Анализ генетической структуры популяций наземного моллюска Caucasotachea vindobonensis (Helicidae) в условиях восточной границы ареала с использованием микросателлитных маркеров
- Авторы: Снегин Э.А.1, Юсупова А.Ю.1, Сычев А.А.1, Снегина Е.А.1
-
Учреждения:
- Белгородский государственный национальный исследовательский университет
- Выпуск: Том 22, № 2 (2024)
- Страницы: 111-123
- Раздел: Генетические основы эволюции экосистем
- Статья получена: 16.02.2024
- Статья одобрена: 11.04.2024
- Статья опубликована: 17.07.2024
- URL: https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/627070
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen627070
- ID: 627070
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Оценка генетической структуры популяций редких и уязвимых видов предоставляет полезную информацию для разработки стратегии их сохранения.
Цель — изучить генетическую структуру популяций Caucasotachea vindobonensis на территории юга Среднерусской возвышенности с использованием SSR-маркеров.
Материалы и методы. Генетическая структура популяций изучалась с использованием 8 микросателлитных маркеров, впервые выявленных авторами для исследуемого вида. Фрагментный анализ ПЦР-продуктов был проведен на автоматическом капиллярном ДНК-секвенаторе «Нанофор 05» (Россия). Всего было исследовано 498 особей из 24 популяций.
Результаты. Всего в 8 изученных SSR-локусах было выделено 59 аллелей, из них 21 (36 %) оказался приватным. При этом приватные аллели обнаружены в 11 изученных популяциях, что составляет 46 % от их общего числа. Согласно полученным данным, эффективное число аллелей (Ae) в среднем составило 1,6 ± 0,06, индекс Шенона (I) 0,45 ± 0,03, уровень ожидаемой гетерозиготности (Не) 0,27 ± 0,021. Отмечен высокий уровень пространственной подразделенности популяционных генофондов (Fst = 0,47 ± 0,08) при достаточно низком уровне потока генов (Nm = 1,15 ± 0,91). Анализ главных компонент (principal component analysis, PCA) показал, что популяции центральной и восточной части юга Среднерусской возвышенности образуют близкородственную группу, отличную от остальных популяций региона. Расчет эффективной численности с помощью LD-метода показал, что Ne варьирует в разных группах улиток от 0,6 до бесконечности.
Выводы. Популяции C. vindobonensis на территории юга Среднерусской возвышенности обитают в условиях значительной изоляции, о чем свидетельствует высокая степень дифференциации изученных групп. Проведенный анализ главных компонент на основе генетических дистанций по Неи и F-статистика Райта говорит о выраженном делении популяций в районе исследования на два кластера, что, вероятно, связано с историческими особенностями формирования ландшафта. Данные расчета эффективной численности подтверждают высокую жизнеспособность большинства изученных популяций. Вместе с тем некоторые группы улиток находятся явно в депрессивном состоянии, что находит свое отражение в низких показателях их генетического разнообразия и эффективного размера.
Полный текст
Об авторах
Эдуард Анатольевич Снегин
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: snegin@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7574-6910
SPIN-код: 5655-7828
д-р. биол. наук
Россия, БелгородАлександра Юрьевна Юсупова
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tishchenko_ayu@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1838-7816
SPIN-код: 9486-0844
Россия, Белгород
Антон Александрович Сычев
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: sychev@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0002-3311-0914
SPIN-код: 6720-0967
канд. биол. наук
Россия, БелгородЕлена Андреевна Снегина
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: snegina@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1789-1121
SPIN-код: 3402-6300
Scopus Author ID: 57190230662
Россия, Белгород
Список литературы
- Coker O.M. Importance of genetics in conservation of biodiversity // Nigerian Journal of Wildlife Management. 2017. Vol. 1, N. 1. P. 11–18.
- Geffen E., Luikart G., Waples R.S. Impacts of modern molecular genetic techniques on conservation biology. В кн.: Macdonald D.W., Service K., editors. Key topics in conservation biology. Blackwell Publ. Ltd., 2007. P. 46–63.
