Genetic variability and differentiation of the long-tailed ground squirrels (Spermophilus undulstus) based on RADD-PCR analysis
The manuscript ofTsvirku M.V. and Korablev V.P. «Genetic variability and differentiation of long-tailed ground squirrel (Spermophilus undulatus) based on RAPD-PCR analysis» devoted to clarify the intraspecific taxonomy using the methods of molecular genetics. The study contributes to the processes of microevolution and speciation in Mammals, and studies of biodiversity in Siberia and Russian Far East. Long-tailed ground squirrel Spermophilus undulatus (Pallas 1778) is the polytypic species of Holarctic genus Spermophilus (F. Cuvier 1825). It is distribute in the mountainous and foothill regions of the North-East Asia (from the Tien Shan to the Amur region and Yakutia). Wide geographical spread caused the considerable variability ofphenotypic characteristics of its component forms. Six subspecies of modern long-tailed ground squirrel: S. undulatus undulatus (Pallas 1778); S. u. stramineus (Obo-lensky 1927); S. u. eversmanni (Brandt 1841); S. u. intercedens (Ognev 1937); S. u. jacutensis (Brandt 1843); S. u. menzbieri (Ognev 1937) (Gromov et al, 1963; Gromov et al, 1965; Gromov, Erbaeva, 1995) were described on the basis of bio-ecological and morphologicalfeatures. Despite of this fact the intraspecific systematics of S. undulatus based on classical morphological data is controversial and requires confirmation with using modern molecular genetic techniques. To clarify the intraspecific taxonomy of S. undulatus comparison of genetic polymorphism of four subspecies (S. u. intercedens, S. u. eversmanni, S. u. menzbieri and S. u. jacutensis) by RAPD-PCR analysis of total cellular DNA using ten arbitrary oligonucleotide primers. For the first time identified features showing significant differences between "western " and "eastern " forms, as well as taxon-specific marker fragments for individual subspecies. The values of the parameters of genetic diversity and phylo-genetic NJ-tree and UPGMA-dendrogram of genetic similarity ofpopulations were obtained. High level of genetic differentiation between the "western" and "eastern"forms of long-tailed ground squirrel (D = 0.24-0.27, p = 0.00) and the proximity of the eastern subspecies of each to other (D = 0.005-0.008, p = 1.00) were showed. The obtained results allow to consider the validity of an equal share of two long-tailed ground squirrel geographical forms, either as separate taxa within the species level nadvida S. undulatis, or within a single species, which has a maximum intraspecific geographical variability.
Keywords
intraspecific differentiation,
phylogeny,
genetic variability,
RAPD-PCR analysis,
RAPD-markers,
Spermophilus undulatus,
внутривидовая дифференциация,
филогения,
генетическая изменчивость,
RAPD-маркеры,
RAPD-PCR-анализ,
Spermophilus undulatusAuthors
| Tsvirka Marina V. | Institute of Biology and Soil Science of Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Vladivostok | tsvirkamv@yandex.ru |
| Korablev Vladimir P. | Institute of Biology and Soil Science of Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Vladivostok | korablev@ibss.dvo.ru |
Всего: 2
References
Tsvirka M., Korablev V., Pang J. Genetic differentiation and systematics of long-tailed ground squirrels Spermophilus undulatus Pallas, 1773 (Rodentia, Sciuridae) based on the molecular genetics analysis // Modern Achievements in Population, Evolutionary, and Ecological Genetics: International Symposium. Vladivostok, 2009. P. 48.
Кораблёв В.П. Цитогенетическое изучение изменчивости гетерохроматина и районов ядрышкового организатора у сусликов фауны СССР : автореф. дис.. канд. биол. наук. М. : ИБР АН СССР, 1989. 26 с.
Кораблев В.П., Фрисман Л.В., Цвирка М.В. и др. Цитологическое и аллозимное исследование сусликов группы «major» (Spermophilus, Sciuridae, Rodentia) // Проблемы эволюции. Владивосток : Дальнаука, 2003. Т. 5. С. 151-166.
Frisman L., Korablev V., Tsvirka M. et al. Genetic differentiation of ground squirrels (Spermophilus, Sciurudae, Rodentia) in major-erythrogenys-pallidicauda species group // Evolution, genetics, ecology and biodiversity: international conference. Vladivostok, 2001. P. 59.
Цвирка М.В. Молекулярно-генетические связи восточно-палеарктических сусликов рода Spermophilus (Sciuridae, Rodentia) // Териофауна России и сопредельных территорий (VIII съезд ТО). М. : КМК, 2007. С. 535.
