kamniroИсследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океанаThe researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and the North-West Part of the Pacific Ocean2072-82122782-6236«КамчатНИРО»10.15853/2072-8212.2022.66.68-78kamniro-210Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ НАУЧНЫЕ СТАТЬИFULL ARTICLESИсследование микросателлитной изменчивости нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) р. БольшойStudy of sockeye salmon Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) microsatellite variability in Bolshaya RiverПильганчукО. А.PilganchukO. A.

канд. биол. наук, зав. лаб.

Петропавловск-Камчатский

Ph. D. (Biology), Head of Laboratory

Petropavlovsk-Kamchatsky

pilganchuk.o.a@kamniro.ruМуравскаяУ. О.MuravskayaU. O.

специалист

Петропавловск-Камчатский

Specialist

Petropavlovsk-Kamchatsky

muravskay.u.o@kamniro.ruЗеленинаД. А.ZeleninaD. A.

канд. биол. наук, вед. н. с.

Москва

Ph. D. (Biology), Leading Scientist

Moscow

zelenina@vniro.ruКамчатский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (КамчатНИРО)РоссияKamchatka Branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (KamchatNIRO)Russian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)РоссияRussian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (VNIRO)Russian Federation2022030220230666878Copyright © Пильганчук О.А., Муравская У.О., Зеленина Д.А., 20232023Пильганчук О.А., Муравская У.О., Зеленина Д.А.Pilganchuk O.A., Muravskaya U.O., Zelenina D.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://kamniro.elpub.ru/jour/article/view/210

В работе представлены результаты исследования генетической изменчивости у нерки р. Большой по семи микросателлитным локусам. Показано, что в бассейне р. Большой обитает стадо со сложной иерархической организацией. На основании данных по микросателлитной изменчивости в изучаемой локальности у нерки выявлены различные темпоральные группировки (ранняя и поздняя расы в оз. Начикинском) и экологические формы (речная и озерная).

The paper presents results of the study of genetic variability in Bolshaya River sockeye salmon by 7 microsatellite loci. A complex hierarchical organization is shown for the stock in the Bolshaya River basin. Different temporal groupings (early and late races in Nachikinskoe Lake) and ecological forms (riverine and lakustrine) were identified in this locality based on the analysis of microsatellite variability data.