- Frankham R. Challenges and opportunities of genetic approaches to biological conservation // Biol Conserv. 2010. Vol. 143, N. 9. P. 1919–1927. doi: 10.1016/j.biocon.2010.05.011
- Hansen M.M., Olivieri I., Waller D.M., et al. Monitoring adaptive genetic responses to environmental change // Mol Еcol. 2012. Vol. 21, N. 6. P. 1311–1329. doi: 10.1111/j.1365-294x.2011.05463.x
- Pokryszko B.M., Maltz T.K., Cameron R.A. Cepaea vindobonensis Férussac, 1821 in the Pieniny Mts // Folia Malacologica. 2004. Vol. 12, N. 3. P. 153–156. doi: 10.12657/folmal.012.013
- Neiber M.T., Hausdorf B. Molecular phylogeny reveals the polyphyly of the snail genus Cepaea (Gastropoda: Helicidae) // Mol Phylogenetics Evol. 2015. Vol. 93. P. 143–149. doi: 10.1016/j.ympev.2015.07.022
- Kajtoch Ł., Davison A., Grindon A., et al. Reconstructed historical distribution and phylogeography unravels non-steppic origin of Caucasotachea vindobonensis (Gastropoda: Helicidae) // Org Divers Evol. 2017. Vol. 17. P. 679–692. doi: 10.1007/s13127-017-0337-3
- Korábek O., Juřičková L., Petrusek A. Inferring the sources of postglacial range expansion in two large European land snails // J Zool Syst Evol Res. 2020. Vol. 58, N. 4, P. 944–956. doi: 10.1111/jzs.12368
- Красная книга Белгородской области. Редкие и исчезающие растения, лишайники, грибы и животные. 2-е официальное издание / под ред. Ю.А. Присного. Белгород: ИД «БелГУ» НИУ «БелГУ», 2019.
- Kramarenko S.S. Genetic structure and effective size population of the land snail Cepaea vindobonensis, intermediate host of Trematoda in the Southern Ukraine // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З. Ґжицького. 2009. Т. 41, № 2–4. С. 346–350.
- Снегин Э.А. Оценка жизнеспособности популяций особо охраняемого вида Cepaea vindobonensis (Mollusca, Gastropoda, Pulmonata) в условиях юга лесостепи Среднерусской возвышенности // Вестник КрасГАУ. 2011. T. 11. С. 142–148. EDN: OJIRIN
- Снегин Э.А., Снегина Е.А. Генетическая структура популяций особо охраняемого моллюска Cepaea vindobonensis (Mollusca, Gastropoda, Pulmonata) в условиях северо-восточной части современного ареала // Экологическая генетика. 2016. Т. 14, № 3. С. 13–27. EDN: WXQDNH doi: 10.17816/ecogen14313-27
- Снегин Э.А., Тищенко А.Ю. Многолетняя динамика морфогенетических показателей наземного моллюска Cepaea vindobonensis (Gastropoda, Pulmonata, Helicidae) в памятнике природы «Бекарюковский бор» (Россия) // Nature conservation research. Заповедная наука. 2021. Т. 6, № 3. С. 58–72. EDN: FWOQRJ doi: 10.24189/ncr.2021.038
- Mierzwa-Szymkowiak D., Rutkowski R. Genetic studies on Capaea vindobonensis // Folia Malacologica. 2015. Vol. 23, N. 1. P. 73.
- Neiber M.T., Sagorny C., Hausdorf B. Increasing the number of molecular markers resolves the phylogenetic relationship of Cepaea vindobonensis (Pfeiffer 1828) with Caucasotachea Boettger 1909 (Gastropoda: Pulmonata: Helicidae) // J Zool Syst Evol Res. 2016. Vol. 54, N. 1. P. 40–45. doi: 10.1111/jzs.12116
- Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Mol Ecol Notes. 2006. Vol. 6, N. 1. P. 288–295. doi: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
- Do C., Waples R.S., Peel D., et al. NeEstimator v2: re implementation of software for the estimation of contemporary effective population size (Ne) from genetic data // Mol Ecol Resour. 2014. Vol. 14, N. 1. P. 209–214. doi: 10.1111/1755-0998.12157
- Wright S. Random drift and shifting balance theory of evolution. В кн.: Kojima K., et al. Mathematical topics in population genetics. Berlin: Springer Verlag, 1970. P. 1–31. doi: 10.1007/978-3-642-46244-3_1
- Hill W.G. Estimation of effective population size from data on linkage disequilibrium // Genet Res. 1981. Vol. 38, N. 3. P. 209–216. doi: 10.1017/S0016672300020553
- Мильков Ф.Н. Лесостепь Русской равнины. Москва: Изд-во АН СССР, 1950.
- Reed D.H., Frankham R. Correlation between fitness and genetic diversity // Conserv Biol. 2003. Vol. 17, N. 1. P. 230–237. doi: 10.1046/j.1523-1739.2003.01236.x