Крюков А.П., Шереметьева И.Н., Картавцева И.В. и др. Генетические исследования ресурсных видов наземных позвоночных Российского Дальнего Востока // «Биологические ресурсы Дальнего Востока России: комплексный региональный проект ДВО РАН» / под ред. Ю.Н. Журавлёва. М. : КМК, 2007. С. 271-294.
Попков А.Ф. Внутривидовая изменчивость эколого-физиологических признаков сибирского длиннохвостого суслика Citellus undulatus Pallas : автореф. дис.. канд. биол. наук. Владивосток : БПИ ДВНЦ АН СССР, 1978. 159 с.
Пляттер-Плохоцкий К.А. Вредные и полезные животные в сельском хозяйстве ДВК. Хабаровск : Дальгиз, 1934. 143 с.
Воронцов Н.Н., Жолнеровская Е.Н., Баранов О.К. Иммуносистематика сусликов Па-леарктики (СШИт, Sciuridaе, Rodеntia). Серологическая дифференциация сусликов Палеарктики и подродовое членение рода // Зоологический журнал. 1981. Т. 60. С. 1070-1077.
Оболенский С.И. Предварительный обзор палеарктических сусликов (q.q. Citellus и Spermophilopsis) // Доклады АН СССР. 1927. С. 188-193.
Воронцов Н.Н., Межова О.Н. Клинальный характер изменчивости морфометриче-ских признаков у Citellus undulatus - вида с дизъюнктивным ареалом // Зоологический журнал. 1982. Т. 61, № 10. С. 1697-1703.
Скалон Н.В., Гагина Т.Н., Сергеев В.Е. Ареологические особенности и современное состояние популяций краснощекого и длиннохвостого сусликов в Кемеровской области // Суслики Евразии (роды Spermophilus, Spermophilopsis): происхождение, систематика, экология, сохранение видового разнообразия : мат-лы рос. научн. конф. М. : КМК, 2005. С. 96-98.
Минаков И.А., СмирновМ.Н., Никитенко Б.В. Распространение и численность длиннохвостого суслика (Spermophilus undulatus Pall.) в Красноярском крае // Суслики Евразии (роды Spermophilus, Spermophilopsis): происхождение, систематика, экология, сохранение видового разнообразия : мат-лы рос. научн. конф. М. : КМК, 2005. С. 63-65.
Винокуров В.Н. Численность и изменения ареалов длиннохвостых сусликов Якутии // Суслики Евразии (роды Spermophilus, Spermophilopsis): происхождение, систематика, экология, сохранение видового разнообразия : мат-лы рос. науч. конф. М. : КМК, 2005. С. 24-25.
ПоповВ.В., Вержуцкий Д.Б., Ткаченко В.А. Миграционная активность длиннохвостого суслика при низкой численности // Териофауна России и сопредельных территорий : матер. междунар. совещ. Москва ; Тула : ИПП «Гриф и К», 2003. C. 273-274.
ПопковА.Ф., ЧипанинЕ.В. Эколого-фенетические исследования основных носителей чумы в сибирских природных очагах // Териофауна России и сопредельных территорий : матер. междун. совещ. Москва ; Тула : ИПП «Гриф и К», 2003. C. 272-273.
Соломонов Н.Г., Ануфриев А.И., Седалищев В.Т. О причинах снижения численности суслика Citellus undulatus в Якутии // Териофауна России и сопредельных территорий : матер. междунар. совещ. Москва ; Тула : ИПП «Гриф и К», 2003. C. 334-335.
Ляпунова Е.А. Видообразование и филогения некоторых видов млекопитающих на основе молекулярно-генетических подходов : автореф. дис.. д-ра биол. наук. М. : ИБР АН РФ, 2002. 60 с.
Saitou N., NeiM. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phyloge-netic trees // Molecular Biology and Evolution. 1987. Vol. 4. P. 406-425.
Агаджанян А.К. Этапы эволюции сусликов Северной Евразии // Бюллетень МОИП. Отд. Биол. 2006. Т. 111, вып. 5. С. 4-16.
Воронцов Н.Н., Ляпунова Е.А. Строение хромосом Citellus undulatus и история становления ареалов С. undulatus и C. parryi // Доклады АН СССР. 1969. T. 187, № 1. C. 207-210.
Yeh F.C., Boyle T.J.B. Population genetic analysis of co-dominant and dominant markers and quantitative traits // Belgian Journal of Botany. 1997. Vol. 129. P. 157.
MillerM.P. Tools for population genetic analysis (TFPGA) 1.3: A Windows program for the analysis of allozyme and molecular population genetic data. Computer software distributed by author, 1997.
Nei M. Genetic distance between populations // American Naturalist. 1972. Vol. 106, № 949. P. 283-292.
