Полиморфизм микросателлитных локусов в популяциях кавказских скальных ящериц и его использование для оценки генетического разнообразия комплекса Darevskia raddei

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучение кавказских скальных ящериц комплекса Darevskia raddei sensu lato, представленного несколькими подвидами, имеет большой интерес и научную значимость в связи с их участием в межвидовых гибридизациях с образованием пяти из семи известных однополых (партеногенетических) видов рода Darevskia. В статье приведены генетические параметры для популяций (подвидов) D. r. raddei и D. r. nairensis, полученные на основе анализа изменчивости десяти микросателлитных локусов 230 особей из 17 популяций Армении и Арцаха (Нагорного Карабаха). Согласно этим параметрам, популяции D. r. raddei характеризуются большим разнообразием по числу аллелей и генотипов по сравнению с популяциями D. r. nairensis. Анализ генетической дифференциации показал, что популяции D. r. raddei подразделяются на две группы, одна из которых ближе к D .r. nairensis, чем к D. r. raddei. Анализ индекса ассоциаций показал отсутствие свободной перекомбинации аллелей между подвидами, что говорит об их изоляции и отсутствии скрещивания между особями. Таким образом, на основе расширенной популяционной выборки и разработанной панели микросателлитных маркеров получены новые данные о популяционной структуре вида D. raddei, о генетическом разнообразии и дифференциации популяций D. r. raddei и D. r. nairensis.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. О. Одегов

Институт биологии гена Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: irena-m@yandex.ru
Россия, Москва, 117334

А. А. Валяева

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: irena-m@yandex.ru
Россия, Москва, 117334

М. С. Аракелян

Ереванский государственный университет

Email: irena-m@yandex.ru
Армения, Ереван, 0025

А. П. Рысков

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: irena-m@yandex.ru
Россия, Москва, 117334

В. И. Корчагин

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: irena-m@yandex.ru
Россия, Москва, 117334

