Исследование генетической дифференциации островных и материковых популяций полевой мыши (Apodemus agrarius Pallas, 1771) посредством анализа полиморфизма микросателлитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе микросателлитного анализа (по шести локусам) проведена оценка аллельного разнообразия и уровня генетической дифференциации популяций полевой мыши Apodemus agrarius в разных частях ареала вида. Исследованы полевые мыши четырех островов залива Петра Великого (Японское море), а также выборки из популяций крупных изолированных материковых массивов – восточного (шесть выборок из локалитетов юга Дальнего Востока России, одна сборная выборка из центральной части Китая) и западного (одна сборная выборка из Белгородской области). В островных и материковых популяциях обнаружено большое количество общих микросателлитных аллелей (62 из 84 выявленных). В островных популяциях по сравнению с континентальными наблюдаются обеднение аллельного состава и бóльшая мозаичность частот аллелей, в том числе уникальных. Полученные данные указывают на более высокий уровень дифференциации популяций полевых мышей на островах, отделенных проливами от материка и друг от друга в Голоцене, по сравнению с дифференциацией популяций обширных западного и восточного изолированных материковых массивов. Материковые изоляты генетически оказались дифференцированы друг от друга примерно в той же степени, что и пространственно разобщенные популяции юга Дальнего Востока России и Центрального Китая в пределах восточного изолята. Полученный результат предполагает относительно недавнее (возможно в период голоценового климатического оптимума) проникновение и быстрое распространение полевой мыши по территории Западной Сибири и Европы либо существование в истории вида нескольких «волн инвазий» в западном направлении.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. В. Фрисман

Институт комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Биробиджан, 679014

А. С. Богданов

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Москва, 119334

И. Н. Шереметьева

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Владивосток, 690022

И. В. Картавцева

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Владивосток, 690022

М. В. Павленко

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Владивосток, 690022

Д. В. Родимцева

Институт комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Биробиджан, 679014

Б. И. Шефтель

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Москва, 119071

В. С. Лебедев

Научно-исследовательский зоологический музей МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Москва, 125009

Ю. М. Ковальская

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: l.frisman@mail.ru
Россия, Москва, 119071

