìåþò ìåñòî äâå âíóòðåííèå âåòâè.
 êëàñòåðå, îáðàçîâàííîì âûáîðêàìè íåðêè èç
îç. Êóðèëüñêîå, äèôôåðåíöèàöèÿ ñòàòèñòè÷åñêè
íåçíà÷èìà, â ñðåäíåì ïî âîñüìè ëîêóñàì îíà ñîñòàâèëà 0,02% (íèæíÿÿ ãðàíèöà áóòñòðåï-èíòåðâàëà èìååò îòðèöàòåëüíóþ âåëè÷èíó –0,003). Âíóòðè îñòàëüíûõ ãðóïï âûáîðîê ìåæïîïóëÿöèîííàÿ
äèôôåðåíöèàöèÿ âî âñåõ ñëó÷àÿõ îêàçàëàñü ñòàòè-
Ðèñ. 10. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Oke3, Ssa197, OtsG68 â âûáîðêàõ ãîðáóøè ëèíèé
÷åòíûõ è íå÷åòíûõ ëåò (ïî îñè àáñöèññ óêàçàíû àëëåëüíûå âàðèàíòû, ïî îñè îðäèíàò — ñóììàðíàÿ ÷àñòîòà àëëåëåé
â èññëåäîâàííûõ ïîïóëÿöèÿõ; öâåòîì îáîçíà÷åíà äîëÿ êàæäîé ïîïóëÿöèè â ñóììàðíîé ÷àñòîòå âûÿâëåííûõ àëëåëåé)
82
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
ñòè÷åñêè çíà÷èìà (íèæíÿÿ ãðàíèöà áóòñòðåï-èíòåðâàëà âàðüèðîâàëà â ïðåäåëàõ 0,003–0,020), íî
âåëè÷èíà ïîëó÷åííûõ îöåíîê çàìåòíî íèæå âûøåïðèâåäåííîãî çíà÷åíèÿ st (2,5%), êîãäà â àíàëèç
áûëà âêëþ÷åíà âñÿ ñîâîêóïíîñòü âûáîðîê. Òàê, â
êëàñòåðå îç. Àçàáà÷üå (ð. Ïîíîìàðêà è ð. Áóøóéêà) äèôôåðåíöèàöèÿ ñîñòàâèëà 0,8%, âíóòðè êëàñòåðà, îáðàçîâàííîãî ïîïóëÿöèÿìè ð. Êàì÷àòêà —
0,8%, â êëàñòåðå Îëþòîðñêî-Íàâàðèíñêîãî ðàéîíà
(ð. Àïóêà, ëàãóíà Àíàíà, ëàãóíà Ñåâåðíàÿ) — 1,6%,
âíóòðè êëàñòåðà, îáðàçîâàííîãî ïîïóëÿöèÿìè
ð. Õàéëþëÿ, ð. Èâàøêà, ð. Íàâûðèíâàÿì — 1%.
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî óðîâåíü
ìåæðåãèîíàëüíîé äèôôåðåíöèàöèè íåðêè çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàåò óðîâåíü ìåæïîïóëÿöèîííîé äèôôåðåíöèàöèè âíóòðè âûäåëåííûõ ðåãèîíàëüíûõ
ãðóïï ïîïóëÿöèé, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèåì
âûñîêîé äèñêðèìèíèðóþùåé ñïîñîáíîñòè èñïîëüçîâàííûõ ìàðêåðîâ ïîïóëÿöèîííî-ãåíåòè÷åñêîé
èçìåí÷èâîñòè.
×àâû÷à. Äëèíà àìïëèôèöèðîâàííûõ â ðåçóëüòàòå ÏÖÐ ó÷àñòêîâ ìòÄÍÊ â ñóììå ñîñòàâëÿåò
ïî÷òè 7000 ïàð íóêëåîòèäîâ, èëè îêîëî 40% âñåãî
ìèòîõîíäðèàëüíîãî ãåíîìà ÷àâû÷è (Wilhelm et al.,
2003).  ðåçóëüòàòå ÏÄÐÔ-àíàëèçà áûëî âûÿâëåíî 53 ðåñòðèêòíûõ ñàéòà (≈1,5% ìèòîõîíäðèàëüíîãî ãåíîìà), èç êîòîðûõ òîëüêî 6 îêàçàëèñü ïîëèìîðôíûìè (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008; Øïèãàëüñêàÿ, 2010). Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ ïðîäóêòîâ ýíäîíóêëåàçíîãî ãèäðîëèçà â
àãàðîçíîì ãåëå ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 22.
Îáúåäèí¸ííûå äàííûå, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå àíàëèçà òð¸õ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ ïî âñåì
ñàéòàì ðåñòðèêöèè è èñïîëüçîâàííûì ýíäîíóêëåàçàì, ïîçâîëèëè âûÿâèòü 11 êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ó 579 èññëåäîâàííûõ îñîáåé ÷àâû÷è Êàì÷àòêè. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ
Ðèñ. 11. Ðåçóëüòàòû ìíîãîìåðíîãî øêàëèðîâàíèÿ õîðäîâûõ ãåíåòè÷åñêèõ ðàññòîÿíèé, âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì
àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ ãîðáóøè (êðàñíûì
öâåòîì îáîçíà÷åíû âûáîðêè î-âà Ñàõàëèí)
ãàïëîòèïîâ â 13 ïîïóëÿöèÿõ ÷àâû÷è ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 23.
 ðåçóëüòàòå àíàëèçà êîëè÷åñòâà íóêëåîòèäíûõ
çàìåí âî âñåõ ãàïëîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòàõ ïðè ïîïàðíîì ñðàâíåíèè ïîïóëÿöèé âûÿâëåíî ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî íóêëåîòèäíûõ çàìåí — äåâÿòü — â âûáîðêå èç ð. Áîëüøàÿ, ìèíèìàëüíîå — îäíà íóêëåîòèäíàÿ çàìåíà, ìåæäó äâóìÿ ãàïëîòèïàìè — ó
÷àâû÷è ðåê Êèõ÷èê è Àâà÷à.
×àñòîòû è âàðèàíòû ãàïëîòèïîâ â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ çàìåòíî ðàçëè÷àëèñü. Ñðåäè îñîáåé
èç ð. Áîëüøàÿ óäàëîñü âûÿâèòü íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ãàïëîòèïîâ — øåñòü, â îñòàëüíûõ ïîïóëÿöèÿõ àçèàòñêîé ÷àñòè àðåàëà èõ êîëè÷åñòâî âàðüèðîâàëî îò äâóõ (ðð. Àâà÷à, Æóïàíîâà, Ïàëàíà, Êîëü,
Êèõ÷èê) äî ïÿòè (ð. Ïûìòà).
