Генетическое разнообразие региональных популяций северного оленя на основе анализа гена CytB митохондриальной ДНК

Актуальность. Северный олень представляет собой важный компонент экосистемы Крайнего Севера России, отличительной особенностью которого является совместное обитание домашних и диких популяций. Изучение особенностей генетического разнообразия популяций северного оленя с применением различных типов генетических маркеров всегда вызывали интерес ученых разных стран.

Объект. Объектом исследований являются образцы биологического материала домашних и диких северных оленей.

Материалы и методы. Всего было проанализировано 36 особей, включая дикого северного оленя, обитающего на территории Таймырского автономного округа (WLD, n=16), и домашних оленей ненецкой породы, разводимой на территории оленеводческого сельхозпредприятия Большеземельской тундры Ненецкого автономного округа (NEN, n=15) и тоджинской популяции Тоджинского района северо-восточной части Республики Тува (TUVA, n=5). Нуклеотидная последовательность митохондриального гена CytB (1140 п.н.) была определена методом секвенирования по Сэнгеру. Анализ генетического разнообразия был проведен на основании значений числа полиморфных сайтов (S), среднего числа нуклеотидных различий (K), количества гаплотипов (H), гаплотипического (Hd) и нуклеотидного (π) разнообразия. Построение медианной сети соединения гаплотипов проводили в программе PopART 1.7.

Результаты и выводы. Разработка тест-системы позволила получить и провести анализ полной нуклеотидной последовательности митохондриального гена CytB, на основании которого было выявлено, что таймырская популяция дикого северного оленя превосходила обе выборки домашних оленей по всем параметрам генетического разнообразия: Hd = 0,958±0,036, S=35, K=7,942, π=0,00697±0,00052. Обнаруженные высокие значения
гаплотипического и нуклеотидного разнообразия в дикой популяции могут свидетельствовать об экспансивном росте численности популяции. Анализ медианной сети продемонстрировал, с одной стороны, общность происхождения таймырской популяции дикого северного оленя с представителями домашних оленей ненецкой породы и генетическую обособленность выборки домашних северных оленей Тоджинского района Республики Тува, с другой стороны.

1. Lundqvist H., Danell Ö., Norell L. Range suitability criteria for reindeer herding. Rangifer. 2003. Vol. 23. No 2. Pp. 48–56.

2. Hirst K. Reindeer Domestication. Available online: http://thoughtco.com/reindeer-historyand-domestication-170666.

3. Klokov K. Reindeer husbandry in Russia. Int. J. Entrep. Small Bus. 2007. Vol. 4. P. 726.

4. Kharzinova V. R., Dotsev A. V., Fedorov V. I., Brem G., Zinovieva N. A. Estimation of biodiversity and population structure of Russian reindeer breeds inhabiting Northeastern Siberia using microsatellite markers. Acta Fytotechn. Zootechn. 2016. Vol. 19. Pp. 87–92.

5. Kharzinova V., Dotsev A., Solovieva A., Sergeeva O., Bryzgalov G., Reyer H., Wimmers K., Brem G., Zinovieva N. Insight into the current genetic diversity and population structure of domestic reindeer (Rangifer tarandus) in Russia. Animals. 2020. Vol. 10. P. 1309.

6. Dong C., Yu B. Mutation surveyor: an in silico tool for sequencing analysis. Methods Mol Biol. 2011. Vol. 760. Pp. 223-237.

7. Bandelt H., Forster P., Röhl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies. Molecular Biology and Evolution. 1999. Vol. 16. No 1. Pp. 37–48.

8. Leigh J. W., Bryant D. PopART: Full-feature software for haplotype network construction. Methods in Ecology and Evolution. 2015. Vol. 6. No 9. Pp. 1110–1116.

9. Lanfear R., Frandsen P. B., Wright A. M., Senfeld T., Calcott B. PartitionFinder 2: new methods for selecting partitioned models of evolution for molecular and morphological phylogenetic analyses. Molecular Biology and Evolution. 2017. Vol. 34. No 3. Pp. 772-773.

10. Akaike H. A new look at statistical model identification. IEEE Trans Auto Control. 1974. Vol. 19. Pp. 716–723.

11. Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J. C., Guirao-Rico S., Librado P., RamosOnsins S. E., Sánchez-Gracia A. DnaSP 6: DNA Sequence Polymorphism Analysis of Large Datasets. Molecular Biology and Evolution. 2017. Vol. 34. Pp. 3299-3302.

12. Storset A., Olaisen B., Wika M., Bjarghov R. Genetic markers in the Spitzbergen reindeer. Hereditas. 1978. Vol. 88. Pp. 113–115.

13. Васильченко А. А., Холодова М. В., Баранова А. И., Найденко С. В., Рожнов В. В. Генетическое своеобразие сибирского лесного северного оленя (Rangifer tarandus valentinae Flerov, 1932) Кузнецкого Алатау. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2020. Т. 494. № 1. С. 522-526.

14. Kvie K. S., Heggenes J., Røed K. H., Anderson D. G., Kholodova M. V., Sipko T., Mizin I. Colonizing the High Arctic: Mitochondrial DNA Reveals Common Origin of Eurasian Archipelagic Reindeer (Rangifer tarandus). PLoS ONE. 2016. Vol. 11. No 11. P. e0165237.

15. Cronin M. A., Macneil M. D, Patton J. C. Mitochondrial DNA and microsatellite DNA variation in domestic reindeer (Rangifer tarandus tarandus) and relationships with wild caribou (Rangifer tarandus granti, Rangifer tarandus groenlandicus, and Rangifer tarandus caribou). 2006. Vol. 97. No 5. Pp. 525–530.