| Авторы |
Оксана Николаевна Жигилева, к.б.н., доцент кафедры экологии и генетики Тюменского государственного университета (625003, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 6); e-mail: zhigileva@mail.ru
Виктория Сергеевна Артишевская, магистрант кафедры экологии и генетики Тюменского государственного университета (625003, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 6); e-mail: vikulya.95@mail.ru
Анна Владимировна Буракова, к.б.н., н.с. лаборатории функциональной экологии наземных животных Института экологии растений и животных УрО РАН (620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202); e-mail: annabios@list.ru
Екатерина Александровна Байтимирова, к.б.н., н.с. лаборатории функциональной экологии наземных животных Института экологии растений и животных УрО РАН (620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202); e-mail: bay@ipae.uran.ru |
| Аннотация |
Амфибии – важный, но уязвимый компонент биоразнообразия. Изменения климата и антропогенная трансформация среды обитания может привести к изменению сроков размножения и границ распространения и вызвать негативные генетические процессы в популяциях. В настоящей работе мы оценили генетическую изменчивость и дифференциацию 184 особей четырех видов амфибий (Rana arvalis, Rana amurensis, Rana temporaria, Bufo bufo) из семи мест юга Западной Сибири и Урала, Россия. Для изучения генетического разнообразия этих видов мы использовали 6 праймеров для последовательностей, ограниченных простыми повторами (ISSR). Генетическое разнообразие Нея (h) варьировало от 0.169 до 0.311 в локальных популяциях амфибий; разнообразие было наименьшим у серой жабы B. bufo и наибольшим у сибирской лягушки R. amurensis. Популяции B. bufo и остромордой лягушки R. arvalis высоко дифференцированы (среднее мультилокусное GST = 0.249 и 0.268, соответственно). Индексы генетического сходства Нея (I) и генетические дистанции (D) между популяциями жабы были сопоставимы со значениями этих показателей изученных популяций бурых лягушек. Эти результаты показывают, что B. bufo и R. arvalis имеют хорошо выраженную популяционную структуру с ограниченным потоком генов между популяциями. Мы также выявили высокий уровень генетического разнообразия R. arvalis на стадии икры, не наблюдаемый среди взрослых особей. Эти результаты свидетельствуют, что все изученные популяции амфибий имеют высокий адаптивный потенциал и генетическую структуру, характерную для амфибий. Представленные данные восполняют пробел в изучении генетической структуры популяций амфибий юга Западной Сибири и Урала. Данные о разных уровнях генетической изменчивости в популяциях амфибий особо охраняемых природных территорий показывают их разное значение для природоохранных мероприятий. Наличие генетически обедненных популяций требует организации мониторинга генетического разнообразия амфибий. Эти данные могут быть полезны для решения природоохранных проблем, особенно для разработки соответствующих стратегий управления. |
| Список цитируемой литературы |
Beebee T.J.C., Rowe G. 2000. Microsatellite analysis of natterjack toad Bufo calamita Laurenti populations: consequences of dispersal from a Pleistocene refugium. Biological Journal of the Linnean Society 69(3): 367–381. DOI: 10.1006/bijl.1999.0368
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. Journal of Molecular Biology 168: 17–33.
Bessa-Silva A.R., da Cunha D.B., Sodre D., da Rocha T.J.O., Schneider H., Sampaio I., Sequeira F., Vallinoto M. 2015. Development and characterization of microsatellite loci for Rhinella marina (Amphibia, Bufonidae) and their transferability to two closely related species. Conservation Genetics Resources 7(1): 247–250. DOI: 10.1007/s12686-014-0349-7
Bolnykh I.I., Zhigileva O.N. 2016. Color polymorphism and genetic variability of the sand lizard (Lacerta agilis) (Lacertidae, Sauria) in the surroundings of the Tyumen and Sterlitamak cities. Sovremennaya Herpetologia 16(3–4): 107–112. DOI 10.18500/1814-6090-2016-16-3-4-107-112 [In Russian]
Chen C.C., Li K.W., Yu T.L., Chen L.H., Sheu P.Y., Tong Y.W., Huang K.J., Weng C.F. 2013. Genetic structure of Bufo bankorensis distinguished by amplified restriction fragment length polymorphism of cytochrome b. Zoological Studies 52: 48. DOI: 10.1186/1810-522X-52-48
Edenhamn P., Hoggren M., Carlson A. 2000. Genetic diversity and fitness in peripheral and central populations of the European tree frog Hyla arborea. Hereditas 133(2): 115–122. DOI: 10.1111/j.1601-5223.2000.00115.x
Faucher L., Gode C., Arnaud J.F. 2016. Development of nuclear microsatellite loci and mitochondrial single nucleotide polymorphisms for the Natterjack Toad, Bufo (Epidalea) calamita (Bufonidae), using next generation sequencing and competitive allele specific PCR (KASPar). Journal of Heredity 107(7): 660–665. DOI: 10.1093/jhered/esw068
Fontenot B.E., Makowsky R., Chippindale P.T. 2011. Nuclear-mitochondrial discordance and gene flow in a recent radiation of toads. Molecular Phylogenetics and Evolution 59(1): 66–80. DOI: 10.1016/j.ympev.2010.12.018
Hase K., Shimada M., Nikoh N. 2012. High degree of mitochondrial haplotype diversity in the Japanease common toad Bufo japonicus in Urban Tokyo. Zoological Science 29(10): 702–708. DOI: 10.2108/zsj.29.702
Hoglund J., Wengstrom A., Rogell B., Meyer-Lucht Y. 2015. Low MHC variation in isolated island populations of the Natterjack toad (Bufo calamita). Conservation genetics 16(4): 1007–1010. DOI: 10.1007/s10592-015-0715-3
Kuzmin S.L. 2012. Amphibians of the former USSR. Moscow: KMK Scientific Press Ltd. 370 p. [In Russian]
Nei M. 1972. The genetic distance between populations. The American Naturalist 106: 283–291.