Sneath P.H.A., Sokal R.R. Numerical Taxonomy. San Francisco : W.H. Freeman and Co., 1973. P. 442.
Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. Методы генетической инженерии. М. : Мир, 1984. 474 с.
Tsvirka M.V., Chelomina G.N., Korablev V.P. Genetic differentiation between two Palaearc-tic groups of Ground-Squirrels, Subgenera Citellus and Colobotis (Spermophilus, Sciuridae, Rodentia), based on RAPD-PCR assay // 1st European Ground Squirrel Meeting. Felsotarkany. Hungary, 2006. P. 56.
Цвирка М.В., Спиридонова Л.Н., Кораблёв В.П. Молекулярно-генетические связи некоторых восточно-палеарктических сусликов рода Spermophilus (Sciuridae, Rodentia) // Генетика. 2008. Т. 44, № 8. С. 1108-1116.
Цвирка М.В., Челомина Г.Н., Кораблёв В.П. Генетическая дифференциация, филогене-тика и систематика пустынных сусликов подрода Colobotis (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) // Зоологический журнал. 2006. Т. 86, № 5. С. 629-640.
Цвирка М.В., Кораблёв В.П., Челомина Г.Н. Генетическая дифференциация близких видов сусликов Spermophilus musicus, S. pygmaeus, S. suslicus (Rodentia, Sciuridae) // Материалы междунар. конф. «Систематика, филогения и палеонтология мелких млекопитающих». СПб. : ЗИН РАН, 2003. С. 228-230.
Цвирка М.В. Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика па-леарктических сусликов рода Spermophilus (подроды Citellus и Colobotis) : автореф. дис.. канд. биол. наук. Владивосток : БПИ ДВО РАН, 2005. 24 с.
Wasko A.P., Galletti P.M. RAPD analysis in the Neotropical fish Brycon lundii: genetic diversity and its implications for the conservation of the species // Hydrobiology. 2002. Vol. 474. P. 131-137.
Lavrenchenko L.A., Potapov S.G., Lebedev VS., Ryskov A.P. The phylogeny and system-atics of the endemic Ethiopian Lophuromys flavopunctatus species complex based upon random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis // Biochemical Systematics and Ecology. 2001. Vol. 29, № 11. P. 1139-1151.
Backeljau T., DeBruyn L., De Wolf H., et. al. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) and parsimony methods // Cladistics. 1995. Vol. 11, № 2. P. 119-130.
Потапов С.Г., ВасильевВ.А., Самарина О.Г., Рысков А.П. Молекулярно-генетическое маркирование геномов представителей рода Phodopus // Генетика. 1994. T. 30, № 5. С. 615-621.
Банникова А.А. Молекулярные маркеры и филогенетика млекопитающих // Журнал общей биологии. 2004. Т. 65, № 4. С. 278-305.
Lamboy W.F. Computing genetic similarity coefficients from RAPD data: correcting for the effects of PCR artifacts caused by variation in experimental conditions // Genome Research. 1994. Vol. 4. P. 38-43.
Гречко В.В. Молекулярные маркеры ДНК в изучении филогении и систематики // Гене тика. 2002. Т. 38, № 8. С. 1013-1033.
Avise J.C. Molecular markers, natural history and evolution. N.Y. : Chapman and Hall, 1994. 511 p.
Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике // Гене тика. 2002. Т. 38, № 9. С. 1173-1195.
Фрисман Л.В., Воронцов Н.Н. Геногеографическая изменчивость длиннохвостого суслика Citellus undulatus Pallas // Современные подходы к изучению изменчивости. Владивосток : ДВО АН СССР, 1989. С. 43-60.
Линецкая О.Н., Линецкий А.И. Видовые различия в характере краниометрической из менчивости у сусликов Восточной Палеарктики (подрод Urocitellus) // Современные подходы к изучению изменчивости. Владивосток : ДВО АН СССР, 1989. С. 99-105.
Громов И.М., Бибиков Д.И., Калабухов Н.Н., Мейер М.Н. Фауна СССР Млекопитаю щие. Наземные Беличьи (Maimotinae). М. ; Л. : Наука, 1965. T. 3. Вып. 2. 468 с.
Громов И.М., Ербаева М.А. Млекопитающие фауны России и сопредельных террито рий. Зайцеобразные и грызуны. СПб. : ЗИН РАН, 1995. C. 104-136.
Vorontsov N.N., Frisman L.V., Lyapunova E.A. et al. The effect of isolation on the morphological and genetical divergence of populations // Genetica (Neth). 1980. Vol. 52-53. P. 339-359.
Громов И.М., Гуреев А.А., Новиков Г.А. и др. Млекопитающие фауны СССР. Ч. 1. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1963. 638 с.
