1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 58, № 4, 2022

Генетика, 2022, T. 58, № 4, стр. 475-478

Молекулярная структура и полиморфизм микросателлитных локусов кавказских скальных ящериц Darevskia raddei популяции “Ереван” из Армении

И. А. Мартиросян 1, *, А. А. Валяева 1, 2, М. С. Аракелян 3, А. П. Рысков 1

1 Институт биологии гена Российской академии наук
117334 Москва, Россия

2 Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева
127434 Москва, Россия

3 Ереванский государственный университет
0025 Ереван, Армения

* E-mail: irena-m@yandex.ru

Поступила в редакцию 23.11.2021
После доработки 26.11.2021
Принята к публикации 30.11.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Анализ полиморфизма микросателлитных локусов ядерного генома популяции Darevskia raddei г. Ереван позволил установить принадлежность этой популяции к подвиду Darevskia raddei nairensis.

Ключевые слова: микросателлитные локусы, полиморфизм, популяция, подвид.

Кавказские скальные ящерицы вида Darevskia raddei обитают на территории Армянского нагорья и представлены четырьмя подвидами (в том числе D. raddei raddei и D. raddei nairensis) [1], которые участвуют в образовании различных партеногенетических видов [2]. Установление принадлежности популяции к тому или иному подвиду представляет особый интерес. Таксономическое положение двух форм скальных ящериц рода Darevskia raddei “nairensis” и “raddei” вызывает споры уже давно [1, 3, 4]. Однако даже среди популяций, относимых И.С. Даревским к подвиду “nairensis” [5], особи ереванской популяции выделяются своими малыми размерами. К примеру, в нашей выборке длина тела (SVL) составила 52.91 мм ± 6.56 для 12 половозрелых самок и 56.30 мм ± 4.59 – для 15 взрослых самцов, при средней длине тела для вида 67 мм согласно данным И.С. Даревского [5]. Две формы “nairensis” и “raddei” отделены друг от друга не только по характерной окраске и рисунку, но и по способу удерживания самки во время спаривания, самцы формы “raddei” удерживают самку за бока тела, а самцы “nairensis” исключительно за бедро самки [5]. В ереванской популяции ящериц преобладает поза спаривания, характерная для “nairensis”, однако общие характеристики окраски и их размеры не являются характерными для этой формы. Следовательно, принадлежность этой популяции к одной из форм остается под вопросом, хотя исторически она числится под названием “nairensis”.

Цель настоящей работы – изучение молекулярной структуры и полиморфизма нестабильных ядерных локусов Du47G (GATA)n и sc12962 (GCT)nD. raddei популяции г. Ереван (“Ереван”). Микросателлитные локусы были получены на основе анализа геномной библиотеки партеногенетического вида Darevskia unisexualis [6], а также результатов полногеномного секвенирования ДНК партеногенетического вида ящериц D. unisexualis и его родительских видов D. raddei и D. valentini. Полиморфизм локусов изучался с помощью локус-специфической ПЦР с дальнейшим фракционированием продуктов амплификации в акриламидном геле и секвенированием индивидуальных фрагментов ДНК. Локусы Du47G и sc12962 были выбраны на основании ранее полученных результатов по изучению полиморфизма микросателлитных локусов у ящериц рода Darevskia [7–10]. Локус Du47G ранее был использован для установления видовой принадлежности анонимных образцов ДНК кавказских скальных ящериц [11]. Du47G содержит (GATA)n микросателлитный кластер и в популяциях D. raddei представлен 11 аллельными вариантами. Особи подвида D. r. nairensis гомозиготны по Du47G и локус является мономорфным, в то время как среди особей D. r. raddei встречаются как гомозиготные, так и гетерозиготные особи. Локус sc12962 содержит (GCT)n-микросателлит, согласно результатам фрагментного анализа данный локус представлен шестью аллельными вариантами, образующими девять генотипов. Аллели локуса sc12962 различаются подвидовым распределением: аллели, наблюдаемые у подвида D. r. nairensis, не встречаются в популяциях подвида D. r. raddei, а также аллели, характерные для D. r. raddei, не обнаружены у особей D. r. nairensis [9]. Таким образом, мы предположили, что результаты амплификации локусов Du47G и sc12962 позволят установить подвидовую принадлежность особей популяции “Ереван”. Всего было проанализировано 144 образца ДНК: 45 особей D. r. nairensis, 53 особи D. r. raddei и 46 особей D. raddei “Ереван”. Амплификацию проводили в объеме 20 мкл на 50 нг ДНК с использованием набора “GenPakPCRCore” (Isogene Laboratory) согласно протоколу фирмы-производителя. Для проведения реакции использовали следующие пары праймеров: sc12962 F5'-ATGAGTGAGGTGTTTATTCCT-3', sc12962 R5'-GTTCTTTTCTTCCTCTCAGAA-3', конечная концентрация каждого праймера 0.2 мкМ; Du47G F5'-ATACAACCGCAATAACAACAATA-3', Du47G R5'-GATGGAACGACTCACCTATG-3', конечная концентрация каждого праймера 0.5 мкМ. Амплификация локуса Du47G проводилась при условиях: 94°С 3 мин (1 цикл), 94°С 1 мин, 55°С 40 с, 72°С 40 с (40 циклов), завершающая элонгация – 72°С 5 мин (1 цикл). Условия амплификации локуса sc12962: 94°С 3 мин (1 цикл), 94°С 1 мин, 60°С 40 с, 72°С 30 с (30 циклов), завершающая элонгация – 72°С 5 мин (1 цикл).