И. А. Мартиросян

Институт биологии гена Российской академии наук

Email: irena-m@yandex.ru
Россия, Москва, 117334

Список литературы

  1. Arribas O.J. Phylogeny and relationships of the mountain lizards of Europe and Near East (Archaeolacerta Merttens, 1921, sensu lato) and their relationships among the Eurasian Lacertid lizards // Rus. J. Herpetol. 1999. V. 6. № 1. P. 1–22. https://doi.org/10.30906/1026-2296-1999-6-1-1-22
  2. Boettger O. Kriechthiere der Kaukasusländer, gesammelt durch die Radde-Valentin’sche Expedition nach dem Karabagh und durch die Herren Dr. J. Valentin un P. Reibisch // Ber Senck Ges. 1892: 131−150 P.
  3. Даревский И. С. Скальные ящерицы Кавказа (Систематика, экология и филогения полиморфной группы кавказских ящериц подрода Archaeolacerta). Л.: Наука, Ленингр. отд., 1967. 214 с.
  4. Eiselt J., Schmidtle, J.F., Darevsky I.S. Untersuchungen an Felseidechsen (Lacerta saxicola-Komplex) in der östlichen Türkei. 2. Eine neue Unterart der Lacerta raddei BOETTGER, 1892 (Squamata: Sauria: Lacertidae) // Herpetozoa. 1993. V. 6. № 1/2. P. 65 – 70.
  5. Rastegar-Pouyani N., Karamiani R., Oraei H. et al. A New Subspecies of Darevskia raddei (Boettger, 1892) (Sauria: Lacertidae) from the West Azerbaijan Province, Iran // Asian Herpetol. Research. 2011. V. 2. № 4. P. 216–222. https://doi.org/10.3724/sp.j.1245.2011.00216
  6. Moritz C., Uzzel T., Spolsky C. et al. The maternal ancestry and approximate age of parthenogenetic species of Caucasian rock lizards (Lacerta: Lacertidae) // Genetica. 1992. V. 87. P. 53–62. https://doi.org/10.1007/bf00128773
  7. Freita, S., Rocha S., Campos J. et al. Parthenogenesis through the ice ages: A biogeographic analysis of the parthenogenetic rock lizards (genus Darevskia) // Mol. Phylogenet. Evol. 2016. V. 102. P. 117–127. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2016.05.035
  8. Bobyn M.L., Darevsky I.S., Kupriyanova L.A. Allozyme variation in populations of Lacerta raddei and Lacerta nairensis from Armenia // Amphibia–Reptilia. 1996. V. 17. P. 233–246. https://doi.org/10.1163/156853896X00414
  9. Yanchukov A., Tarkhnishvili D., Erdolu M. et al. Precise paternal ancestry of hybrid unisexual ZW lizards (genus Darevskia: Lacertidae: Squamata) revealed by Z-linked genomic markers // Biol. J. Linnean Society. 2022. V. 136. № 2. P. 293 – 305. https://doi.org/10.1093/biolinnean/blac023
  10. Carretero M.A., García-Muñoz E., Argaña E. et al. Parthenogenetic Darevskia lizards mate frequently if they have the chance: A quantitative analysis of copulation marks in a sympatric zone // J. Nat. History. V. 52. № 7–8. P. 405–413. https://doi.org/10.1080/00222933.2018.1435832
  11. Гирнык А.Е., Вергун А.А., Рысков А.П. Идентификация гибридных особей скальных ящериц Darevskia armeniaca×Darevskia valentini на основе микросателлитного генотипирования // Генетика. 2023. T. 59. № 6. С. 723–727. https://doi.org/10.31857/S0016675823060073
  12. Омельченко А.В., Гирнык А.Е., Осипов Ф.А. и др. Генетическая дифференциация природных популяций ящериц комплекса Darevskia raddei по данным микросателлитного маркирования геномов // Генетика. 2016. Т. 52. № 2. С. 260–264. https://doi.org/10.1134/S1022795416020083
  13. Ochkalova S., Korchagin V., Vergun A. et al. First genome of rock lizard Darevskia valentini involved in formation of several parthenogenetic species // Genes. 2022. V. 13. № 9. https://doi.org/10.3390/genes13091569
  14. Thiel T., Michalek W., Varshney R. et al. Exploiting EST databases for the development and characterization of gene-derived SSR-markers in barley (Hordeum vulgare L.) // Theor Appl Genet. 2003. V. 106. № 3. P. 411–422. https://doi.org/10.1007/s00122-002-1031-0
  15. Quinlan A.R., Hall I.M. BEDTools: A flexible suite of utilities for comparing genomic features // Bioinformatics. 2010. V. 26. № 6. P. 841–842. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btq033
  16. Untergasser A., Cutcutache I., Koressaar T. et al. Primer3 – new capabilities and interfaces // Nucl. Acids Res. 2012. V. 40. № 15. P. 115. https://doi.org/10.1093/nar/gks596
  17. Koressaar T., Remm M. Enhancements and modifications of primer design program Primer3 // Bioinformatics. 2007. V. 23. № 10. P. 1289–1291. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btm091
  18. Camacho C., Coulouris G., Avagyan V. et al. BLAST+: architecture and applications // BMC Bioinformatics. 2009. V. 10. P. 421. https://doi.org/10.1186/1471-2105-10-421