Àíàëèç ÷àñòîò ãàïëîòèïîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì
ïñåâäîâåðîÿòíîñòíîãî òåñòà íà ãîìîãåííîñòü ïîçâîëèë îöåíèòü óðîâåíü íåîäíîðîäíîñòè ÷àâû÷è
èññëåäîâàííûõ ïîïóëÿöèé. Âåðîÿòíîñòü ãîìîãåííîñòè ñðàâíèâàåìûõ âûáîðîê îêàçàëàñü ðàâíà
íóëþ (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008).
 ðåçóëüòàòå ïðèìåíåíèÿ ìåòîäîâ F-ñòàòèñòèêè äëÿ îöåíêè óðîâíÿ ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè àçèàòñêèõ ïîïóëÿöèé ÷àâû÷è áûëî âûÿâëåíî, ÷òî ìåæäó áîëüøèíñòâîì ñðàâíèâàåìûõ
ïàð çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ îòñóòñòâóþò. Íà àçèàòñêîé ÷àñòè àðåàëà ïÿòü âûáîðîê (ðð. Ïàëàíà,
Ïûìòà, Êîëü, Âîðîâñêàÿ, Àâà÷à) ïðè ïîïàðíîì
ñðàâíåíèè çíà÷èìî îòëè÷àþòñÿ áîëåå ÷åì îò ïîëîâèíû âêëþ÷åííûõ â àíàëèç ëîêàëüíîñòåé. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷åííûå äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî, íåñìîòðÿ íà äîñòîâåðíûé óðîâåíü
ãåòåðîãåííîñòè ÷àâû÷è íà èçó÷àåìîé ÷àñòè àðåàëà ïî ñòðóêòóðå ìòÄÍÊ, ìåæïîïóëÿöèîííàÿ äèâåðãåíöèÿ â öåëîì íåâåëèêà äàæå ñ ó÷¸òîì òîãî,
÷òî â îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ âåëè÷èíà âûðàæåííîñòè îòëè÷èé ìåæäó ïîïóëÿöèÿìè äîñòèãàåò çíà÷èìîãî óðîâíÿ.
Ðàñ÷åò ìàòðèöû äèâåðãåíöèè ïî íóêëåîòèäíûì
ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿì ìåæäó ïîïóëÿöèÿìè ÷àâû÷è Êàì÷àòêè ïîêàçàë, ÷òî ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå
ðàçëè÷èé (îêîëî 0,02% íóêëåîòèäíûõ çàìåí) èìååò ìåñòî ìåæäó âûáîðêîé èç ð. Ïàëàíà è îñòàëüíûìè. UPGMA-äåíäðîãðàììà íà îñíîâå ìàòðèöû
ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 24. Êëàñòåðèçàöèÿ âûáîðîê
íà äåíäðîãðàììå íå ôîðìèðóåò ÷åòêîé êàðòèíû
äèôôåðåíöèàöèè ïîïóëÿöèé ÷àâû÷è Çàïàäíîé è
Âîñòî÷íîé Êàì÷àòêè.
Îöåíêè ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè ïîïóëÿöèé
÷àâû÷è ïîêàçàëè, ÷òî íà äîëþ âíóòðèïîïóëÿöèîííîé
ãåíåòè÷åñêîé äèñïåðñèè ïðèõîäèòñÿ 95,98%, íà äîëþ
ìåæïîïóëÿöèîííîé — 4,02%. Â äðóãîì âàðèàíòå
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
ðàñ÷åòà ïîïóëÿöèè îáúåäèíÿëè â äâå ãðóïïû â ñîîòâåòñòâèè ñ ãåîãðàôè÷åñêîé ïðèíàäëåæíîñòüþ —
Çàïàäíàÿ Êàì÷àòêà è Âîñòî÷íàÿ Êàì÷àòêà. Ïðè
òàêîì îáúåäèíåíèè âûÿâëÿåòñÿ áëèçêàÿ ê íóëþ âåëè÷èíà èçìåí÷èâîñòè, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà ìåæãðóïïîâóþ êîìïîíåíòó. Äîëÿ ìåæïîïóëÿöèîííîé äèñïåðñèè âíóòðè ãðóïï ñîñòàâëÿåò 3,95%, à äîëÿ âíóò-
83
ðèïîïóëÿöèîííîé èçìåí÷èâîñòè (96,01%) íåçíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðåäûäóùèì
âàðèàíòîì àíàëèçà (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008).
Âåðîÿòíîé ïðè÷èíîé íåãëóáîêîé äèâåðãåíöèè
êàì÷àòñêèõ ïîïóëÿöèé ÷àâû÷è ïî ñòðóêòóðå ìòÄÍÊ
ìîæåò ÿâëÿòüñÿ èõ èñòîðè÷åñêè íåäàâíåå ïðîèñõîæäåíèå â ñî÷åòàíèè ñ îòíîñèòåëüíî áîëåå íèçêîé, ÷åì
Ðèñ. 12. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àêðèëàìèäíîì ãåëå àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Oki1à, Oki1b, OtsG85, One104, OtsG68,
Ots107, Oki6, One109 íåðêè. Ì — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (pBR322/HpaII)
84
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
ó äðóãèõ òèõîîêåàíñêèõ ëîñîñåé, ñêîðîñòüþ ñìåíû
ãåíåðàöèé, îáðàòíàÿ çàâèñèìîñòü ìåæäó êîòîðîé è
óðîâíåì èçìåí÷èâîñòè ìòÄÍÊ äðóãèõ âèäîâ ëîñîñåé áûëà ïîêàçàíà ðàíåå (Áðûêîâ, 2001). Íåäàâíåå
ïðîèñõîæäåíèå áîëüøèíñòâà ïîïóëÿöèé ÷àâû÷è â
ðåêàõ Êàì÷àòêè ïîäòâåðæäàåòñÿ òàêæå «çâåçä÷à-
òîé» ñòðóêòóðîé ãåíåàëîãè÷åñêîé ñåòè ãàïëîòèïîâ
ìòÄÍÊ (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008). Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî îòíîñèòåëüíî íåáîëüøàÿ ãëóáèíà
ìåæïîïóëÿöèîííîé äèâåðãåíöèè ñâèäåòåëüñòâóåò î
íåçàâèñèìîé ýâîëþöèè êàì÷àòñêèõ ïîïóëÿöèé â òå÷åíèå èñòîðè÷åñêè íåáîëüøîãî âðåìåííîãî ïåðèî-
Ðèñ. 13. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà Oki1à â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðèñ. 14. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà Oki1b â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
85
äà, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ òàêæå íèçêîé (ìåíåå 5%)
äîëåé ãåíåòè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè, ïðèõîäÿùåéñÿ íà
ìåæïîïóëÿöèîííóþ êîìïîíåíòó. Âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ìàêñèìàëüíîå âðåìÿ äèâåðãåíöèè äëÿ
êàì÷àòñêèõ ïîïóëÿöèé ÷àâû÷è, âåëè÷èíà ðàçëè÷èé
ìåæäó êîòîðûìè ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,02% íóêëåîòèäíûõ çàìåí, ñîîòâåòñòâóåò îöåíêå âî âðåìåííîì
èíòåðâàëå, íå ïðåâûøàþùåì 10–20 òûñ. ëåò (Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008; Øïèãàëüñêàÿ, 2010). Âåðîÿò-
íî, îòñòóïëåíèå ïîçäíåïëåéñòîöåíîâîãî ëåäíèêà
îáóñëîâèëî íà÷àëî ïðîöåññîâ ðàññåëåíèÿ, ðåêîëîíèçàöèè è ôîðìèðîâàíèÿ ñîâðåìåííîé êàðòèíû ïîäðàçäåëåííîñòè âèäà íà ñòðóêòóðíûå êîìïîíåíòû.
