Генетический полиморфизм и дифференциация популяций стерляди Acipenser ruthenus (Acipenseridae) бассейнов Нижнего Иртыша и Средней Оби

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучен полиморфизм межмикросателлитных последовательностей стерляди Acipenser ruthenus нижнего течения р. Иртыша и среднего течения р. Оби. Дана оценка внутри- и межпопуляционной изменчивости и генетической дифференциации популяций вида. У A. ruthenus центральной части Обь-Иртышского бассейна выявлен высокий уровень ISSR полиморфизма: доля полиморфных локусов достигала 0.966, показатель генетического разнообразия – 0.355, среднее наблюдаемое число аллелей на локус – 1.97. Наибольшие показатели полиморфизма характерны для стерляди, обитающей в месте впадения р. Тобол в р. Иртыш. Генетическая дифференциация между группами стерляди рек Иртыша и Оби хорошо выражена, на межпопуляционную составляющую приходится 42% изменчивости (Gst = 0.42), поток генов ограничен (Nm = 0.67). Группировки стерляди, обитающие на участке Нижнего Иртыша от устья р. Тобол до устья р. Конда, генетически не различаются между собой и формируют единую популяцию (Gst = 0.08–0.12, Nm = 3.76–5.55). Стерлядь из р. Иртыша в пределах Вагайского р-на генетически отличается от остальных иртышских выборок (Gst = 0.22, Nm = 1.68) и принадлежит к другой популяционной группировке. Степень дифференциации между выборками стерляди из бассейна р. Оби выше, чем между выборками из бассейна р. Иртыша. Группировки стерляди р. Оби и протоки Юганская Обь генетически различаются между собой (Gst = 0.30, Nm = 1.19) и образуют отдельные субпопуляции. В формировании популяционной структуры стерляди на изученной части ареала определяющую роль играют нерестовые миграции, а также приуроченность к зимовальным ямам. Выявленные популяционные группировки стерляди следует рассматривать как отдельные единицы природоохранного и хозяйственного управления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. И. Волосников

Тобольская комплексная научная станция Уральского отделения Российской академии наук