  19. Jombart T. adegenet: A R package for the multivariate analysis of genetic markers // Bioinformatics. 2008. V. 24. № 11. P. 1403–1405. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btn129
  20. Jombart T., Ahmed I. adegenet 1.3-1: New tools for the analysis of genome-wide SNP data // Bioinformatics. 2011. V. 27. № 21. P. 3070–3071. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr521
  21. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria, 2022. https://www.R-project.org/
  22. Goudet J. Hierfstat, a package for R to compute and test hierarchical F-statistics // Mol. Ecol. Notes. 2005. V. 5. № 1. P. 184–186. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00828.x
  23. Paradis E. pegas: An R package for population genetics with an integrated–modular approach // Bioinformatics. 2010. V. 26 № 3. P. 419–420. https://doi.org/ 10.1093/bioinformatics/btp696
  24. Kamvar Z.N., Tabima J.F., Grünwald N.J. Poppr: An R package for genetic analysis of populations with clonal, partially clonal, and/or sexual reproduction // PeerJ. 2014. https://doi.org/10.7717/peerj.281
  25. Nei M. Molecular Evolutionary Genetics, N. Y. Chichester, West Sussex: Columbia Univ. Press, 1987. 514 p. https://doi.org/10.7312/nei-92038
  26. Hedrick P.W. A standardized genetic differentiation measure // Evolution. 2005. V. 59. № 8. P. 1633–1638. https://doi.org/10.1111/j.0014-3820.2005.tb01814.x
  27. Meirmans P.G, Hedrick P.W. Assessing population structure: FST and related measures // Mol. Ecol. Resources. 2011. V. 11. № 1. P. 5–18. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02927.x
  28. Jombart T., Devillard S. and Balloux F. Discriminant analysis of principal components: A new method for the analysis of genetically structured populations // BMC Genetics. 2010. V. 11. № 94. https://doi.org/10.1186/1471-2156-11-94
  29. Kamvar Z.N., Brooks J.K., Grunwald N.J. New R tools for analyzing genome-wide population genetic data with a focus on clonality // Front. Genet. 2015. V. 6. https://doi: 10.3389/fgen.2015.00208
  30. Spangenberg V., Kolomiets O., Stepanyan I. et al. Evolution of the parthenogenetic rock lizard hybrid karyotype: Robertsonian translocation between two maternal chromosomes in Darevskia rostombekowi // Chromosoma. 2020. V. 129. № 3–4. P. 275–283. https://doi: 10.1007/s00412-020-00744-7
  31. Гречко В.В., Банникова А.А., Косушкин С.А. и др. Молекулярно-генетическое разнообразие комплекса ящериц Darevskia raddei (Lacertidae: Sauria): ранние этапы видообразования // Мол. биология. 2007. Т. 41. № 5. С. 839–851. https://doi.org/10.1134/S0026893307050093
  32. Spangenberg V., Arakelyan M., Galoyan E. et al. Extraordinary centromeres: Differences in the meiotic chromosomes of two rock lizards species Darevskia portschinskii and Darevskia raddei // PeerJ 2019. https://doi.org/10.7717/peerj.6360
  33. Cota L.G., Moreira P.A. Brandão M.M. et al. Structure and genetic diversity of Anacardium humile (Anacardiaceae): A tropical shrub // Genet. and Mol. Research. 2017. V. 16. № 3. P. 1–13. http://dx.doi.org/10.4238/gmr16039778
  34. Валяева А.А., Мартиросян И.А. Генетический полиморфизм локуса du47g в популяциях скальных ящериц Darevskia raddei Армении // Актуальные вопросы зоологии, экологии и охраны природы. 2021. Вып. 3. С. 30–34.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Число гомозиготных особей по микросателлитному локусу sc12962 на выборках D. raddei и D. valentini.

Скачать (11KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Частота нуль-аллелей по каждому локусу на выборках D. raddei и D. valentine.

Скачать (15KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Неукорененное филогенетическое дерево популяций D. raddei, построенное на основании генетических расстояний по Нею с бутстреп-поддержкой в 100 итераций.

Скачать (3KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Индекс ассоциации ( ) подвидов D. raddei. а – без разделения на подвиды; б – D. r. raddei; в – D. r. nairensis.

Скачать (29KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Индекс ассоциации ( ) групп популяций D. r. raddei GG (а) и D. r. raddei ТТ (б).

Скачать (21KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кластеризация особей видов D. raddei и D. valentini на основании дискриминантного анализа главных компонент. а – число кластеров К = 3; б – число кластеров К = 4.

Скачать (27KB)
Метаданные
8. Таблица П.1. Локалитеты сбора биологического материала. N – количество образцов
Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024