Ïðåäñòàâëåííûå ðàíåå ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî îïèñàííûå îñîáåííîñòè ìåæïîïóëÿöèîííîé ãåíåòè÷åñêîé äèôôåðåíöèàöèè ñîãëàñóþòñÿ ñ èñòîðèåé ïîçäíåïëåéñòîöåíîâûõ îëåäåíåíèé, êîòîðûå èìåëè ìåñòî íà Êàì÷àòêå è ïîáåðåæüå Îõîò-
Ðèñ. 15. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà OtsG85 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðèñ. 16. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà One104 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
86
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
ñêîãî ìîðÿ (Áàðàíîâà, Áèñêý, 1964; Ìåëåêåñöåâ è äð.,
1974; Ãëóøêîâà, 1984; Áåñïàëûé, Ãëóøêîâà, 1987).
Ìîðñêèå ïðîìûñëîâûå ðûáû
Ìèíòàé. Ñóììàðíàÿ äëèíà òð¸õ àìïëèôèöèðîâàííûõ ó÷àñòêîâ ìòÄÍÊ — Cytb/D-loop, ND3/
ND4L/ND4, ND5/ND6, ñîñòàâëÿåò îêîëî 7400 ï. í.,
èëè íåìíîãèì ìåíåå ïîëîâèíû îáùåé äëèíû âñåé
ìòÄÍÊ ìèíòàÿ (Mulligan et al., 1992). Íà íà÷àëü-
íîì ýòàïå èññëåäîâàíèÿ áûëè ïðîâåäåíû àïðîáàöèÿ è ïîñëåäóþùèé îòáîð èíôîðìàòèâíûõ ðåñòðèêöèîííûõ ýíäîíóêëåàç, âûÿâëÿþùèõ ïîëèìîðôíûå
ñàéòû â èññëåäóåìûõ ôðàãìåíòàõ ìòÄÍÊ. Âñåãî
àïðîáèðîâàíî 12 ðåñòðèêòàç — RsaI, HaeIII, HinfI,
Cfr13.I, Hin6.I, Ama87I, VspI, MspI, StyI, HhaI,
TaqI, MvaI, èç êîòîðûõ âîñåìü áûëè îòîáðàíû
äëÿ äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ â ÏÄÐÔ-àíàëèçå (ïåðâûå â âûøåïðèâåäåííîì ñïèñêå).
Ðèñ. 17. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà OtsG68 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðèñ. 18. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà Ots107 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
87
Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â
àãàðîçíîì ãåëå ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ
ìèíòàÿ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 25. Âñåãî â ðåçóëüòàòå
ÏÄÐÔ-àíàëèçà âûÿâëåíî 49 êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ó 202 ïðîàíàëèçèðîâàííûõ îñîáåé. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò ãàïëîòèïîâ (G1-G49) â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 26. Ïÿòü ãàïëîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòîâ îêàçàëèñü îáùèìè äëÿ
âñåõ èññëåäîâàííûõ âûáîðîê. Áîëüøàÿ ÷àñòü ãàïëîòèïîâ — 33 — îêàçàëèñü ðåäêèìè è âûÿâëåíû
òîëüêî â êàêîé-ëèáî îäíîé èç âûáîðîê. Íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ãàïëîòèïîâ — 21 — îáíàðóæåíî
â âûáîðêå ¹ 1, â îñòàëüíûõ êîëè÷åñòâî ãàïëîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòîâ âàðüèðîâàëî îò 15 äî 18.
Àíàëèç ñ èñïîëüçîâàíèåì òåñòà íà ãåòåðîãåííîñòü âñåé ñîâîêóïíîñòè âûáîðîê ïî âñåì ãàïëîòèïè÷åñêèì âàðèàíòàì ïîäòâåðäèë èõ îäíîðîäíîñòü ( 2=212, Ð=0,154). Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòîâ Fst
ïðè ïîïàðíîì ñðàâíåíèè âûáîðîê íà îñíîâå èçìåí÷èâîñòè ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ ïî-
Ðèñ. 19. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà Oki6 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
Ðèñ. 20. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíîãî ëîêóñà One109 â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ íåðêè (â ëåãåíäå óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
88
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
êàçàë, ÷òî ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ èìåþò ìåñòî òîëüêî â ÷åòûðåõ èç äåñÿòè ñëó÷àåâ. Âûáîðêà ¹ 2 äîñòîâåðíî îòëè÷àåòñÿ îò âñåõ, êðîìå
¹ 1. Âûÿâëåíî, ÷òî âûáîðêè ¹ 3 è ¹ 1 íåîäíîðîäíû íà ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìîì óðîâíå. Âûáîðêè ¹ 3, 4, 5 îêàçàëèñü ãîìîãåííû ïî äàííîé ñèñòåìå ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ.
Êëàñòåðèçàöèÿ âûáîðîê â ñîîòâåòñòâèè ñ ãåíåòè÷åñêèìè ðàññòîÿíèÿìè ïî Nei, 1972, âû÷èñëåííûìè íà îñíîâå ÷àñòîò ãàïëîòèïîâ, îòðàæàåò óðîâåíü ãåíåòè÷åñêèõ ðàçëè÷èé ìåæäó èññëåäîâàííûìè âûáîðêàìè (ðèñ. 27). Íàèáîëåå ãåíåòè÷åñêè
ñâîåîáðàçíîé îêàçàëàñü âûáîðêà ¹ 2, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ðåçóëüòàòàì ïîïàðíûõ ñðàâíåíèé.
Òàêèì îáðàçîì, ïðåäâàðèòåëüíûå äàííûå ïî ãàïëîòèïè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè ìòÄÍÊ ìèíòàÿ ñåâåðîâîñòî÷íîé ÷àñòè Îõîòñêîãî ìîðÿ ïîçâîëÿþò îòìåòèòü
íåâûñîêèé óðîâåíü ðàçëè÷èé ìåæäó âûáîðêàìè, íî äëÿ
áîëåå îáîñíîâàííûõ âûâîäîâ î ïîïóëÿöèîííîé îäíîðîäíîñòè íà äàííîé ÷àñòè âèäîâîãî àðåàëà íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü êîëè÷åñòâî è îáúåì âûáîðîê â àíàëèçå.