Email: zhigileva@mail.ru
Россия, Тобольск

О. Н. Жигилева

Тюменский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhigileva@mail.ru

Лаборатория AquaBioSafe

Россия, Тюмень

А. А. Стафеева

Тюменский государственный университет

Email: zhigileva@mail.ru

Лаборатория AquaBioSafe

Россия, Тюмень

Список литературы

  1. Алямкин Г.В., Жигилева О.Н., Жохов А.Е. 2022.Генетическая изменчивость ротана Perсcottus glenii и его паразита, цестоды Nippotaenia mogurndae, за пределами естественного ареала // Биология внутр. вод. № 2. С. 181–191. https://doi.org/10.31857/S0320965222010028
  2. Барминцева А.Е., Мюге Н.С. 2013. Использование микросателлитных локусов для установления видовой принадлежности осетровых (Acipenseridae) и выявления особей гибридного происхождения // Генетика. Т. 49. № 9. С. 1093. https://doi.org/10.7868/S0016675813090038
  3. Борисенко Э.С., Мочек А.Д., Павлов Д.С., Чемагин А.А. 2013. Распределение рыб в речной системе Нижнего Иртыша // Вопр. ихтиологии. Т. 53. № 1. С. 31. https://doi.org/10.7868/S0042875213010049
  4. Булгакова Т.И., Кульба С.Н., Пятинский М.М. 2022. Моделирование сценариев восстановления запаса русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Азовского моря при отсутствии естественного воспроизводства // Вопр. ихтиологии Т. 62. № 2. С. 198. https://doi.org/10.31857/S0042875222020047
  5. Быков А.Д., Бражник С.Ю. 2022. Современное состояние запасов и искусственного воспроизводства стерляди в России // Вопр. рыболовства. Т. 23. № 3. С. 5. https://doi.org/10.36038/0234-2774-2022-23-3-5-30
  6. Животовский Л.А., Рубцова Г.А., Каев А.М. и др. 2022. Эколого-географическая и генетическая дифференциация – единицы запаса кеты Oncorhynchus keta южных Курильских островов // Вопр. ихтиологии. Т. 62. № 3. С. 335. https://doi.org/10.31857/S0042875222030249
  7. Зайцев В.Ф., Балацкий П.С., Визер А.М. и др. 2022. Исследование нерестилищ стерляди Acipenser ruthenus в реках Новосибирской, Томской и Омской областей // Рыбоводство и рыбное хозяйство. Т. 16. № 6(197). С. 386. https://doi.org/10.33920/sel-09-2206-03
  8. Интересова Е.А., Бабкина И.Б., Сусляев В.В. и др. 2018. Стерлядь Acipenser ruthenus L. в бассейне Средней Оби (в пределах Томской области). Распространение, динамика промысла, возраст и рост // Вестник рыбохоз. науки. Т. 5. № 2(18). С. 60.
  9. Калмыков В.А., Рубан Г.И., Павлов Д.С. 2010. Миграции и запасы стерляди Acipenser ruthenus (Acipenseridae) нижнего течения реки Волги // Вопр. ихтиологии. Т. 50. № 1. С. 48.
  10. Комарова Л.В., Костицына Н.В., Боронникова С.В., Мельникова А.Г. 2018. Генетическая структура естественных популяций стерляди (Acipenser ruthenus L.) в бассейнах рек Кама и Обь на основании полиморфизма ISSR маркеров // Сельскохозяйственная биология. Т. 53. № 2. С. 348. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.2.348rus
  11. Комарова Л.В., Пелеева А.Р., Костицына Н.В. и др. 2021. Полиморфизм ДНК, генетическая оригинальность и идентификация популяций и ремонтно-маточных стад стерляди (Acipenser ruthenus) // Вестн. Пермск. ун-та. Серия: Биология. № 1. С. 53. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2021-1-53-60
  12. Крохалевский В.Р., Бабкина И.Б., Визер А.М. и др. 2018. Состояние запасов осетровых рыб в водных объектах Сибири // Вопр. рыболовства. Т. 19. № 3. С. 269.
  13. Михеев П.Б., Петренко Н.Г., Огородов С.П., Михеева О.И. 2014. Об изменчивости числа жучек стерляди Acipenser ruthenus в ареале и аквакультуре // Рыбоводство и рыбное хозяйство. № 10. С. 25.
  14. Павлов Д.С., Мочек А.Д. 2006. Рыбные ресурсы Обь-Иртышского бассейна и роль зимовальных ям в их формировании // Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами. М.: Тов-во науч. изданий КМК. С. 132.
  15. Павлов Д.С., Мочек А.Д. 2009. Распределение рыб в речных системах как динамичное явление // Успехи соврем. биол. Т. 129. № 6. С. 528.
  16. Павлов Д.С., Мочек А.Д., Борисенко Э.С. и др. 2011. Распределение рыб в пойменно-русловом комплексе Нижнего Иртыша // Биология внутр. вод. № 2. С. 71.
  17. Пелеева А.Р., Комарова Л.В., Васильева Ю.С. 2018. Анализ генетического разнообразия естественных популяций и ремонтно-маточных стад стерляди на основании полиморфизма межмикросателлитных маркеров // Бюллетень науки и практики. Т. 4. № 4. С. 20. https://doi.org/10.5281/zenodo.1218207