Ozdemir N., Gul S., Poyarkov N.A., Kutrup B., Tosunoglu M., Doglio S. 2014. Molecular systematics and phylogeography of Bufotes variabilis (syn. Pseudepidalea variabilis) (Pallas, 1769) in Turkey. Turkish Journal of Zoology 38(4): 412–420. DOI: 10.3906/zoo-1307-27
Palo J.U., Schmeller D.S., Laurila A., Primmer C.R., Kuzmin S.L., Merilä J. 2004. High degree of population subdivision in a widespread amphibian. Molecular Ecology 13: 2631–2644.
Rogell B., Thorngren H., Palm S., Laurila A., Hoglund J. 2010. Genetic structure in peripheral populations of the natterjack toad, Bufo calamita, as revealed by AFLP. Conservation Genetics 11(1): 173–181. DOI: 10.1007/s10592-009-0021-z
Rowe G., Beebee T.J.C., Burke T. 1998. Phylogeography of the natterjack toad Bufo calamita in Britain: genetic differentiation of native and translocated populations. Molecular Ecology 7(6): 751–760. DOI: 10.1046/j.1365-294x.1998.00387.x
Ruchin A.B. 2013. The ecological niches of amphibians in the syntopic conditions. The world of science, culture and education 38(1): 342–343. [In Russian]
Shaffer G., Fellers G.M., Magee A., Voss R. 2000. The genetics of amphibian declines: population substructure and molecular differentiation in the Yosemite Toad, Bufo canorus (Anura, Bufonidae) based on single-strand conformation polymorphism analysis (SSCP) and mitochondrial DNA sequence data. Molecular Ecology 9(3): 245–257.
Simandle E.T., Peacock M.M., Zirelli L., Tracy C.R. 2006. Sixteen microsatellite loci for the Bufo boreas group. Molecular Ecology Notes 6(1): 116–119. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01159.x
Trubetskaya E.A. 2014. Effect of herbal frog (Rana temporaria Linnaeus, 1758) on a population of moor frog (Rana arvalis Nilsson, 1842) collectively spawning. Advances in Current Natural Sciences 2: 46–48.
Trujillo T., Gutierrez-Rodriguez J., Arntzen J.W., Martinez-Solano I. 2017. Morphological and molecular data to describe a hybrid population of the Common toad (Bufo bufo) and the Spined toad (Bufo spinosus) in western France. Contributions to Zoology 86(1): 1–9.
Yeh F.C., Yang R., Boyle T. 1999. POPGENE, version 1.31. University of Alberta and Centre for International Forestry Research. Available from https://sites.ualberta.ca/~fyeh/popgene_download.html
Zhigileva O.N., Kirina I.Y. 2015. First data on genetic variability of the Siberian wood frog Rana amurensis in Western Siberia and its differentiation from the moor frog Rana arvalis. Ecological genetics 13(3): 23–27. DOI: 10.17816/ecogen13323-27
Zhigileva O.N., Kirina I.Y., Burakova A.V. 2014. Genetic diversity and differentiation of the moor frog (Rana arvalis) in Western Siberia. Herpetology Notes 7: 569–574.
Zietjiewicz E., Rafalski A., Labuda D. 1994. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics 20: 176–183.
|
