Влияние островной изоляции и эффекта "бутылочного горлышка" на генетический полиморфизм командорских песцов : Alopex Lagopus Beringensis и A.L. Semenovi

• Автор: Плошница, Анна Ивановна
• Шифр специальности: 03.02.04, 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Маркеры генетического разнообразия популяции

1.1.1. Нейтральные маркеры

1.1.2. Иммунные гены главного комплекса гистосовместимости

1.1.2.1. Структура и функция .

1.1.2.2. Селективные механизмы .

1.1.2.3. Эмпирические данные, свидетельствующие о значимости разнообразия ГКГ в устойчивости к инфекциям.
1.1.2.3.1. Исследования значимости вариабельности ГКГ и селективных механизмов у человека и лабораторных животных.
1.1.2.3.2. Исследования значимости вариабельности ГКГ и селективных механизмов в естественных популяциях
1.2. Эволюционные силы, действующие на генетическое разнообразие кодирующих и не кодирующих последовательностей
1.2.1. Процессы, ведущие к снижению генетического разнообразия
1.2.2. Свидетельства действия балансирующего отбора в популяциях с
отсутствием или крайне низким нейтральным полиморфизмом.
1.3. Специфика биологии островных тихоокеанских популяций песца
1.3.1. Распространение и среда обитания.
1.3.2. Генетическая дифференциация популяций
1.3.3. Особенности биологии островных тихоокеанских популяций.
1.3.4. История командорских популяций и влияние деятельности человека.2
1.3.5. Эпизоотия чесотки в популяции ова Медный и состояние
демографического бутылочного горлышка.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Сбор образцов
2.2. Выделение ДНК
2.2.1. Выделение современной ДНК из мягких тканей
2.2.2. Выделение исторической ДНК из костной ткани.
2.3. Амплификация фрагмента петли мтДНК
2.4. Определение последовательности ДНК
2.5. Анализ микросателлитов
2.6. Главный комплекс гистосовместимости.
2.6.1. Амплификация фрагмента цепи II класса ГКГ.
2.6.2. Определение полиморфизма ГКГ методом дифференциального дисплея .
2.7. Историческая ДНК аутентичность и контроль контаминации
2.7.1. Меры предосторожности и контроль контаминации.
2.8. Анализ молекулярногенетических данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. петля митохондриальной ДНК
3.2. Микросателлиты
3.3. Главный комплекс гистосовместимости.
3.3.1. Филогенетические связи и полиморфизм и генов II класса ГКГ песцов.
3.3.2. Балансирующий отбор цепи II класса ГКГ.
3.3.3. Сопоставление генетического разнообразия и ГКГ в
командорских и материковых популяциях песцов.
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Гетероплазмия петли мтДНК песцов ова Медный
4.2. Разнообразие микросателлитов микросателлиты, связанные с ГКГ и другими генами.
4.3. Сходство и генов II класса ГКГ песцов.
4.4. Влияние островной изоляции на генетический полиморфизм
4.4.1. Нейтральные маркеры.
4.4.2. Селективно значимый полиморфизм ГКГ.
4.5. Влияние демографического бутылочного горлышка на генофонд
изолированной популяции песцов
4.5.1. Нейтральное генетическое разнообразие
4.5.2. Полиморфизм генов Г КГ.
4.6. Генетический полиморфизм и приспособленность.
ВЫВОДЫ Г
БЛАГОДАРНОСТИ.
ЛИТЕРАТУРА


История командорских песцов хорошо документирована, а в музее храниться коллекция черепов, добытых около 0 лет назад. Кроме того, в начале прошлого века не безуспешно были предприняты попытки интродукции командорских песцов на острова Ушишир Курильской гряды Воронов, Воронов, Костенко и др. Это дает уникальную возможность испытать применимость молекулярногенетического подхода в исследовании популяционных процессов в масштабе времени десятков поколений, и изучить влияние островной изоляции и прохождения популяции через бутылочное горлышко. Нейтральные маркеры, такие как петля мтДНК или микросателлиты, информативны в исследовании филогенетических связей, популяционной истории, молекулярных часов, потока генов и родства i . . , , , , x, i, ii . , i, . они не могут дать полноценную информацию о селективных процессах, протекающих, в популяции и сс адаптивных возможностях. В последнее время особый интерес привлекают к себе гены ГКГ, полиморфизм которых важен в формировании адекватного иммунного ответа на разнообразные патогены i, , , i . , i, , . Предполагается, что балансирующий отбор, действующий в генах ГКГ и направленный на поддержание высокого уровня разнообразя, способен снижать эффект дрейфа генов и замедлять скорость фиксации аллелей i, . Исследовать влияние островной изоляции и эффекта бутылочного горлышка на нейтральный и адаптивно значимый генетический полиморфизм командорских песцов. Описать нейтральный полиморфизм Эпегли мтДНК и микросателлитов у песцов предковой популяции ова Медный и микросателлитов у современных островных и континентальных песцов. Оценить интенсивность балансирующего отбора в антигенсвязывающем регионе генов II класса ГКГ. Оценить влияние островной изоляции и демографического бутылочного горлышка на полиморфизм адаптивно значимых генов II класса ГКГ и нейтральных маркеров песцов. На основании анализа мтДНК выяснить происхождение песцов ова Янкича ова Ушишир, Курильской 1ряды. Научная новизна. Впервые описан полиморфизм ОКБ и ГрВ генов II Класса ГКГ у песца Аорех Ьориэ. Получены данные о разнообразии нейтральных Бпетля мтДНК и микросателлиты и селективных гены II класса ГКГ маркеров в исторической популяции песцов ова Медный до последнего демографического бутылочного горлышка. Впервые исследовано влияние прохождения популяции через бутылочное горлышко на генетическое разнообразие генов ГКГ на основе прямого сравнения данных по разнообразию в современных образцах, с таковым в исторических образцах животных, добытых до спада численности. Исследован уровень полиморфизма в генетических маркерах, находящихся под действием разных селективных сил. Найдены генетические подтверждения того, ч го современные песцы ова Янкича происходят с ова Медный. Теоретическое и практическое значение результатов работы. Сравнительное исследование островных и континентальных песцов позволило оценить влияние островной изоляции на формирование современной генетической изменчивости популяций песцов Командорских островов. Показано, что генетический полиморфизм в популяциях островных песцов значительно ниже, чем у континентальных, при этом более крупная по размерам популяция ова Беринга способна сохранять более высокий генетический полиморфизм как в нейтральных, так и в селективных маркерах, чем популяция ова Медный. Полученные данные важны для понимания того, как демографические события эффект бутылочного горлышка отражаются на разнообразии нейтральных генетических маркеров и локусов, которые находиться под действием балансирующего отбора. Понимание микроэволюционных процессов в генах ГКГ, которые определяют способность организма формировать иммунный ответ, важный этап в исследовании эволюции иммунной системы. Полученные данные является важными сведениями об адаптивных способностях островных популяций, и имеют большое значение в определении дальнейших путей их охраны.