  18. Правдин И.Ф. 1966. Руководство по изучению рыб. М.: Пищ. пром-сть.
  19. Рожкован К.В., Челомина Г.Н., Рачек Е.И. 2008. Молекулярная идентификация и особенности генетического разнообразия межвидовых гибридов амурского осетра (Acipenser schrenckii × A. baerii, A. baerii × A. schrenckii, A. schrenckii × A. ruthenus, and A. ruthenus × A. schrenckii) по данным изменчивости мультилокусных RAPD-маркеров // Генетика. Т. 44. № 11. С. 1453.
  20. Рыжков Л.П., Дзюбук И.М., Кучко Т.Ю. 2013. Ихтиологические исследования на водоемах. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ.
  21. Слуквин А.М., Конева О.Ю., Лесюк М.И. 2008. Генетическая идентификация стерляди (Acipenser ruthenus L.), выращенной в ОАО “Рыбхоз “Полесье” Пинского района Брестской области, по микросателлитным маркерам // Молекулярная и прикладная генетика: Cб. науч. тр. Институт генетики и цитологии НАН Беларуси. Минск: Право и экономика.
  22. Тимошкина Н.Н., Водолажский Д.И., Усатов А.В. 2010. Молекулярно-генетические маркеры в исследовании внутри- и межвидового полиморфизма осетровых рыб (Acipenseriformes) // Экологическая генетика. Т. 8. № 1. С. 12. https://doi.org/10.17816/ecogen8112-24
  23. Третьякова Т.В. 2014. Анализ размерно-возрастной структуры стерляди нижнего течения реки Иртыш в аспекте сохранения ее запасов // Фундаментальные исследования. № 11–6. С. 1306.
  24. Чемагин А.А. 2020. Локалитет формирующейся зимовальной ямы в реке Иртыш // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Серия: Рыбное хозяйство. № 4. С. 7. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2020-4-7-21
  25. Чемагин А.А. 2021. Структура незаконных уловов осетровых рыб р. Иртыш в 2013–2020 гг. (по данным ихтиологических экспертиз) // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Серия: Рыбное хозяйство. № 4. С. 17. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2021-4-17-23
  26. Чугунова Н.И. 1959. Руководство по изучению возраста и роста рыб. М.: Изд-во АН СССР.
  27. Шишанова Е.И., Павлов А.Д. 2013. Генетическая изменчивость стерляди (Acipenser ruthenus, Linnaeus, 1758) в процессе доместикации в условиях установки замкнутого водоснабжения // Естественные и технические науки. № 1(63). С. 85.
  28. Экология рыб Обь-Иртышского бассейна. 2006. М.: Тов-во научн. изданий КМК.
  29. Anderson W.G., Schreier A., Crossman J.A. 2022. Chapter 2 – Conservation aquaculture – A sturgeon story // Fish Physiol. V. 39. Part B. P. 39. https://doi.org/10.1016/bs.fp.2022.04.013
  30. Arthington A.H., Dulvy N.K., Gladstone W., Winfield I.J. 2016. Fish conservation in freshwater and marine realms: status, threats and management // Aquat. Conserv.: Mar. and Freshwater Ecosystems. V. 26(5). P. 838. https://doi.org/10.1002/aqc.2712
  31. Bender W., Pierre S., Hognes D.S. 1983. Chromosomal walking and jumping to isolate DNA from Ace and rosy loci of bithorax complex in Drosophila melanogaster // J. Mol. Biol. V. 168. P. 17. https://doi.org/10.1016/S0022-2836(83)80320-9
  32. Bielikova O.Y., Mariutsa A.E., Mruk A.I. et al. 2021. Genetic structure of rainbow trout Oncorhynchus mykiss (Salmoniformes, Salmonidae) from aquaculture by DNA-markers // Biosystems Diversity. V. 29. № 1. P. 28. https://doi.org/10.15421/012104
  33. Billard R., Lecointre G. 2000. Biology and conservation of sturgeon and paddlefish // Reviews in Fish Biol. and Fish. V. 10. № 4. P. 355. https://doi.org/10.1023/A:1012231526151
  34. Carvalho G.R., Hauser L., Martinsohn J., Naish K. 2016. Fish, genes and genomes: contributions to ecology, evolution and management // J. Fish Biol. V. 89. № 6. P. 2471. https://doi.org/10.1111/jfb.13228
  35. Cvijanović G., Adnadević T., Lenhardt M., Marić S. 2015. New data on sterlet (Acipenser ruthenus L.) genetic diversity in the middle and lower Danube sections, based on mitochondrial DNA analyses // Genetika. V. 47. № 3. P. 1051. https://doi.org/10.2298/GENSR1503051C
  36. Gordon T.A.C., Harding H.R., Clever F.K. et al. 2018. Fishes in a changing world: learning from the past to promote sustainability of fish populations // J. Fish Biol. V. 92. № 3. P. 804. https://doi.org/10.1111/jfb.13546
