Advances in Current BiologyAdvances in Current BiologyУспехи современной биологии0042-13243034-6347The Russian Academy of Sciences65325910.31857/S0042132423020084KMHBIYArticlesСтатьиVariability of the Gene Cytochrome b mtDNA of the Tundra Vole (Alexandromys oeconomus Pallas, 1776) in North-Eastern Asia and AlaskaИзменчивость гена цитохрома b мтДНК полевки-экономки (Alexandromys oeconomus Pallas, 1776) северо-восточной Азии и АляскиPereverzevaV. V.ПереверзеваВ. В.vvpereverzeva@mail.ruDokuchaevN. E.ДокучаевН. Е.vvpereverzeva@mail.ruPrimakA. A.ПримакА. А.vvpereverzeva@mail.ruDubininE. A.ДубининЕ. А.vvpereverzeva@mail.ruInstitute of Biological Problems of the North, Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут биологических проблем Севера ДВО РАН01032023143214916402022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0042-1324/article/view/653259

The nucleotide sequence polymorphism and haplotype diversity of the cytochrome b gene in samples of the tundra vole (Alexandromys oeconomus) from North-Eastern Asia and Alaska were studied. 63 haplotypes of cytb gene (51 variants of Central Asian and 12 of Beringian genetic lineages), differing among themselves by 94 mutations, were found. The Upper Kolyma River is inhabited by voles of the Central Asian clade. Mixed population of this species in the basin of the Omolon River (right tributary of the Kolyma River) was found. In Chukotka and Alaska, only specimens of the Beringian phylogroup were found. Genetic differences between all samples are statistically significant. Genetic data of A. oeconomus populations of the Kolyma River basin, Alaska, and Northern Okhotomorye were compared. A total of 231 substitutions in 226 sites were found in the nucleotide sequence of cytochrome b mtDNA gene in voles from both clades. The values of molecular diversity indices testify to the stability of populations with a high value of effective abundance over a long period of time. An analysis of population gene pool formation was performed and a proposed reconstruction of the complex dispersal history of this species across North-Eastern Asia was proposed.

Исследован полиморфизм нуклеотидной последовательности и гаплотипическое разнообразие гена цитохрома b в выборках полевки-экономки (Alexandromys oeconomus) с территории Северо-Восточной Азии и Аляски. Найдено 63 гаплотипа гена цитохрома b (51 вариант центральноазиатской генетической линии и 12 – берингийской), различающихся между собой 94 мутациями. Бассейны притоков верховьев р. Колыма заселены полевками центральноазиатской клады. В бассейне р. Омолон обнаружена смешанная популяция этого вида. На Чукотке и Аляске найдены особи только берингийской филогруппы. Генетические различия между всеми выборками статистически достоверны. Проведено сравнение генетических данных популяций A. oeconomus бассейна р. Колыма, Чукотки, Аляски и Северного Охотоморья. В общей сложности в нуклеотидной последовательности гена цитохрома b мтДНК у полевок-экономок обеих клад обнаружена 231 замена в 226 сайтах. Значения индексов молекулярного разнообразия свидетельствуют о стабильности популяций, имеющих в течение длительного времени высокое значение эффективной численности. Проведен анализ формирования генофондов популяций и предложена вероятная реконструкция сложной истории расселения этого вида по территории Северо-Восточной Азии.