Ðèñ. 21. NJ-äåíäðîãðàììà, èëëþñòðèðóþùàÿ ãåíåòè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ ìåæäó ëîêàëüíûìè ïîïóëÿöèÿìè íåðêè
Êàì÷àòêè (ãåíåòè÷åñêèå ðàññòîÿíèÿ ïî Nei, 1978)
Ðèñ. 22. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àãàðîçíîì ãåëå ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ ÷àâû÷è. Àíàëèçèðóåìûå ó÷àñòêè — A8/À6/COIII/ND3 (ýíäîíóêëåàçû ðåñòðèêöèè: BstNI, MboI, RsaI), ND3/ND4L/ND4 (DdeI, TaqI),
COI/COII/A8 (Sau96I); A, B — âàðèàíòû ðàñùåïëåíèÿ, M — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (+100 ï. í.)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
89
Äëÿ âûÿâëåíèÿ óðîâíÿ èçìåí÷èâîñòè ìèíòàÿ ïî
äðóãîìó êëàññó ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ — ìèêðîñàòåëëèòíîé ÿäåðíîé ÄÍÊ — áûëè àïðîáèðîâàíû
ëîêóñû Gmo34, Gmo35, PGmo32, Gmo8, GmoG12, Gmo19, Gmo3. Ïåðâûå ÷åòûðå èç óêàçàííîãî ñïèñêà îòîáðàíû äëÿ äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé.
Äâà èç ÷åòûð¸õ ëîêóñîâ (Gmo8 è Gmî34) õàðàêòåðèçóþòñÿ òåòðà-íóêëåîòèäíûìè ïîâòîðàìè, ëîêóñû PGmo32, Gmî35 èìåþò òðè-íóêëåîòèäíûå ïîâòîðû. Íà ðèñ. 28 ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ.
×èñëî îáíàðóæåííûõ àëëåëåé îêàçàëîñü ðàâíî
øåñòè äëÿ ëîêóñîâ PGmo32 è Gmî35, ÷åòûðíàäöàòè — äëÿ Gmî34 (òàáë. 4). Íàèáîëüøåå ÷èñëî
àëëåëåé — 34 — âûÿâëåíî ïî ëîêóñó Gmo8. ×èñëî àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ îòäåëüíûõ ëîêóñîâ â èññëåäóåìûõ âûáîðêàõ âàðüèðîâàëî îò 3 äî 26. Âñåãî
îáíàðóæåíî 60 àëëåëåé ïî ÷åòûðåì ìèêðîñàòåëëèòíûì ëîêóñàì ìèíòàÿ. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò
àëëåëåé â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 29.
Îöåíêè ìåæïîïóëÿöèîííîé äèôôåðåíöèàöèè
( st) ïî êàæäîìó èç èññëåäîâàííûõ ëîêóñîâ çàìåòíî ðàçëè÷àëèñü. Ìàêñèìàëüíûé âêëàä â äèôôåðåíöèàöèþ ìèíòàÿ âñåé ñîâîêóïíîñòè âûáîðîê âíåñ
ëîêóñ PGmo32. Ïðè øåñòè âûÿâëåííûõ àëëåëÿõ
çíà÷åíèå st îêàçàëîñü ðàâíûì 1,08%. Îòðèöàòåëüíûé âêëàä â îöåíêó âíåñ ëîêóñ Gmo35 (–0,63%).
Âåðîÿòíûì îáúÿñíåíèåì ïîëó÷åííîãî îòðèöàòåëü-
íîãî çíà÷åíèÿ st ïî äàííîìó ëîêóñó ìîæåò ÿâëÿòüñÿ òî, ÷òî åãî àëëåëè ó îñîáåé èç ðàçíûõ âûáîðîê
áîëåå ñõîäíû ìåæäó ñîáîé, ÷åì àëëåëè ó îñîáåé
èç êàæäîé îòäåëüíî âçÿòîé âûáîðêè (Âåéð, 1995).
 ñðåäíåì, âåëè÷èíà ìåæïîïóëÿöèîííîé äèôôåðåíöèàöèè ( st) ïî âñåì ëîêóñàì ñîñòàâèëà 0,47% è
îêàçàëàñü ñòàòèñòè÷åñêè íåäîñòîâåðíîé, íî ïðè
èñêëþ÷åíèè èç àíàëèçà ëîêóñà Gmo35 äàííûé ïîêàçàòåëü ñòàíîâèòñÿ ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìûì —
0,63% (95%-é áóòñòðåï-èíòåðâàë ïîëîæèòåëüíûé,
íèæíÿÿ ãðàíèöà 0,180).
Èç òðåõ èññëåäîâàííûõ âûáîðîê ìèíòàÿ äîñòîâåðíûå ðàçëè÷èÿ ïðè ïîïàðíîì ñðàâíåíèè îáíàðóæåíû òîëüêî äëÿ âûáîðîê ¹ 1 è ¹ 3, ÷òî íå
ïðîòèâîðå÷èò ïðèâåäåííûì âûøå ðåçóëüòàòàì,
ïîëó÷åííûì ïðè àíàëèçå ãàïëîòèïè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè.
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî äîñòàòî÷íî ïåðñïåêòèâíûìè äëÿ äàëüíåéøèõ ïîïóëÿöèîííûõ èññëåäîâàíèé ìèíòàÿ ïðåäñòàâëÿþòñÿ òðè
ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñà — PGmo32, Gmo8 è
Gmî34, èñïîëüçîâàíèå êîòîðûõ, ïðè óñëîâèè óâåëè÷åíèÿ ìàòåðèàëà â àíàëèçå, ìîæåò íàèáîëåå
îáúåêòèâíî îòðàçèòü îñîáåííîñòè âíóòðèâèäîâîé
ïîäðàçäåëåííîñòè äàííîãî âèäà.
Òèõîîêåàíñêàÿ òðåñêà. Äëÿ âûÿâëåíèÿ ïîïóëÿöèîííî-ãåíåòè÷åñêîé èçìåí÷èâîñòè áûëè àïðîáèðîâàíû 12 ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ, 9 èç íèõ
îòîáðàíû äëÿ äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé (Gmo8,
Gmo19, PGmo32, Gmî34, Gmî35, Gma101,
Gma102, Gma107, Gma108); 3 ëîêóñà ìñÄÍÊ —
Gmo3, Gmo-G12, Gma106 — îêàçàëèñü íåïðèãîäíûìè äëÿ àíàëèçà òðåñêè âñëåäñòâèå ñëåäóþùèõ
ïðè÷èí: íå ïðîèñõîäèë îòæèã ïðàéìåðîâ (â íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îòñóòñòâîâàëè ñïåöèôè÷íûå ó÷àñòêè), ðàçìåð ÏÖÐ-ïðîäóêòà íå ïîçâîëÿë èíòåðïðåòèðîâàòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû èëè
ëîêóñû îêàçûâàëèñü íèçêîïîëèìîðôíûìè.  îñíîâíîì, èçó÷åííûå ëîêóñû õàðàêòåðèçóþòñÿ òåòðà-
Ðèñ. 23. Ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ G1–G11 â ïîïóëÿöèÿõ ÷àâû÷è Êàì÷àòêè (ïî: Øïèãàëüñêàÿ, 2010)
Ðèñ. 24. UPGMA-äåíäðîãðàììà, èëëþñòðèðóþùàÿ ãåíåòè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ ìåæäó ëîêàëüíûìè ïîïóëÿöèÿìè
÷àâû÷è Êàì÷àòêè (ïî: Øïèãàëüñêàÿ è äð., 2008)
90
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
íóêëåîòèäíûìè ïîâòîðàìè, èñêëþ÷åíèåì ÿâëÿþòñÿ Gmo35 è PGmo32, êîòîðûå èìåþò òðè-íóêëåîòèäíûå ïîâòîðû.
Íà ðèñ. 30 ïðåäñòàâëåíû ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ.
×èñëî îáíàðóæåííûõ àëëåëåé â èññëåäîâàííûõ ëîêóñàõ êîëåáàëîñü îò 5 äî 45, ïðè÷åì íàèáîëüøåå
÷èñëî àëëåëåé îáíàðóæåíî ïî ëîêóñó Gmî8, à íàèìåíüøåå — ïî Gmo35 (òàáë. 4). Âñåãî â ïÿòè âûáîðêàõ âûÿâëåíî 180 àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ. Ñðåäíåå ÷èñëî àëëåëåé íà ëîêóñ ñîñòàâèëî 21,8. Íàèáîëåå ïîëèìîðôíûìè ÿâëÿþòñÿ ëîêóñû Gmî34,
Gmo8, Gmo19, Gma102, èìåþùèå 26, 45, 29 è 16
àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ, ñîîòâåòñòâåííî.
Ðèñ. 25. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â
àãàðîçíîì ãåëå ðåñòðèêòíûõ ôðàãìåíòîâ ìòÄÍÊ ìèíòàÿ.
Àíàëèçèðóåìûå ó÷àñòêè — Cytb/D-loop: ýíäîíóêëåàçû
ðåñòðèêöèè RsaI, HaeIII; ND3/ND4L/ND4: HinfI, Cfr13.I,
Hin6.I; ND5/ND6: Ama87I, VspI, MspI, RsaI. A, B, C, D, E —
âàðèàíòû ðàñùåïëåíèÿ, M — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà
(+100 ï. í.)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
91
Ðèñ. 26. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò (îñü îðäèíàò) êîìáèíèðîâàííûõ ãàïëîòèïîâ G1–G49 (îñü àáñöèññ) â èññëåäîâàííûõ
âûáîðêàõ ìèíòàÿ (1–5 — ¹ âûáîðêè)
Ðàñïðåäåëåíèÿ àëëåëüíûõ ÷àñòîò äåâÿòè ìèêðîñàòåëëèòîâ â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 31–33. Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî â
ïÿòè èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ÷àñòîòû àëëåëåé çàìåòíî ðàçëè÷àþòñÿ. Òàê, â îòëè÷èå îò äðóãèõ, â âûáîðêå ¹ 2 ïî ëîêóñó Gmo34 ïðåîáëàäàþùèì ÿâëÿåòñÿ àëëåëü ñ äëèíîé 176 ï. í. (÷àñòîòà âñòðå÷àåìîñòè 0,32), â âûáîðêå ¹ 1 ïî ëîêóñó Gmo19
ïðåîáëàäàåò àëëåëü 136 ï. í. (0,29), ïî ëîêóñó
Gma101 — àëëåëü 177 ï. í. (0,28).
Âî âñåõ âûáîðêàõ íàáëþäàåòñÿ íàëè÷èå äîìèíèðóþùåãî àëëåëÿ ïî ëîêóñó Gmo35 — 122 ï. í.
Ðèñ. 27. UPGMA-äåíäðîãðàììà ãåíåòè÷åñêèõ ðàññòîÿíèé
(Nei, 1972), âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì êîìáèíèðîâàííûõ
ãàïëîòèïîâ â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ìèíòàÿ
Ðèñ. 28. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àêðèëàìèäíîì ãåëå àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Gmo8, ÐGmo32, Gmo34, Gmo35 ìèíòàÿ. Ì — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (pBR322/HpaII)
92
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
(0,69–1,00) è ïî PGmo32 — 116 ï. í. (0,74–0,80).
Äëÿ ëîêóñîâ Gmo8, Gmo102 è Gmo108 ÷åòêî âûðàæåííûé îñíîâíîé àëëåëü íå âûÿâëåí íè â îäíîé
èç âûáîðîê.
Îöåíêè äèôôåðåíöèàöèè ( st) âûáîðîê ïî ìèêðîñàòåëëèòíûì ëîêóñàì ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 6.
Ìàêñèìàëüíûé âêëàä â äèôôåðåíöèàöèþ òðåñêè
âíåñ Gmo35, ïðè ïÿòè âûÿâëåííûõ àëëåëÿõ çíà÷åíèå st îêàçàëîñü ðàâíûì 15,39%. Îòðèöàòåëüíûé
âêëàä â îöåíêó âíåñëè ëîêóñû Gma107, Gmo34 è
PGmo32, ïî êîòîðûì èçìåí÷èâîñòü âíóòðè âûáîðîê, âåðîÿòíî, âûøå, ÷åì ìåæäó âñåìè èññëåäîâàííûìè âûáîðêàìè.  ñðåäíåì, âåëè÷èíà äèôôåðåíöèàöèè ( st) ïî âñåì ëîêóñàì ÿâëÿåòñÿ ñòàòèñòè÷åñêè çíà÷èìîé — 0,78% (95%-é áóòñòðåï-èíòåð-
âàë ïîëîæèòåëüíûé, íèæíÿÿ ãðàíèöà 0,03). Ïðè
èñêëþ÷åíèè èç àíàëèçà ëîêóñîâ Gma107, Gmo34
è PGmo32 äàííûé ïîêàçàòåëü îêàçàëñÿ ðàâíûì
1,21% (95%-é áóòñòðåï-èíòåðâàë ïîëîæèòåëüíûé,
íèæíÿÿ ãðàíèöà 0,18), ò. å. ñòàòèñòè÷åñêè äîñòîâåðíûì íà áîëåå âûñîêîì óðîâíå çíà÷èìîñòè. Èç
äàëüíåéøåãî àíàëèçà ëîêóñû, ïî êîòîðûì çíà÷åíèÿ st èìåëè îòðèöàòåëüíóþ âåëè÷èíó, áûëè èñêëþ÷åíû.