Список литературы

  1. Карасёва Е.В., Тихонова Г.Н., Богомолов П.Л. Ареал полевой мыши (Apodemus agrarius) в СССР и особенности обитания вида в его разных частях // Зоол. журн. 1992. Т. 71. Вып. 6. С. 106–115.
  2. Громов И.М., Ербаева М.А. Млекопитающие фауны России и сопредельных территорий. Зайцеобразные и грызуны. Санкт-Петербург, 1995. 522 с.
  3. Musser G.G., Carleton M.D. Superfamily Muroidea // Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference», 3d ed./eds Wilson D.E., Reeder D.M. Baltimore, MD: Johns Hopkins Univ. Press, 2005. Р. 894–1531.
  4. Khlyap L.A., Dinets V., Warshavsky A.A. et al. Aggregated occurrence records of the invasive alien striped field mouse (Apodemus agrarius Pall.) in the former USSR // Biodiversity Data J. 2021. V. 9. P. 1–19. https://doi.org/10.3897/BDJ.9.e69159
  5. Хляп Л.А. Apodemus agrarius Pallas, 1771. Полевая мышь // Самые опасные инвазионные виды России (ТОП-100) / Под ред. Дгебуадзе Ю.Ю., Петросян В.Г., Хляп Л.А. М.: Тов-во научн. изданий КМК, 2018. C. 595–603.
  6. Petrosyan V., Dinets V., Osipov F. et al. Range Dynamics of striped field mouse (Apodemus agrarius) in Northern Eurasia under global climate change based on ensemble species distribution models // Biology. 2023. V. 12. https://doi.org/10.3390/biology12071034
  7. Карасёва Е.В. Apodemus agrarius Pallas, 1771 – полевая мышь // Медицинская териология. Под ред. Кучерук В.В. М.: Наука, 1979. С. 194–203.
  8. Атопкин Д.М., Богданов А.С., Челомина Г.Н. Генетическая изменчивость и дифференциация полевой мыши Apodemus agrarius: результаты RAPD-PCR-анализа // Генетика. 2007. Т. 43. № 6. С. 804–817.
  9. Фрисман Л.В., Богданов А.С., Картавцева И.В. и др. Дифференциация континентальных изолятов полевой мыши (Apodemus agrarius Pallas, 1771) по микросателлитным локусам // Журн. общей биологии. 2019. Т. 80. № 4. С. 274–285. https://doi.org/10.1134/S0044459619040055.
  10. Latinne A., Navascues M., Pavlenko M. et al. Phylogeography of the striped field mouse (Apodemus agrarius) throughout the Palearctic Region // Mamm. Biology. 2020. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s42991-019-00001-0
  11. Yalkovskaya L., Sibiryakov P., Borodin A. Phylogeography of the striped field mouse (Apodemus agrarius Pallas, 1771) in light of new data from central part of Northern Eurasia // PLoS One. 2022. 17 (10). P. 1–17. https://doi.org/10.1371
  12. Suzuki H., Filippucci M., Chelomina G. et al. Biogeographic view of Apodemus in Asia and Europe inferred from nuclear and mitochondrial gene sequence // Biochem. Genet. 2008. V. 46. № 5–6. P. 329–346.
  13. Kozyra K., Zaja T., Ansorge H. et al. Late Pleistocene expansion of small murid rodents across the Palearctic in relation to the past environmental Changes // Genes. 2021. V. 12. № 4. P. 642–669.
  14. Kowalski K. Pleistocene rodents of Europe // Folia Quaternaria. 2001. V. 72. P. 3–389.
  15. Popov V. Pleistocene record of Apodemus agrarius (Pallas, 1771) (Mammalia: Rodentia) in the Magura Cave, Bulgaria // Acta Zool. Bulg. 2017. V. 69. № 1. P. 121–124.
  16. Велижанин А.Г. Время изоляции материковых островов северной части Тихого океана // Докл. АН СССР. 1976. Т. 231. № 1. С. 205–207.
  17. Omelko V.E., Kuzmin Y.V., Tiunov M.P. et al. Late Pleistocene and Holocene small mammal (Lipotyphla, Rodentia, Lagomorpha) remains from Medvezhyi Klyk cave in the Southern Russian Far East // Proc. Zool. Institute RAS. 2020. V. 324 (1). P. 124–145. https://doi.org/10.31610/trudyzin/2020.324.1.124
  18. Sakka H., Quéré J.P., Kartavtseva I. et al. Comparative phylogeography of four Apodemus species (Mammalia: Rodentia) in the Asian Far East: Evidence of Quaternary climatic changes in their genetic structure // Biol. J. Linnean Soc. 2010. V. 100. № 4. P. 797–821.
  19. Шереметьев И.С. Формирование наземной териофауны островов залива Петра Великого (Японское море) // Вестник ДВО РАН. 2001. № 4. C. 11–21.
  20. Aldjianabi S.M., Martinez I. Universal and rapid salt extraction of high quality genomic DNA for PCR based techniques // Nucl. Acids Res. 1997. V. 25. № 22. P. 4692–4693.
  21. Makova K.D., Patton J.C., Krysanov E.Yu. et al. Microsatellite markers in wood mouse and striped field mouse (genus Apodemus) // Mol. Ecol. 1998. V. 7. P. 247–255.
  22. Jo Y.S., Kim H.N., Baccus J.T., Jung J. Genetic differentiation of the Korean striped field mouse, Apodemus agrarius (Muridae, Rodentia), based on microsatellite polymorphism // Mammalia. 2016. V. 81. № 3. P. 1–11.
  23. Kimura M., Crow J.F. The number of alleles that can be maintained in a finite population // Genetics. 1964. V. 49. P. 725–738.
  24. Excoffier L.G., Laval C., Schneider S. Arlequin (version 3.0): An integrated software package for population genetics data analysis // Evol. Bioinform. 2005. V. 1. P. 47–50.
  25. Brookfield J.F.Y. A simple new method for estimating null allele frequency from heterozygote deficiency // Mol. Ecol. 1996. V. 5. P. 453–455.
  26. Chapuis M.-P., Estoup A. Microsatellite null alleles and estimation of population differentiation // Mol. Biol. Evol. 2007. V. 24. № 3. P. 621–631. https://doi.org/10.1093/molbev/msl191
  27. Cavalli-Sforza L.L., Edwards A.W.F. Phylogenetic analysis: Models and estimation procedures // Am. J. Hum. Genet. 1967. V. 19. P. 233–257.
  28. Dempster A.P., Laird N.M., Rubin D.B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm // J. R. Stat. Soc. B. 1977. V. 39. Р. 1–38.
  29. Chakraborty R., De Andrade M., Daiger S.P., Budowle B. Apparent heterozygote deficiencies observed in DNA typing data and their implications in forensic applications // Ann. Hum. Genet. 1992. V. 56. P. 45–57.
  30. Swofford D.R., Selander R.B. Biosys-1: А FORTRAN program for the comprehensive analysis of electrophoretic data in population genetic and systematic // J. Heredity. 1981. V. 72. № 4. P. 281–283.
  31. Statistica 13 (18 и 19 TIBCO Software Inc.: Statistica 13. 2017. http://statistica.io)
  32. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. V. 155. P. 945–959.
  33. Earl D.A., von Holdt B.M. STRUCTURE HARVESTER: А website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method // Conservation Genet. Res. 2012. V. 4. № 2. Р. 359–361. https://doi.org/10.1007/s12686-011-9548-7
  34. Kopelman N.M., Mayzel J., Jakobsson M. et al. Clumpak: А program for identifying clustering modes and packaging population structure inferences across K // Mol. Ecol. Res. 2015. V. 15. P. 1179–1191.
  35. Фрисман Л.В., Шереметьева И.Н., Картавцева И.В. и др. Полиморфизм и уровень дифференциации островных и материковых популяций полевой мыши Apodemus agrarius юга Дальнего Востока России по данным анализа микросателлитов // Региональные проблемы. 2022. Т. 25. № 2. С. 3–15. https://doi.org/10.31433/2618-9593-2022-25-2-3-15
  36. Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. M.: Издательство «Аст», 2017. 608 с.
  37. Gillespie R.G., Claridge E.M., Roderick G.K. Biodiversity dynamics in isolated island communities: Interaction between natural and human-mediated processes // Mol. Ecol. 2008. V. 17. P. 45–57. https://doi.org/10.1111/J.1365-294X.2007.03466.X
  38. Шереметьева И.Н., Картавцева И.В., Павленко М.В. и др. Морфологическая и генетическая изменчивость малых островных популяций полевой мыши Apodemus agrarius Pallas, 1771 // Изв. РАН. Серия биологическая. 2017. № 2. C. 129–141.
  39. Хен Г.В. История открытия залива Петра Великого и океанографических исследований в Японском море до середины ХХ века // Изв. ТИНРО. 2020. Т. 200. Вып. 1. С. 3–23.
  40. Aguilar J.-P., Pélissié Т., Sigé В., Michaux J. Occurrence of the Stripe Field Mouse lineage (Apodemus agrarius Рallas 1771, Rodentia, Mammalia) in the Late Pleistocene of southwestern France // Comptes Rendus Palevol V. 7. I. 4. P. 217–225. https://doi.org/10.1016/j.crpv.2008.02.004
  41. Давид А.И., Чемыртан Г.Д. История развития териофауны Молдавии в голоцене // История биогеоценозов СССР в голоцене. М.: Наука, 1976. С. 207–213.
  42. Ивакина Н.В., Струкова Т.В., Бородин А.В., Стефановский В.В. Некоторые материалы по становлению современных экосистем Среднего и Южного Зауралья // Палеонтол. журн. 1997. № 3. С. 25–29.
  43. Богданов А.С., Мальцев А.Н., Котенкова Е.В. и др. Изменчивость фрагментов экзона 11 ядерного гена Brca1 и митохондриального гена Cox1 у домовых мышей Mus musculus // Мол. биология. 2020. Т. 54. № 2. С. 212–223.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ареал A. agrarius и точки отлова (1–12) полевых мышей. Близкорасположенные локалитеты, материал из которых был объединен в одну выборку, заключены в кружки.

Скачать (946KB)
Метаданные
3. Рис. 2. UPGMA-дендрограммы, построенные посредством кластерного анализа при попарном сравнении популяций A. agrarius. а – различия между выборками оценены по Fst; б – различия между выборками оценены по Dc.

Скачать (244KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расположение популяций A. agrarius в пространстве осей многомерного шкалирования. а – при выполнении анализа на основе матрицы Fst; б – на основе матрицы Dc. F1, F2 – оси многомерного шкалирования.

Скачать (269KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты исследования популяционной структуры полевой мыши (Bar Plot), полученные при использовании программ STRUCTURE, STRUCTURE HARVESTER и CLUMPAK при оптимальном значении K, равном 4. Отдельные особи изображены в виде разноцветных вертикальных линий, подразделенных на 4 (т.е. величину K) фрагмента, длины которых пропорциональны доле участия этих экземпляров в каждой из четырех выявленных в ходе анализа генетически однородных групп.

Скачать (379KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».