root voleAlexandromys oeconomuscytochrome b (cytb) genegenetic polymorphismphylogenetic analysisNorth-Eastern AsiaAlaskaполевка-экономкаAlexandromys oeconomusген цитохрома b (cytb)генетический полиморфизмфилогенетический анализСеверо-Восточная АзияАляскаВоронцов Н.Н., Ляпунова Е.А., Боескоров Г.Г., Ревин Ю.В. Стабильность кариотипа полевки-экономки (Microtus oeconomus) в центральной части ареала и история становления современного ареала вида // Зоол. журн. 1986. Т. 65. № 11. С. 1705–1715.Костенко В.А. Грызуны (Rodentia) Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2000. 210 с.Костенко В.А., Нестеренко В.А., Трухин А.М. Млекопитающие Курильского архипелага. Владивосток: Дальнаука, 2004. 186 с.Макариков А.A., Докучаев Н.Е., Коняев С.В. Цестоды грызунов Северного Приохотья // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2016. № 4. С. 52–61.Переверзева В.В., Примак А.А., Докучаев Н.Е. и др. Изменчивость гена цитохрома b мтДНК красно-серой полевки (Craseomys rufocanus Sundevall, 1846) Северного Приохотья и бассейна р. Колыма // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2018. № 1. С. 101–112.Переверзева В.В., Докучаев Н.Е., Примак А.А. и др. Изменчивость гена цитохрома b мтДНК полевки-экономки (Alexandromys oeconomus Pallas, 1776) Северного Охотоморья // Успехи соврем. биол. 2022. Т. 142. № 1. С. 90–104.Чернявский Ф.Б. Млекопитающие крайнего северо-востока Сибири. М.: Наука, 1984. 389 с.Юдин Б.С., Кривошеев В.Г., Беляев В.Г. Мелкие млекопитающие севера Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1976. 270 с.Abramson N.I., Tikhonova E.P. Reevaluation of taxonomic structure of the root vole (Microtus oeconomus Pallas, 1776, Rodentia, Arvicolidae) from the territory of the former USSR based on evidence from craniometric and molecular data // Russ. J. Theriol. 2005. V. 4. № 1. P. 63–73.Bandelt H.J., Forster P., Rőhl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. P. 37–48.Brunhoff C., Galbreath K.E., Fedorov V.B. et al. Holarctic phylogeography of the root vole (Microtus oeconomus): implications for late quaternary biogeography of high latitudes // Mol. Ecol. 2003. V. 12. № 4. P. 957–968.Brunhoff C., Yoccoz N.G., Ims R.A., Jaarola M. Glacial survival or late glacial colonization? Phylogeography of the root vole (Microtus oeconomus) in north-west Norway // J. Biogeogr. 2006. V. 33. P. 2136–2144.Dabrowski M.J., Pomorski J.J., Gliwicz J. Cytochrome b gene (cytb) sequence diversity in a Microtus oeconomus population from Bialowieza Primeval Forest // Acta Theriol. 2013. V. 58. P. 119–126.Fink S., Fischer M.C., Excoffier L., Heckel G. Genomic scans support repetitive continental colonization events during the rapid radiation of voles (Rodentia: Microtus): the utility of AFLPs versus mitochondrial and nuclear sequence markers // Syst. Biol. 2010. V. 59. № 5. P. 548–572.Galbreath K.E., Cook J.A. Genetic consequences of Pleistocene glaciations for the tundra vole (Microtus oeconomus) in Beringia // Mol. Ecol. 2004. V. 13. P. 135–148.Hassanin A., Lecointre G., Tillier S. The “evolutionary signal” of homoplasy in protein-coding gene sequences and its consequences for a priori weighting in phylogeny // Compt. Rend. Acad Sci. Paris. 1998. V. 321. № 7. P. 611–620.Haring E., Sheremetyeva I., Kryukov A. Phylogeny of Palearctic vole species (genus Microtus, Rodentia) based on mitochondrial sequences // Mamm. Biol. 2011. V. 76. № 3. P. 258–267.Jancewicz E., Falkowska E., Ratkiewicz M. mtDNA evidence for a local northern latitude Pleistocene refugium for the root vole (Microtus oeconomus, Arvicolinae, Rodentia) from Eastern Poland // J. Zool. Syst. Evol. Res. 2015. V. 53. № 4. P. 331–339.Iwasa M.A., Kostenko V.A., Frisman L.V., Kartavtseva I.V. Phylogeography of the root vole Microtus oeconomus in Russian Far East: a special reference to comparison between Holarctic and Palaearctic voles // Mamm. Study. 2009. V. 34. P. 123–130.Kryštufek B., Shenbrot G.I. Voles and lemmings (Arvicolinae) of the Palaearctic region. Maribor: Univerzitetna založba, 2022. 437 p.Lissovsky A.A., Petrova T.V., Yatsentyuk S.P. et al. Multilocus phylogeny and taxonomy of East Asian voles Alexandromys (Rodentia, Arvicolinae) // Zool. Scripta. 2018. V. 47. Iss. 1. P. 9–20.Nei M. Molecular evolutionary genetics. N.Y.: Columbia Univ. Press, 1987. 495 p.Nei M., Kumar S. Molecular evolution and phylogenetic. N.Y.: Oxford Univ. Press, 2000. 333 p.Shenbrot G.I., Krasnov B.R. An atlas of the geographic distribution of the arvicoline rodents of the world (Rodentia, Muridae: Arvicolinae). Sofia: Pensoft Publishers, 2005. 336 p.Tamura K., Stecher G., Peterson D. et al. MEGA-6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0 // Mol. Biol. Evol. 2013. V. 30. P. 2725–2729.Zardoya R., Meyer A. Phylogenetic performance of mitochondrial protein-coding genes in resolving relationships among vertebrates // Mol. Biol. Evol. 1996. V. 13. № 7. P. 933–942.