Ñðàâíåíèå âûáîðîê ïî àëëåëüíûì ÷àñòîòàì
øåñòè ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ âûÿâèëî íàëè÷èå äîñòîâåðíûõ ðàçëè÷èé âî âñåõ ñëó÷àÿõ ïîïàðíûõ ñðàâíåíèé, çà èñêëþ÷åíèå ïàðû âûáîðîê ¹ 2 è
¹ 3, âåëè÷èíà îöåíêè ðàçëè÷èé ìåæäó êîòîðûìè íå
äîñòèãëà óðîâíÿ ñòàòèñòè÷åñêîé çíà÷èìîñòè.
Òàáëèöà 6. Äèôôåðåíöèàöèÿ ïîïóëÿöèé òèõîîêåàíñêîé òðåñêè (â %) ïî ìèêðîñàòåëëèòíûì ëîêóñàì
Gmo35
Gmo34
Gmo8
15,39
–0,07
0,43
PGmo32 Gmo19 Gma101 Gma102 Gma107 Gma108 Ñðåäíåå
–0,25
0,45
0,03
0,04
–0,09
2,86
0,78
95%-é
áóòñòðåï-èíòåðâàë
íèæíèé âåðõíèé
2,13
0,03
Ðèñ. 29. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ (óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ)
â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ ìèíòàÿ (ñèíèì öâåòîì îáîçíà÷åíà âûáîðêà ¹ 1, êðàñíûì — ¹ 2, çåëåíûì — ¹ 3)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
93
Ðèñ. 30. Ïðèìåðû ýëåêòðîôîðåòè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ â àêðèëàìèäíîì ãåëå àëëåëüíûõ âàðèàíòîâ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Gmo35, PGmo32, Gmo34, Gmo8, Gmo19,
Gma102, Gma108, Gma101, Gma107 òðåñêè. Ì — ìàðêåð ìîëåêóëÿðíîãî âåñà (pBR322/HpaII èëè pBR322/
HaeIII)
Êëàñòåðèçàöèÿ âûáîðîê, â ñîîòâåòñòâèè ñ âû÷èñëåííûìè ãåíåòè÷åñêèìè äèñòàíöèÿìè, îòðàæàåò ñòåïåíü èõ ñõîäñòâà (ðèñ. 34). Âûáîðêè ¹ 2 è
3, â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåçóëüòàòàìè ïîïàðíûõ ñðàâíåíèé, îáðàçóþò åäèíûé êëàñòåð. Íàèáîëåå îòëè÷íîé îò äðóãèõ ÿâëÿåòñÿ âûáîðêà ¹ 4.
Òàêèì îáðàçîì, ïðåäñòàâëåííûå äàííûå ïî
èçìåí÷èâîñòè ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ òðåñêè ïîçâîëèëè ïðîàíàëèçèðîâàòü ïðèãîäíîñòü àïðîáèðîâàííûõ ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ äëÿ äàëüíåéøèõ ïîïóëÿöèîííûõ èññëåäîâàíèé. Øåñòü ëîêóñîâ,
âåðîÿòíî, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ïîïóëÿöè-
94
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
Ðèñ. 31. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ PGmo32 è Gmo35 (óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé â
ïàðàõ íóêëåîòèäîâ) â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ òèõîîêåàíñêîé òðåñêè (ñèíèì öâåòîì îáîçíà÷åíà âûáîðêà ¹ 1, êðàñíûì — ¹ 2, çåëåíûì — ¹ 3, ôèîëåòîâûì — ¹ 4, ãîëóáûì — ¹ 5)
Ðèñ. 32. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Gmo8, Gmo19 è Gmo34 (óêàçàíû ðàçìåðû àëëåëåé
â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ) â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ òèõîîêåàíñêîé òðåñêè (îáîçíà÷åíèÿ âûáîðîê òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 31)
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
îííîãî àíàëèçà, íî âñëåäñòâèå èõ âûñîêîãî ïîëèìîðôèçìà ïîëó÷åíèå äîñòàòî÷íî îáúåêòèâíûõ
îöåíîê âîçìîæíî òîëüêî ïðè óñëîâèè çíà÷èòåëüíîãî óâåëè÷åíèÿ îáúåìîâ âûáîðîê. Ïðåäâàðèòåëüíûå ðåçóëüòàòû ñâèäåòåëüñòâóþò î ãåíåòè÷åñêîé
95
íåîäíîðîäíîñòè òðåñêè. Âûÿâëåíèå êàêèõ-ëèáî çàêîíîìåðíîñòåé âíóòðèâèäîâîé ïîäðàçäåëåííîñòè
òðåáóåò ïðîäîëæåíèÿ èññëåäîâàíèé â ýòîì íàïðàâëåíèè ñ ïîäêëþ÷åíèåì â àíàëèç áîëüøåãî îáúåìà
ìàòåðèàëà è íîâûõ ãåíåòè÷åñêèõ ìàðêåðîâ.
Ðèñ. 33. Ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòîò àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ Gmà102, Gmà101, Gmà107 è Gmà108 (óêàçàíû ðàçìåðû
àëëåëåé â ïàðàõ íóêëåîòèäîâ) â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ òèõîîêåàíñêîé òðåñêè (îáîçíà÷åíèÿ âûáîðîê òå æå, ÷òî è íà ðèñ. 31)
96
Øïèãàëüñêàÿ, Ïèëüãàí÷óê, Ñàâåíêîâ, Êóñòîâà, Ìóðàâñêàÿ, Ñàðàâàíñêèé
Ðèñ. 34. UPGMA-äåíäðîãðàììà ãåíåòè÷åñêèõ ðàññòîÿíèé
(Nei, 1972), âû÷èñëåííûõ ïî ÷àñòîòàì àëëåëåé ìèêðîñàòåëëèòíûõ ëîêóñîâ â èññëåäîâàííûõ âûáîðêàõ òèõîîêåàíñêîé òðåñêè
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 óñëîâèÿõ ðåøåíèÿ çàäà÷, ïîñòàâëåííûõ ïåðåä
ðûáîïðîìûñëîâîé íàóêîé, ïðåäñòàâëåííûå â íàñòîÿùåé ðàáîòå ãåíåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè òèõîîêåàíñêèõ ëîñîñåé âîñòðåáîâàíû, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ïðè èäåíòèôèêàöèè ñìåøàííûõ óëîâîâ. Èíôîðìàöèþ î ðåãèîíàëüíîì ñîñòàâå ìîðñêèõ íàãóëüíûõ ñêîïëåíèé íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ïðè ïðîãíîçèðîâàíèè ÷èñëåííîñòè ïðîìûñëîâûõ ïîäõîäîâ.