популяционно-генетическая структуранерка (Oncorhynchus nerka)микросателлитные локусыгенетическая дифференциацияpopulation-genetic structuresockeye salmon (Oncorhynchus nerka)microsatellite locigenetic differentiationРабота выполнена в рамках госзадания ФГБНУ «ВНИРО» и при поддержке гранта Минобрнауки РФ (соглашение № 075-15-2021-1084).This work was performed within the framework if the State Assignment of the FSBSI “VNIRO” and with the support of a grant from the Ministry of Education and Science of the RF (Agreement No 075-15-2021-1084).ReferencesАлтухов Ю.П. 2003. Генетические процессы в популяциях. М.: ИКЦ «Академкнига». 431 с.Altukhov Yu.P. Geneticheskie protsessy v populiatsiiakh [Genetic processes in populations]. Moscow: Akademkniga, 2003, 431 p.Афанасьев К.И., Рубцова Г.А., Малинина Т.В., Салменкова Е.А., Омельченко В.Т., Животовский Л.А. 2006. Микросателлитная изменчивость и дифференциация популяций кеты (Oncorhynchus keta Walbaum), воспроизводимых сахалинскими рыбоводными заводами // Генетика. Т. 42. № 12. С. 1694–1702.Afanasyev K.I., Rubtsova G.A., Malinina T.V., Salmenkova E.A., Omelchenko V.T., Zhivotovsky L.A. Microsatellite variability and differentiation in populations of chum salmon (Oncorhynchus keta Walbaum) reproduced by Sakhalin salmon hatcheries. Genetics, 2006, vol. 42, № 12, pp. 1694–1702. (In Russian)Бугаев В.Ф. 1995. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности). М.: Колос. 464 с.Bugaev V.F. Aziatskaya nerka (presnovodnyi period zhizni, structura localnykh stad, dinamika chislennosti) [Asian sockeye salmon (freshwater period of life, structure of local stocks, abundance dynamics)]. Moscow: Kolos, 1995, 464 p.Бугаев В.Ф., Остроумов А.Г., Непомнящий К.Ю., Маслов А.В. 2002. Некоторые особенности биологии нерки Oncorhynchus nerka р. Большой (Западная Камчатка) и факторы, влияющие на ее биологические показатели // Изв. ТИНРО. Т. 130- 2. С. 758–776.Bugaev V.A., Ostroumov A.G., Nepomnyaschiy K.Yu., Maslov A.V. Some features of Oncorhynchus nerka biology in the Bolshaya River (Western Kamchatka) and factors influencing its biological characteristics. Izvestiya TINRO, 2002, vol. 130-2, pp. 758–776. (In Russian)Варнавская Н.В. 2006. Генетическая дифференциация популяций тихоокеанских лососей. Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО. 488 с.Varnavskaya N.V. Geneticheskaya differentsiatsiya populatsiy tokhookeanskikh lososey [Genetic differentiation of Pacific salmon populations]. Petropavlovsk- Kamchatsky: KamchatNIRO, 2006, 488 p.Варнавская Н.В., Варнавский В.С., Вецлер И.И., Непомнящий К.Ю. 1988. Особенности пространственной генетической дифференциации популяций нерки (Oncorhynchus nerka Walbaum) Начикинского, Двухюрточного, Дальнего и Ближнего озер (Камчатка) // Генетика. Т. 24. № 4. С. 723–731.Varnavskaya N.V., Varnavsky V.S., Vetsler I.I., Nepomnyaschiy K.Yu. Features of spatial genetic differentiation of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka Walbaum) populations of Nachikinskoye, Dvukhyurtochnoe, Dalneye and Blizhneye Lakes (Kamchatka). Genetics, 1988, vol. 24, № 4, pp. 723–731. (In Russian)Вейр Б. 1995. Анализ генетических данных. М.: Мир, 400 с.Weir B. Analiz geneticheskikh dannykh [Analysis of Genetic Data.] Moscow: Mir, 1995, 400 p. (In Russian)Запорожец О.М., Запорожец Г.В. 2013. Структура запасов нерки бассейна р. Большой (Западная Камчатка) в период 1986–2012 гг. // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: доклады ХII–XIII Междунар. науч. конф. (Петропавловск-Камчатский, 14 декабря 2011 г., 15 ноября 2012 г.). Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс. С. 107–116.Zaporozhets O.M., Zaporozhets G.V. Structure of sockeye salmon stock in the Bolshaya River basin (Western Kamchatka) for the period 1986–2012. Conservation of biodiversity of Kamchatka and coastal waters: abstracts of the ХII–XIII international scientific conferences, Petropavlovsk-Kamchatsky, December 14, 2011 and November 15, 2012. Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatpress, 2013, pp. 107–116. (In Russian)Запорожец О.М., Запорожец Г.В. 2022. Производители нерки в бассейне Начикинского озера (Юго-Западная Камчатка): биология и численность // Изв. ТИНРО. Т. 202. № 2. С. 351–368.Zaporozhets O.M., Zaporozhets G.V. Sockeye salmon spawners in the Nachikinskoye Lake basin (Southwestern Kamchatka): biology and abundance. Izvestiya TINRO, 2022, vol. 202, № 2, pp. 351–368. (In Russian)Запорожец О.М., Запорожец Г.В., Фельдман М.Г. 2020а. Оценка численности производителей нерки и их распределение по нерестовым стациям в бассейне Начикинского озера (Камчатка) в 2019 // Изв. ТИНРО. Т. 200, № 3. С. 618–634.Zaporozhets O.M., Zaporozhets G.V., Feldman M.G. Quadcopter survey of sockeye salmon spawning in the Nachikinskoye Lake basin (Southwestern Kamchatka) in 2018. The researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and of the northwest part of the Pacific Ocean, 2020, № 56, pp. 35–62. (In Russian)Запорожец О.М., Запорожец Г.В., Фельдман М.