  37. Hildebrand L.R., Drauch Schreier A., Lepla K. et al. 2016. Status of White Sturgeon (Acipenser transmontanus Richardson, 1863) throughout the species range, threats to survival, and prognosis for the future // J. Appl. Ichthyol. V. 32 (S1). P. 261. https://doi.org/10.1111/jai.13243
  38. Hilton E.J., Kynard B., Balazik M.T. et al. 2016. Review of the biology, fisheries, and conservation status of the Atlantic Sturgeon (Acipenser oxyrinchus oxyrinchus Mitchill, 1815) // J. Appl. Ichthyol. V. 32 (S1). P. 30. https://doi.org/10.1111/jai.13242
  39. Huang Z., Wang L. 2018. Yangtze Dams Increasingly Threaten the Survival of the Chinese Sturgeon // Current Biol. V. 28. № 22. P. 3640. e18. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.09.032
  40. Jarić I., Riepe C., Gessner J. 2018. Sturgeon and paddlefish life history and management: Experts' knowledge and beliefs // J. Appl. Ichthyol. V. 34. P. 244. https://doi.org/10.1111/jai.13563
  41. Kubala M., Farský M., Krajč T., Pekárik L. 2021. Bayesian modelling suggests that the sterlet (Acipenser ruthenus, Linnaeus 1758) population is ageing in the middle Danube River // Aquat. Conserv: Mar. and Freshwater Ecosystems. V. 31. № 3. P. 469. https://doi.org/10.1002/aqc.3515
  42. Lenhardt M., Jarić I., Cvijanović G. et al. 2010. Sterlet (Acipenser ruthenus L.) as an object of research, fishery and aquaculture in Serbia: 38th Conference of the International Association for Danube Research. June 2010, Dresden, Germany.
  43. Lochmann S.E. 2019. Introduction to a Special Section: Captive Propagation of Imperiled Species // North Am. J. Aquaculture. V. 81 (4). P. 279. https://doi.org/10.1002/naaq.10121
  44. Orlov A.M., Interesova E.A., Dyldin Yu.V., Romanov V.I. 2022. The Endangered Eurasian Freshwater Sturgeons // Imperiled: The Encyclopedia of Conservation, Elsevier. P. 541. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821139-7.00135-5
  45. Mikheev P.B., Kazarinov S.N., Melnikova A.G. et al. 2022. Artificial enhancement of sturgeon stock in freshwater reservoirs: A case study on sterlet Acipenser ruthenus of the Kama reservoir // Aquaculture and Fisheries. (Available online 11 May 2022). https://doi.org/10.1016/j.aaf.2022.04.004
  46. Pobedintseva M.A., Makunin A.I., Kichigin I.G. et al. 2018. Population genetic structure and phylogeography of sterlet (Acipenser ruthenus, Acipenseridae) in the Ob and Yenisei River basins // Mitochondrial DNA. Part A. V. 30. № 1. P. 156. https://doi.org/10.1080/24701394.2018.1467409
  47. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. V. 155. № 2. P. 945. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2007.01758.x
  48. Vasilyeva L.M., Elhetawy A.I.G., Sudakova N.V., Astafyeva S.S. 2019. History, current status and prospects of sturgeon aquaculture in Russia // Aquaculture Res. V. 50. № 4. P. 979. https://doi.org/10.1111/are.13997
  49. Yeh F.C., Yang R., Boyle T. 1999. POPGENE. Version 1.31. University of Alberta and Centre for International Forestry Research.
  50. Zhigileva O.N., Baranova O.G., Pozhidaev V.V. et al. 2013. Сomparative analysis of using isozyme and ISSR-PCR markers for population differentiation of cyprinid fish // Turk. J. Fish. Aquat. Sci. V. 13. P. 159. https://doi.org/10.4194/1303-2712-v13_1_19

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта-схема мест отлова рыб. 1 – р. Иртыш, Вагайский р-н (865–868 км); 2 – р. Тобол, Тобольский р-н (0–30 км); 3 – р. Иртыш, пос. Сузгун (644–671 км); 4 – р. Иртыш, Уватский р-н (Горнослинкинская русловая яма); 5 – место впадения р. Конда в р. Иртыш (Кондинская русловая яма, 90–91 км); 6 – протока Юганская Обь, Нефтеюганский р-н, пос. Чеускино (1353 км); 7 – протока Юганская Обь, Нефтеюганский р-н, пос. Высокий Мыс; 8 – р. Обь, Сургутский р-н (до моста); 9 – р. Обь, Сургутский р-н (за мостом).

Скачать (185KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дендрограмма генетических дистанций выборок стерляди из разных участков Обь-Иртышского бассейна. Местонахождение выборок дано в табл. 1.

Скачать (33KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дифференциация выборок стерляди по результатам алгоритма STRUCTURE (К = 3). Разные цвета – принадлежность выборок к разным группам. Местонахождение выборок (1–9) дано в табл. 1. По оси ординат – частота генотипа, доли.

Скачать (58KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024