Äàííûå ïî ñàìîìó ìàññîâîìó âèäó ëîñîñåé — ãîðáóøå — óæå èñïîëüçóþòñÿ â âûøåóêàçàííûõ öåëÿõ. Êðîìå òîãî, ãåíåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè, ïîëó÷åííûå íà îñíîâå íåñêîëüêèõ êëàññîâ ïîïóëÿöèîííûõ ìàðêåðîâ, íåîáõîäèìû ïðè îöåíêå âçàèìîâëèÿíèÿ äèêèõ è çàâîäñêèõ ñòàä, ïðè ðåøåíèè ñïîðíûõ âîïðîñîâ î ïðîèñõîæäåíèè óëîâîâ, à òàêæå ïðè
ñåðòèôèêàöèè ìîðñêîãî è ðå÷íîãî ïðîìûñëîâ.
 ðåçóëüòàòå ãåíåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ìîðñêèõ ïðîìûñëîâûõ ðûá — ìèíòàÿ è òèõîîêåàíñêîé òðåñêè, íà÷àëüíûé ýòàï êîòîðûõ ïðåäñòàâëåí â íàñòîÿùåé ðàáîòå, áóäóò ïîëó÷åíû äàííûå
î ñòåïåíè îäíîðîäíîñòè èõ íåðåñòîâûõ ñêîïëåíèé,
íåîáõîäèìûå äëÿ îöåíêè óðîâíÿ ðåïðîäóêòèâíîé
èçîëÿöèè è ïîïóëÿöèîííîé ïîäðàçäåëåííîñòè åäèíèö ïðîãíîçèðîâàíèÿ äàííûõ âèäîâ.
Ïîäâîäÿ èòîã âûøåèçëîæåííîìó, ñëåäóåò
ïîä÷åðêíóòü, ÷òî àíàëèç èçìåí÷èâîñòè íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ÄÍÊ ìîæåò äàòü äîïîëíèòåëüíîå êîëè÷åñòâî âûñîêîèíôîðìàòèâíûõ
ìàðêåðîâ, ÷òî îñîáåííî àêòóàëüíî ïðè èññëåäîâàíèè âèäîâ ñî ñëîæíîé ãåíåòè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
è âûñîêîé ìèãðàöèîííîé àêòèâíîñòüþ. Âíåäðåíèå
ñîâðåìåííûõ ìîëåêóëÿðíûõ ìåòîäîâ â ïîïóëÿöèîííûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèò äîïîëíèòü è ðàñøèðèòü óæå ñôîðìèðîâàííóþ êàðòèíó ãåíåòè÷åñêîé
ïîäðàçäåëåííîñòè è ïðîöåññîâ ýâîëþöèè âèäîâ.
ÁËÀÃÎÄÀÐÍÎÑÒÈ
Àâòîðû âûðàæàþò ãëóáîêóþ ïðèçíàòåëüíîñòü
âñåì ñîòðóäíèêàì Êàì÷àòÍÈÐÎ, à òàêæå ðûáîõîçÿéñòâåííûõ íàó÷íûõ îðãàíèçàöèé Àññîöèàöèè
ÍÒÎ «ÒÈÍÐλ, ïðèíèìàâøèì ó÷àñòèå â ñáîðå
ãåíåòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ â ñëîæíûõ óñëîâèÿõ
òðóäíîäîñòóïíûõ ðàéîíîâ Äàëüíåãî Âîñòîêà.
Àâòîðû èñêðåííå áëàãîäàðÿò êîëëåã èç ãåíåòè÷åñêèõ ëàáîðàòîðèé Èíñòèòóòà áèîëîãèè ìîðÿ
èì. À.Â. Æèðìóíñêîãî ÄÂÎ ÐÀÍ, Èíñòèòóòà îáùåé ãåíåòèêè èì. Í.È. Âàâèëîâà ÐÀÍ è ÔÃÓÏ
«ÂÍÈÐλ çà íåîöåíèìóþ ïîìîùü â îñâîåíèè
ìîëåêóëÿðíî-ãåíåòè÷åñêèõ ìåòîäîâ, êîíñóëüòàöèè è ïðåäîñòàâëåííóþ âîçìîæíîñòü îáðàáîòêè
ìàòåðèàëîâ.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
Áàðàíîâà Þ.Ï., Áèñêý Ñ.Ô. 1964. Ñåâåðî-âîñòîê
ÑÑÑÐ (Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ðåëüåôà Ñèáèðè è Äàëüíåãî Âîñòîêà). Ì.: Íàóêà, 289 ñ.
Áåñïàëûé Â.Ã., Ãëóøêîâà Î.Þ. 1987. Ñåâåðî-âîñòîê // ×åòâåðòè÷íûå îëåäåíåíèÿ íà òåððèòîðèè
ÑÑÑÐ. Ì.: Íàóêà. Ñ. 62–69.
Áðûêîâ Â.À. 2001. Ýâîëþöèÿ ãåíîìà, èçìåí÷èâîñòü
è äèâåðãåíöèÿ ÄÍÊ ó ìîðñêèõ æèâîòíûõ: Àâòîðåô.
äèñ. … ä-ðà áèîë. íàóê. Ì.: Èí-ò îáùåé ãåíåòèêè
èì. Í.È. Âàâèëîâà ÐÀÍ, 48 ñ.
Âàðíàâñêàÿ Í.Â. 2006. Ãåíåòè÷åñêàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ ïîïóëÿöèé òèõîîêåàíñêèõ ëîñîñåé. Ïåòðîïàâëîâñê-Êàì÷àòñêèé: Êàì÷àòÍÈÐÎ, 488 ñ.
Âåéð Á.C. 1995. Àíàëèç ãåíåòè÷åñêèõ äàííûõ: ïåð.
ñ àíãë. Ì.: Ìèð, 400 ñ.
Ãëóøêîâà Î.Þ. 1984. Ìîðôîëîãèÿ è ïàëåîãåîãðàôèÿ ïîçäíåïëåéñòîöåíîâûõ îëåäåíåíèé ñåâåðîâîñòîêà ÑÑÑÐ / Ïëåéñòîöåíîâûå îëåäåíåíèÿ Âîñòîêà Àçèè. Ìàãàäàí: ÄÂÍÖ ÀÍ ÑÑÑÐ. Ñ. 28–43.
Ìàíèàòèñ Ò., Ôðè÷ Ý., Ñýìáðóê Äæ. 1984. Ìîëåêóëÿðíîå êëîíèðîâàíèå. Ì.: Ìèð, 479 ñ.
Ìåëåêåñöåâ È.Â., Áðàéöåâà Î.À., Ýðëèõ Ý.Í. è
äð. 1974. Êàì÷àòêà, Êóðèëüñêèå è Êîìàíäîðñêèå
îñòðîâà (Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ðåëüåôà Ñèáèðè è
Äàëüíåãî Âîñòîêà). Ì.: Íàóêà, 438 ñ.