Г. 2020б. Исследования нереста нерки в бассейне Начикинского озера (Юго-Западная Камчатка) с помощью квадрокоптера в 2018 г. / Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 56. С. 35–62.Zaporozhets O.M., Zaporozhets G.V., Feldman M.G. An assessment of sockeye salmon spawning abundance and distribution on spawning sites in the Nachikinskoye Lake basin (Kamchatka) in 2019. Izvestiya TINRO, 2020, vol. 200, № 3, pp. 618–634. (In Russian)Зеленина Д.А., Хрусталева А.М., Волков А.А. 2006. Сравнительное исследование популяционной структуры и определение популяционной принадлежности нерки (Oncorhynchus nerka) Западной Камчатки с помощью RAPD-PCR и анализа полиморфизма микросателлитных локусов // Генетика. Т. 42, № 5. С. 693–704.Zelenina D.A., Khrustaleva A.M., Volkov A.A. Comparative study of the population structure and population identity identification of West Kamchatka sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) using RAPDPCR and polymorphism analysis of microsatellite loci. Genetics, 2006, vol. 42, № 5, pp. 693–704. (In Russian)Коновалов С.М., Шевляков А.Г. 1980. Наследование размеров, формы и массы тела у тихоокеанских лососей // Популяционная биология и систематика лососевых. Владивосток: ИБМ ДВНЦ АН СССР. С. 30–50.Konovalov S.M., Shevlyakov A.G. Nasledovanie razmerov, formy i massy tela u tikhookeanskikh lososey [Inheritance of size, shape and body weight in Pacific salmon]. Populyatsionnaya biologiya i sistematika lososevykh [Population biology and systematics of salmonids]. Vladivostok: A.V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology FEB USSR Academy of sciences, 1980, pp. 30–50.Крохин Е.М. 1960. Нерестилища красной Oncorhynchus nerka Walb. (очерк геоморфологии, температурного режима и гидрохимии) // Вопр. ихтиологии. Т. 16. С. 89–110.Krokhin E.M. Spawning grounds of sockeye salmon Oncorhynchus nerka Walb. (an essay on geomorphology, temperature regime, and hydrochemistry). Problems of Ichthyology, 1960, vol. 16, pp. 89–110. (In Russian)Крохин Е.М., Крогиус Ф.В. 1937. Очерк бассейна р. Большой и нерестилищ лососевых, расположенных в нем // Изв. ТИНРО. Т. 9. 157 с.Krokhin E.M., Krogius F.V. Essay on the Bolshaya River basin and salmonid spawning grounds located in it. Vladivostok: Izvestiya TINRO, 1937, vol. 9, 157 p. (In Russian)Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. 1984. Молекулярное клонирование. М.: Мир. 479 с.Maniatis T., Fritsch E.F., Sambrook J. Molekulyarnoe klonirovanie [Molecular Cloning.] Moscow: Mir, 1984, 479 p.Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Денисенко А.Д. 2017. Изменчивость микросателлитных локусов нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) западного побережья Камчатки, материкового побережья Охотского моря и Курильских островов / Водные биологические ресурсы России: состояние, мониторинг, управление: Матер. Всерос. науч. конф. (Петропавловск-Камчатский, 03–06 октября 2017 г.). Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО. С. 190–194.Pilganchuk O.A., Shpigalskaya N.Yu., Denisenko A.D. Variability in microsatellite loci of sockeye salmon Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) from the western coast of Kamchatka, the continental coast of the Sea of Okhotsk, and the Kuril Islands. Vodnyye biologicheskiye resursy Rossii: sostoyaniye, monitoring, upravleniye. Sb. mater. Vseros. nauch. konf. (3–6 oktyabrya 2017 g., Petropavlovsk-Kamchatsky). Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchat- NIRO, 2017, pp. 190–194. (In Russian)Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Денисенко А.Д., Савенков В.В. 2019. Генетическая дифференциация нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) бассейна р. Камчатки // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 53. С. 41–56.Pilganchuk O.A., Shpigalskaya N.Yu., Savenkov V.V., Saravansky O.N., Bazarkin H.V., Yelnikov A.N. Variability in microsatellite loci of sockeye salmon Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) of the eastern coast of Kamchatka. Biologiya Morya, 2013, vol. 39, № 4, pp. 272–280. (In Russian)Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Савенков В.В., Сараванский О.Н., Базаркин Г.В., Ельников А.Н. 2013. Изменчивость микросателлитных локусов нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum, 1792) восточного побережья Камчатки // Биология моря. Т. 39, № 4. С. 272–280.Khrustaleva A.M. Size-age and genetic variability in sockeye salmon Oncorhynchus nerka of the western coast of Kamchatka: comparative analysis of methods for differentiation of local populations. Problems of Ichthyology, 2010, vol. 50, № 3, pp. 305–317. (In Russian)Хрусталева А.М. 2010. Вариабельность размерно-возрастных показателей и генетическая изменчивость нерки Oncorhynchus nerka западного побережья Камчатки: сравнительный анализ методов дифференциации локальных популяций // Вопр. ихтиологии. Т. 50, № 3. С. 305–317.Khrustaleva A.M., Volkov A.A., Stoklitskaya D.S., Muge N.S., Zelenina D.A. Comparative analysis of STR- and SNP-loci variability in Eastern and Western Kamchatka sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) populations. Genetics, 2010, vol. 46, № 11, pp. 1544–1555. (In Russian)Хрусталева А.