На рис. 1,а представлены результаты фракционирования в акриламидном геле продуктов амплификации локуса Du47G небольшой выборки образцов D. r. nairensis и D. r. raddei из разных популяций. Представленные результаты характеризуют наблюдаемую картину распределения аллелей данного локуса у разных подвидов D. raddei. Согласно полученным результатам все особи D. r. nairensis гомозиготны по локусу Du47G, а также данный локус является мономорфным. На рис. 1,б показаны результаты фракционирования продуктов амплификации локуса Du47G образцов D. raddei “Ереван” (46 особей). Этот локус в изучаемой популяции является мономорфным, а также все особи гомозиготны. Аллельные варианты, наблюдаемые в популяциях подвида D. r. nairensis и в популяции D. raddei “Ереван”, совпадают по электрофоретической подвижности.

Рис. 1.

Электрофоретическое фракционирование продуктов амплификации локуса Du47G особей D. raddei. а: дорожки 1–11 – особи D. r. nairensis, дорожки 12–21 – особи D. r. raddei, M – молекулярный маркер 50 bp (Fermentas), К1 – контроль 1 D. r. nairensis, К2 – контроль 2 D. r. raddei, К3 – контроль 3 D. unisexualis; б: дорожки 1–45 – особи D. raddei “Ереван”, M – молекулярный маркер 50 bp (Fermentas), M1 – молекулярный маркер Low range (Fermentas), К1, К2, К3, К4 – D. r. raddei.

В табл. 1 представлены результаты фрагментного анализа локуса sc12962 в популяциях D. raddei. На выборке из 143 особей D. raddei (45 D. r. nairensis, 53 D. r. raddei, 45 D. raddei “Ереван”) было выявлено различие по встречаемости аллелей в популяциях разных подвидов. У особей D. r. nairensis присутствуют аллели длиной 118, 145 и 151 пн. У особей D. r. raddei аллели такого размера обнаружены не были, однако выявлены аллели длиной 127, 130 и 148 пн. У особей D. raddei “Ереван” были выявлены аллели, соответствующие подвиду D. r. nairensis, а также уникальный аллель размером 124 пн. В табл. 2 представлены нуклеотидные последовательности микросателлитных кластеров индивидуальных аллельных вариантов. Микросателлитный кластер аллелей локуса sc12962 является сложным, представлен повторяющимся GCT-триплетом, а также ACT-тринуклеотидом. Аллели различаются числом GCT и ACT триплетов, а также строением прилегающего к микросателлиту кластера GT(T/G)GTC.

Таблица 1.

Распространение аллелей локуса sc12962 среди особей вида D. raddei

Подвид Число особей Число особей, несущих аллели разной длины
а118 а124 а127 а130 а145 а148 а151
D. r. nairensis 45 41 0 0 0 8 0 2
D. r. raddei 53 0 0 52 5 0 2 0
D. raddei “Ереван” 45 43 9 0 0 4 0 0
Общее число особей 143 84 9 53 5 12 2 2
а118, а124, а127, а130, а145, а148, а151 – индивидуальные аллели.
Таблица 2.