Ðóáöîâà Ã.À. 2008. Ìèêðîñàòåëëèòíàÿ èçìåí÷èâîñòü êåòû: Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. áèîë. íàóê.
Ì.: Èí-ò îáùåé ãåíåòèêè èì. Í.È. Âàâèëîâà ÐÀÍ,
24 ñ.
Øïèãàëüñêàÿ Í.Þ. 2010. Ãåíåòè÷åñêàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ àçèàòñêèõ ïîïóëÿöèé òèõîîêåàíñêîãî ëîñîñÿ — ÷àâû÷è, Oncorhynchus tschawytscha (Wal-
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé âíóòðèâèäîâîé ñòðóêòóðû ïðîìûñëîâûõ âèäîâ ðûá ìåòîäàìè ïîïóëÿöèîííîé ãåíåòèêè
baum): Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. áèîë. íàóê. Âëàäèâîñòîê: Èíñòèòóò áèîëîãèè ìîðÿ èì. À.Â. Æèðìóíñêîãî ÄÂÎ ÐÀÍ, 24 ñ.
Øïèãàëüñêàÿ Í.Þ., Áðûêîâ Âë.À., Ãàððåòò À.Äæ.,
Êóõëåâñêèé À.Ä., Øàïîðåâ Ð.À., Âàðíàâñêàÿ Í.Â.
2008. Ìåæïîïóëÿöèîííàÿ èçìåí÷èâîñòü ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ÷àâû÷è, Oncorhynchus
tschawytscha (Walbaum), Êàì÷àòêè // Ãåíåòèêà.
Ò. 44. ¹ 7. Ñ. 972–982.
Øïèãàëüñêàÿ Í.Þ., Áðûêîâ Âë.À., Êóõëåâñêèé À.Ä.,
Ñàðàâàíñêèé Î.Í., Êëèìîâ À.Â., ×åòâåðòàê À.À.,
Øåâëÿêîâ Å.À. 2011. Ðåãèîíàëüíàÿ èäåíòèôèêàöèÿ
ñìåøàííûõ ìîðñêèõ ñêîïëåíèé ìîëîäè ãîðáóøè
(Oncorhynchus gorbuscha Walbaum) íà îñíîâå
èçìåí÷èâîñòè ôðàãìåíòà Cytb/D-loop ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ // Èçâåñòèÿ ÒÈÍÐÎ. Âëàäèâîñòîê.
Ò. 165. Ñ. 89–103.
Buchholtz W.G., Miller S.J., Spearman W.J. 2001.
Isolation and characterization of chum salmon
microsatellite loci and use across species // Animal
Genetics. V. 32. ¹ 3. P. 162–165.
97
Nei M. 1972. Genetic distance between populations //
American Naturalist. V. 106 (949). P. 283–292.
Nelson R.J., Beacham T.D. 1999. Isolation cross
species amplification of microsatellite loci useful for
study of Pacific salmon // Animal Genetics. V. 30.
P. 228–229.
Olsen J.B., Seeb L.W. 1998. Genetic interpretation
of broad-scale microsatellite polymorphysm in oddyear pink salmon / Trans. Amer. Fish. Soc. V. 127.
P. 535–550.
Olsen J.B., Wilson S.L., Kretschmer E.J. et al. 2000.
Characterization of 14 tetranucleotide microsatellite
loci derived from sockeye salmon / Mol. Ecol. V. 9.
P. 2185–2187.
PCR Technology. 1989. Principles and Applications for
DNA Amplification (ed. H.A. Erlich). Stockton Press,
246 p.
Rolf F.J. 1990. NTSYS-ps: Numerical taxonomy and
multivariate analysis system. Version. 1.60. N.Y.: Exter
publishing, Ltd.
Canino M.F., Spies I.B., Hauser L. 2005. Development and characterization of novel di- and tetranucleotide microsatellite markers in Pacific cod (Gadus
macrocephalus) // Mol. Ecol. Notes. V. 5. P. 908–910.
Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. 1989.
Molecular Cloning: A Laboratory Manual. N.Y.: Cold
Spring Harbor Lab. Press, 1626 p.
Cavalli-Sforsa L.L., Edwards A.W.E. 1967. Phylogenetic analysis: models and estimation procedures // Am.
J. Hum. Genet. V. 19. P. 233–257.
Schneider S., Roessli D., Excoffier L. 2000. Arlequin
ver. 2.000: A software for population genetics data
analysis. Genetics and Biometry Laboratory, Univ.
Geneva, Switzerland.
Gharrett A.J., Gray A.K., Brykov V.A. 2001.
Phylogeographical analysis of mitochondrial DNA
variation in Alaskan coho salmon, Oncorhynchus
kisutch // Fish. Bull. V. 99. P. 528–544.
Kruskal J.B. 1964. Nonmetric multidimensional
scaling: a numerical method // Psychometrika. V. 29.
P. 28–42.
Lewis P.O., Zaykin D. 2001. Genetic data analysis:
computer program for the analysis of allelic data. Http:/
lewis.eeb.uconn.lewishome/software.html.
Miller K.M., Le K.D., Beacham T.D. 2000. Development of tri- and tetranucleotide repeat microsatellite
loci in Atlantic cod (Gadus morhua) // Mol. Ecol.
Notes. V. 9. ¹ 2. P. 238–239.
Mulligan T.J., Chapman R.W., Brown B.L. 1992.
Mitichondrial DNA analysis of walleye pollock
Theragra chalcogramma from the eastern Bering
Sea and Shelikov Strait, Gulf of Alaska // Can. J. Fish
Aquat. Sci. V. 49. P. 319–326.
Smith C.T., Koop B.F., Nelson R.J. 1998. Isolation and
characterization of coho salmon (Oncorhynchus kisutch)
microsatellites and their use in other salmonids // Mol.
Ecol. V. 7. P. 1613–1621.
Wilhelm V., Villegas J., Miquel A., Engel E.,
Bernales S., Valenzuela P.D.T., Burzio L.O. 2003. The
complete sequence of the mitochondrial genome of the
chinook salmon, Oncorhynchus tschawytscha //
Biological Research. V. 36. P. 223–231.
Williamson K.S., Cordes J.F., May B. 2002.
Characterization of microsatellite loci in chinook
salmon (Oncorhyncus tshawytscha) and crossspecies amplification in other salmonids // Mol. Ecol.
Notes. V. 2. P. 17–19.
Zardoya R., Garrido-Pertierra A., Bautista J.M. 1995.
The complete nucleotide sequence of the mitochondrial
DNA genome of the rainbow trout, Oncorhynchus
mykiss // J. Mol. Evol. V. 41. P. 942–951.