М., Волков А.А., Стоклицкая Д.С., Мюге Н.С., Зеленина Д.А. 2010. Сравнительный анализ изменчивости STRи SNP-локусов в популяциях нерки (Oncorhynchus nerka) Восточной и Западной Камчатки // Генетика. Т. 46, № 11. С. 1544–1555.Khrustaleva A.M., Ponomareva E.V., Ponomareva M.V., Klovach N.V. Examining single nucleotide DNA polymorphism in the populations of sockeye salmon of Kamchatka, the northwestern coast of the Sea of Okhotsk, and Chukotka. Izvestiya TINRO, 2017, vol. 190, pp. 18–32. (In Russian)Хрусталева А.М., Пономарева Е.В., Пономарева М.В., Кловач Н.В. 2017. Исследование однонуклеотидного полиморфизма ДНК в популяциях нерки Камчатки, северо-западного побережья Охотского моря и Чукотки // Изв. ТИНРО. Т. 190. С. 18–32.Benjamini Y., Hochberg Y. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. Journal of the Royal Statistical Society, 1995, vol. 57 (1), pp. 289–300.Benjamini Y., Hochberg Y. 1995. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing // Journal of the Royal Statistical Society B. Vol. 57 (1). P. 289–300.Botstein D., White R.L., Skolnick M.H., Davis R.W. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., 1980, vol. 32, pp. 314–331.Botstein D., White R.L., Skolnick M.H., Davis R.W. 1980. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms // Am. J. Hum. Genet. Vol. 32. P. 314–331.Excoffier L., Lischer H.E.L. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Mol. Ecol. Res., 2010, vol. 10, pp. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.xExcoffier L., Lischer H.E.L. 2010. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Res. Vol. 10. P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.xGoudet J. FSTAT (version 1.2): a computer program to calculate F-statistics // J. Heredity, 1995, vol. 86, pp. 485–486.Goudet J. 1995. FSTAT (version 1.2): a computer program to calculate F-statistics // J. Heredity. Vol. 86. P. 485–486.Lewis P.O., Zaykin D. Genetic data analysis: computer program for the analysis of allelic data. Version 1.0 (d16c). Free program distributed by the authors over the internet from http://lewis.eeb.uconn.edu/lewishome/software.html, 2001.Lewis P.O., Zaykin D. 2001. Genetic data analysis: computer program for the analysis of allelic data. Version 1.0 (d16c). Free program distributed by the authors over the internet from http://lewis.eeb.uconn.edu/lewishome/software.html.Nei M. Molecular evolutionary genetics. N.Y.: Columbia Univ. press. 512 p.Nei M. 1987.Molecular evolutionary genetics. N.Y.: Columbia Univ. press. 512 p.Nelson R.J., Beacham T.D. 1999. Isolation cross species amplification of microsatellite loci useful for study of Pacific salmon. Animal Genetics, 1987, vol. 30, pp. 228–229.Nelson R.J., Beacham T.D. 1999. Isolation cross species amplification of microsatellite loci useful for study of Pacific salmon // Animal Genetics. Vol. 30. P. 228–229.Olsen J.B., Wilson S.L., Kretschmer E.J., Jones K.C., Seeb J.E. Characterization of 14 tetranucleotide microsatellite loci derived from sockeye salmon. Mol. Ecol., 2000, vol. 9, pp. 2185–2187.Olsen J.B., Wilson S.L., Kretschmer E.J., Jones K.C., Seeb J.E. 2000. Characterization of 14 tetranucleotide microsatellite loci derived from sockeye salmon // Mol. Ecol. Vol. 9. P. 2185–2187.Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: Genetic analysis in excel. population genetic software for teaching and research. Mol. Ecol., 2006, vol. 6, pp. 288–295.Peakall R., Smouse P.E. 2006. GENALEX 6: Genetic analysis in excel. population genetic software for teaching and research // Mol. Ecol. Vol. 6. P. 288–295. Pritchard J.K., Stefens M., Donnelly P. 2000 Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. Vol. 155. P. 945–959.Pritchard J.K., Stefens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics, 2000, vol. 155, pp. 945–959.Smith C.T., Koop B.F., Nelson R.J. 1998. Isolation and characterization of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) microsatellites and their use in other salmonids // Mol. Ecol. Vol. 7. P. 1613–1621.Smith C.T., Koop B.F., Nelson R.J. Isolation and characterization of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) microsatellites and their use in other salmonids. Mol. Ecol., 1998, vol. 7, pp. 1613–1621.Van Oosterhout C., Hutchinson W.F., Wills D.P.M., Shipley P. 2004. Micro-checker: software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data // Mol. Ecol. Notes. Vol. 4. № 3. P. 535–538.Van Oosterhout C., Hutchinson W.F., Wills D.P.M., Shipley P. Micro-checker: software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data // Mol. Ecol. Notes, 2004. Vol. 4. № 3. P. 535–538.Williamson K.S. , Cordes J.F. , May B. 2002. Characterization of microsatellite loci in Chinook salmon (Oncorhyncus tshawytscha) and crossspecies amplification in other salmonids // Mol. Ecol. Notes. Vol. 2. P. 17–19.Williamson K.S., Cordes J.F., May B. Characterization of microsatellite loci in Chinook salmon (Oncorhyncus tshawytscha) and cross-species amplification in other salmonids. Mol. Ecol. Notes, 2002, vol. 2, pp. 17–19.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.