Внутривидовой генетический полиморфизм русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii)

• Автор: Тимошкина, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Особенности биологии и среды обитания русского осетра
1.1Л Морфологические и анатомические признаки вида
1Л .2 Характеристика ареала обитания популяций
1Л. 3 Происхождение вида
1.2 Внутривидовая изменчивость и её анализ
1.2Л Морфометрические маркеры
1.2.2 Биохимические маркеры
1.2.3 Молекулярно-генетические маркеры
1.2.3.1 Случайная амплификация полиморфной ДНК (RAPD)
1.2.3.2 Анализ полиморфизма длины амплифицированных 29 фрагментов (AFLP)
1.2.3.3 Анализ микросателлитной ДНК (STR)
1.2.3.4 Анализ однонуклеотидного полиморфизма (SNP)
1.2.3.5 Анализ полиморфизма митохондриальной ДНК
1.3 Принципы формирования ДНК-коллекций
1.4 Особенности генетического анализа осетровых рыб
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Объект исследования
2.2 Отбор проб
2.3 Морфометрические измерения
2.4 Определение возраста рыб
2.5 Постановка экспериментальных скрещиваний
2.6 Молекулярно-генетические методы
2.6.1 Экстракция тотальной ДНК
2.6.2 RAPD-анализ
2.6.3 Микросателлитный анализ (STR) ядерной ДНК
2.6.4 Определение «baerii-like» (BL) и «gueldenstaedtii» (GUE) 65 митотипов
2.7 Статистический анализ данных
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Исследование внутри- и межпопуляционного морфологического 69 полиморфизма русского осетра.
3.2 Генетический полиморфизм русского осетра по ДНК-маркерам

3.2.1 Внутри- и межпопуляционная изменчивость русского осетра 79 по RAPD-маркерам
3.2.2 Наследование микросателлитных маркеров в F1
3.2.3 Внутри- и межпопуляционная изменчивость вида по STR- 92 маркерам
3.2.4 Определение «baerii-like» (BL) и «gueldenstaedtii» (GUE) 102 митотипов в природных популяциях русского осетра
3.3 Индивидуальная идентификация популяционной 105 принадлежности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Список сокращений: пн - пары нуклеотидов;
ОРЗ - осетровый рыбоводный завод;
ПЦР - полимеразная цепная реакция;
ПААТ - полиакриламидный гель;
BL - «bacrii-like» митотип;
GUE - «gueldenstaedtii» митотип;
AFLP - Amplified Fragment Length Polymorphism; STR - Short Tandem Repeats;
RAPD - Random Amplified Polymorphic DNA.
ВВЕДЕНИЕ
Русский осетр (Acipenser gueldenstaedtii Brandt, 1833) относится к реликтовой группе хрящевых ганоидов, первые находки которых датируются верхнеюрским периодом (более 200 млн. лет). До недавнего времени вид был многочисленным в фауне внутренних водоемов Евразии (бассейнов Каспийского и Черного морей) и имел большое промысловое значение. На сегодняшний день русский осетр, как и другие 24 представителя отряда Acipenseri formes, отнесен к группе редких видов и включен в Приложение II CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) (Raymakers, 2006). Катастрофическое снижение численности русского осетра в основном обусловлено интенсивным строительством гидротехнических сооружений, препятствующих проходу половозрелых особей к местам нереста, расположенным в верховьях рек. Кроме того, высокий спрос и цена на черную икру и товарную осетрину привели к чрезмерному вылову (Vaisman, Raymakers, 2001).
Восполнение численности русского осетра в значительной мере осуществляется за счет искусственного воспроизводства на рыбоводных заводах. Так, например, в азовской популяции доля искусственно воспроизведенных рыб достигает 95% (Реков, 2000).
В связи с этим мероприятия по поддержанию численности вида должны учитывать сохранение его устойчивости, в значительной мере обусловливаемой его генетической гетерогенностью, и, соответственно, требуют знаний об эволюционно сформировавшейся популяционной структуре вида. Тем не менее, внутривидовая систематика русского осетра остается до сих пор предметом дискуссий. Являясь анадромным видом, русский осетр для размножения входит в определенные реки, а основную часть своей жизни проводит в малосоленых водах бассейнов трёх морей (Каспийского, Азовского, Чёрного), которые различаются по пространственным, температурным и продуктивным возможностям. Основываясь на поведенческих, экологических и меристических признаках, одни авторы подразделяют А. gueldenstaedtii на 3-4 географически изолированные формы с несколькими нерестовыми популяциями в каждой (Берг, 1948; Чугунов и др., 1964; Подушка, 2003), другие выделяют только популяции (Соколов, 2002; Vecsei et al., 2004).

сиквенс и/или микрочипы (microarrays), представляющие собой ДНК-микропанели с нанесенными пробами кДНК.
Согласно данным Halushka et al. (1999) всего в геноме человека находится около 1 млн SNP, из которых около 500 ООО некодирующих, 200 ООО синонимичных кодирующих и 200 000 несинонимичных кодирующих SNP. В кодирующих последовательностях однонуклеотидные замены встречаются в четыре раза реже, причем почти половина всех замен в экзонах приходится на несинонимичные. Например, число SNP на ген у человека колеблется от 0 до 29 (Алтухов, Салменкова, 2002).
Высокая плотность и эволюционная стабильность SNP-локусов нашли применение этим маркерам в популяционных исследованиях и генетическом картировании. Маркеры особо широко изучаются в геноме человека для выявления их ассоциаций с различными комплексными заболеваниями, а также для понимания различных вопросов генетической дифференциации и эволюции человека. В качестве примера использования SNP-маркеров для анализа
популяционной структуры рыб можно выделить работы, которые были проведены на атлантическом лососе, кете, чавыче и нерке (Smith and Seeb, 2006).
Названные выше достоинства SNP-маркеров являются в то же время и их недостатками. Биаллельность обуславливает невысокую информативность отдельного SNP-локуса, что приводит к необходимости использовать большой пул маркеров, особенно в популяционно-генетических исследованиях. Высокая плотность и особенности локализации в геноме требуют строгого отбора локусов на независимое наследование и селективную нейтральность. Методологически трудности внедрения SNP-маркеров связаны с высокими затратами времени и средств на их разработку и апробацию.
Кроме выше упомянутых молекулярных маркеров ядерной ДНК существует ещё некоторые типы с более узким спектром применения. К ним относятся EST и STS-маркеры, SINE и LINE последовательности, ISSR-маркеры, а также ДНК Y-хромосомы и др.