Структура микросателлитного кластера аллельных вариантов локуса sc12962 D. raddei

Аллель Микросателлитный кластер Длина аллеля, пн
а118 (ACT)2(GCT)3GTG 118
а124 (ACT)(GCT)6GTC 124
а127 (ACT)2(GCT)6GTC 127
а130 (ACT)2(GCT)7GTG 130
а145 (ACT)(GCT)12GTTGTC 145
а148 (ACT)(GCT)14GTC 148
а151 (ACT)(GCT)14GTTGTC 151

Таким образом, в настоящей работе проведен анализ полиморфизма локусов Du47G и sc12962 в популяции D. raddei г. Ереван. Согласно полученным результатам популяция D. raddei г. Ереван имеет большее генетическое сходство с популяциями подвида Darevskia raddei nairensis, нежели с популяциями подвида D. raddei raddei, и можно предположить принадлежность популяции D. raddei г. Ереван к подвиду Darevskia raddei nairensis.

Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 19-14-00083.

Все применимые международные, национальные и/или институциональные принципы ухода и использования животных были соблюдены.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Freitas S., Rocha S., Campos J. et al. Parthenogenesis through the ice ages: A biogeographic analysis of the parthenogenetic rock lizards genus Darevskia and their sexual maternal species Darevskia raddei // Mol. Phylogenet. Evol. 2016. V. 102. P. 117–127. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2016.05.035

  2. Даревский И.С. Эволюция и экология партеногенетического размножения у пресмыкающихся // Современные проблемы теории эволюции. М.: Наука, 1993. С. 89−109.

  3. 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.

  4. Arakelyan M.S., Danielyan F.D., Corti C. et al. Herpetofauna of Armenia and Nagorno-Karabakh. Salt Lake City: Society for the Study of Amphibians and Reptiles, 2011. 355 p.

  5. Даревский И.С. Скальные ящерицы Кавказа. Cистематика, экология и филогения полиморфной группы кавказских ящериц подрода Archaeolacertа. М.: Наука, 1967. 209 с.

  6. Korchagin V.I., Badaeva T.N., Tokarskaya O.N. et al. Molecular characterization of allelic variants of (GATA)n microsatellite loci in parthenogenetic lizards Darevskia unisexualis (Lacertidae) // Gene. 2007. V. 392. № 1–2. P. 126–133. https://doi.org/10.1016/j.gene.2006.11.020

  7. Бадаева Т.Н. Изучение структурной организации и полиморфизма микросателлитных локусов у партеногенетической ящерицы Darevskia unisexualis: Дис. … канд. биол. наук. M.: Ин-т биологии гена РАН, 2008. 126 с.

  8. Рысков А.П., Мартиросян И.А., Вергун А.А. и др. Молекулярная структура аллельных вариантов микросателлитных локусов Du281 и Du47 у представителей однополых и двуполых видов ящериц рода Darevskia // Изв. РАН. Серия биол. 2009. № 2. С. 201–208.

  9. Одегов Д.О., Корчагин В.И., Мартиросян И.А. Генетический полиморфизм и дифференциация ящериц комплекса Darevskia raddei // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология: Тез. докл. 2021. Т. 39. № 1–2. С. 39–40. https://doi.org/10.17116/molgen2021390129

  10. Валяева А.А., Мартиросян И.А. Генетический полиморфизм локуса Du47G в популяциях скальных ящериц Darevskia raddei Армении. Актуальные вопросы зоологии, экологии и охраны природы. Вып. 3 // Материалы третьей Межд. научно-практ. конф., посвященной Всемирному дню Земли и началу Десятилетия по восстановлению Экосистем. 22 апреля 2021 г. М.: ООО НПО “Сельскохозяйственные технологии”, 2021. С. 30–35.

  11. Spangenberg V., Arakelyan M., Galoyan E. et al. Meiotic synapsis of homeologous chromosomes and mismatch repair protein detection in the parthenogenetic rock lizard Darevskia unisexualis// Mol. Reprod. Dev. 2021. V. 88. № 2. P. 119–127. https://doi.org/10.1002/mrd.23450

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал