Генетика, 2020, T. 56, № 6, стр. 690-697

Асимметричная гибридизация калуги Acipenser dauricus Georgi, 1775 и амурского осетра A. sсhrenckii Brandt, 1869 (Acipenseridae) в природе согласно анализу митохондриального и ядерных ДНК-маркеров

С. В. Шедько 1*, И. Л. Мирошниченко 1, Г. А. Немкова 1

1 Федеральный научный центр Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук
690022 Владивосток, Россия

* E-mail: shedko@biosoil.ru

Поступила в редакцию 17.06.2019
После доработки 19.08.2019
Принята к публикации 22.08.2019

Аннотация

Естественная гибридизация симпатрично обитающих видов осетров – сравнительно частое, но малоизученное явление. Уникальная для Acipenseridae картина асимметричной гибридизации сложилась в р. Амур, где обитают два эндемика этого речного бассейна – калуга и амурский осетр. Ранее нами было показано, что доля их гибридов в разные годы составляет в среднем около 2.5% от численности родительских видов. Все проанализированные гибриды несли мтДНК лишь одного типа – калуги. Однако идентификация гибридов и чистых особей основывалась на рассмотрении одних лишь внешних морфологических характеристик. В настоящей работе набор генетических маркеров был расширен за счет включения в анализ шести ядерных локусов: двух интронов рибосомального белка L8 (RP4L8, RP5L8) и микросателлитов An20, Afug41, HLJSX37 и HLJSX350. В результате показано, что все морфологически промежуточные особи, ранее отнесенные на этом основании к гибридам, по каждому из ядерных локусов имели смешанный состав аллелей, характерных и для калуги, и для амурского осетра. Среди особей, по внешней морфологии определенных сборщиками как калуга, были выявлены три особи, которые по генетическим характеристикам должны быть отнесены к разряду гибридов. Кроме того, четыре другие особи были классифицированы как бэккроссы на калугу. Все гибриды и бэккроссы имели калужий тип мтДНК, что подтверждает ранее сделанное заключение об однонаправленной гибридизации калуги и амурского осетра в природе, которая проходит по схеме калуга (♀) × амурский осетр (♂). Использованный набор маркеров обладает необходимой разрешающей способностью и может быть рекомендован для идентификации чистых особей калуги и амурского осетра, а также их гибридов. Минимально достаточный для диагностики набор маркеров включает в себя мтДНК, интроны RP4L8 и RP5L8, а также микросателлит HLJSX37.

Ключевые слова: популяционная генетика, естественная гибридизация, Acipenser.

DOI: 10.31857/S0016675820060107

Список литературы

  1. Arnold M.L. Natural Hybridization and Evolution. N.Y.: Oxford Univ. Press, 1997. 232 p.

  2. Near T.J., Eytan R.I., Dornburg A. et al. Resolution of ray-finned fish phylogeny and timing of diversification // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. № 34. P. 13698–13703. https://doi.org/10.1073/pnas.1206625109

  3. Birstein V.J., Hanner R., DeSalle R. Phylogeny of the Acipenseriformes: cytogenetic and molecular approaches // Environ. Biol. Fishes. 1997. V. 48. P. 127–155.

  4. Берг Л.С. Фауна России и сопредельных стран. Рыбы (Marsipobranchii и Pisces). Т. 3. Ostariophysi. Вып. 1. СПб.: Изд-во Имп. акад. наук, 1912. 336 с.

  5. Солдатов В.К. Исследования осетровых Амура // Материалы к познанию русского рыболовства. 1915. Т. 3. Вып. 12. С. 96–415.

  6. Шедько С.В., Шедько М.Б. Однонаправленная гибридизация калуги Acipenser dauricus Georgi, 1775 и амурского осетра A. sсhrenckii Brandt, 1869 по данным мтДНК-типирования их природных гибридов // Генетика. 2016. Т. 52. № 3. С. 332–338. https://doi.org/10.7868/S0016675816020132

  7. Lagunova V.S. The impact of conditions in the Volga River on hybridization, abnormal development and reproduction rate of sturgeon (Acipenseridae) // J. Appl. Ichthyol. 1999. V. 15. № 4–5. P. 291. https://doi.org/10.1111/j.1439-0426.1999.tb00275.x

  8. Tranah G., Campton D.E., May B. Genetic evidence for hybridization of Pallid and Shovelnose sturgeon // J. Hered. 2004. V. 95. № 6. P. 474–480. https://doi.org/10.1093/jhered/esh077

  9. Schrey A.W., Boley R., Heist E.J. Hybridization between Pallid sturgeon Scaphirhynchus albus and Shovelnose sturgeon Scaphirhynchus platorynchus // J. Fish Biol. 2011. V. 79. № 7. P. 1828–1850. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2011.03123.x

  10. Eichelberger J.S., Braaten P.J., Fuller D.B. et al. Novel single-nucleotide polymorphism markers confirm successful spawning of endangered Pallid sturgeon in the Upper Missouri River Basin // Trans. Am. Fish. Soc. 2014. V. 143. № 6. P. 1373–1385. https://doi.org/10.1080/00028487.2014.935479

  11. Dudu A., Suciu R., Paraschiv M. et al. Nuclear markers of Danube sturgeons hybridization // Int. J. Mol. Sci. 2011. V. 12. № 10. P. 6796–6809. https://doi.org/10.3390/ijms12106796

  12. Chassaing O., Desse-Berset N., Duffraisse M. et al. Palaeogenetics of western French sturgeons spotlights the relationships between Acipenser sturio and Acipenser oxyrinchus // J. Biogeogr. 2013. V. 40. № 2. P. 382–393. https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2012.02785.x

  13. Li J., Liu D., Ma Q. et al. Discriminating Dabry’s sturgeon (Acipenser dabryanus) and Chinese sturgeon (A. sinensis) based on DNA barcode and six nuclear markers // Hydrobiologia. 2015. V. 757. № 1. P. 185–196. https://doi.org/0.1007/s10750-015-2251-z

  14. Шедько С.В., Мирошниченко И.Л., Немкова Г.А. и др. Изменчивость митохондриальной ДНК, историческая демография и популяционная структура амурского осетра Acipenser sсhrenckii Brandt, 1869 // Генетика. 2015. Т. 51. № 2. С. 200–216. https://doi.org/10.7868/S0016675815020125

  15. Шедько С.В., Мирошниченко И.Л., Немкова Г.А., Шедько М.Б. К популяционно-генетическому портрету калуги, Acipenser dauricus Georgi, 1775: анализ изменчивости контролирующего региона митохондриальной ДНК // Генетика. 2015. Т. 51. № 9. С. 1025–1034. https://doi.org/10.7868/S0016675815080093

  16. Boscari E., Barmintseva A., Zhang S. et al. Genetic identification of the caviar-producing Amur and Kaluga sturgeons revealed a high level of concealed hybridization // Food Control. 2017. V. 82. P. 243–250. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.07.001

  17. Барминцева А.Е., Мюге Н.С. Использование микросателлитных локусов для установления видовой принадлежности осетровых (Acipenseridae) и выявления особей гибридного происхождения // Генетика. 2013. Т. 49. № 9. С. 1093–1105. https://doi.org/10.7868/S0016675813090038

  18. Hu J., Wang D., Wei Q., Shen L. Molecular identification of Amur sturgeon (Acipenser schrenckii), Kaluga (Huso dauricus) and their reciprocal hybrids // J. Fish. Sci. China. 2010. V. 17. № 1. P. 21–30.

  19. Liu Y., Lu C., Li C. et al. Genetic identification of Amur sturgeon, Kaluga and their hybrids based on microsatellite markers // Chinese J. Fish. 2015. V. 28. № 1. P. 18–23.

  20. Welsh A.B., Blumberg M., May B. Identification of microsatellite loci in lake sturgeon, Acipenser fulvescens, and their variability in green sturgeon, A. medirostris // Mol. Ecol. Notes. 2002. V. 3. № 1. P. 47–55. https://doi.org/10.1046/j.1471-8286.2003.00346.x

  21. Zane L., Patarnello T., Ludwig A. et al. Isolation and characterization of microsatellites in the Adriatic sturgeon (Acipenser naccarii) // Mol. Ecol. Notes. 2002. V. 2. № 4. P. 586–588. https://doi.org/10.1046/j.1471-8286.2002.00328.x

  22. Rohlf F.J. NTSYS-pc Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 2.1. N.Y.: Exeter Publ. Setauket, 2000. 38 p.

  23. Dice L.R. Measures of the amount of ecological association between species // Ecology. 1945. V. 26. № 3. P. 297–302.

  24. Azuma N., Hagihara S., Ichimura M. et al. Genetic characterization of Amur sturgeon Acipenser schrenckii and its hybrid caught around Hokkaido // Ichthyol. Res. 2017. V. 64. № 1. P. 139–144. https://doi.org/10.1007/s10228-016-0544-5

  25. Shen L., Shi Y., Zou Y.C. et al. Sturgeon aquaculture in China: status, challenge and proposals based on nation-wide surveys of 2010–2012 // J. Appl. Ichthyol. 2014. V. 30. № 6. P. 1547–1551. https://doi.org/10.1111/jai.12618

Дополнительные материалы отсутствуют.