vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-269Research ArticleСтатьиArticlesМОЛЕКУЛЯРНОЕ ДАТИРОВАНИЕ ВНУТРИВИДОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ГОРНОСТАЯ (MUSTELA ERMINEA) ПО ДАННЫМ ОБ ИЗМЕНЧИВОСТИ ГЕНА ND2 МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМАMOLECULAR DATING OF INTRASPECIFIC DIFFERENTIATION OF THE STOAT (MUSTELA ERMINEA) BASED ON THE VARIABILITY OF THE MITOCHONDRIAL ND2 GENEМалярчукБ. А.MalyarchukB. A.malyarchuk@ibpn.ruДенисоваГ. А.DenisovaG. A.malyarchuk@ibpn.ruДеренкоМ. В.DerenkoM. V.malyarchuk@ibpn.ruИнститут биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук, Магадан, РоссияРоссияInstitute of Biological Problems of the North, Far-East Branch of Russian Academy of Sciences, Magadan, RussiaRussian Federation201417012015183456462Copyright © Малярчук Б.А., Денисова Г.А., Деренко М.В., 20152015Малярчук Б.А., Денисова Г.А., Деренко М.В.Malyarchuk B.A., Denisova G.A., Derenko M.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/269

Определены нуклеотидные последовательности гена второй субъединицы NADH-дегидрогеназы (ND2) митохондриальной ДНК (мтДНК) горностая (Mustela erminea) из популяции северо-восточной части Камчатки. Анализ полученных в настоящей работе и опубликованных ранее данных об изменчивости гена ND2 горностая показал, что уровень дивергенции между американскими и евразийскими гаплотипами мтДНК составляет по этому гену примерно 5 %, а между евразийскими гаплотипами – всего 0,5 %. Результаты филогенетического анализа также свидетельствуют о высокодостоверном разделении американских и евразийских линий мтДНК горностая, а внутри евразийской клады мтДНК с высокой статистической поддержкой выделяется кластер камчатских гаплотипов. Результаты молекулярного датирования показали, что разделение предковой популяции горностая произошло 1,3–1,6 млн лет назад, а дивергенция евразийских линий мтДНК – примерно 300 тыс. лет назад. Эволюционный возраст гаплотипов мтДНК горностая из исследованного нами района Камчатки составил примерно 95–120 тыс. лет, что совершенно не соответствует представлениям других авторов о реколонизации Евразии горностаем лишь после периода последнего ледникового максимума (19–26,5 тыс. лет назад). Обсуждаются причины выявленного несоответствия.

Nucleotide sequences of the NADH dehydrogenase subunit 2 gene (ND2) of mitochondrial DNA (mtDNA) were determined in stoats (Mustela erminea) from northeastern Kamchatka. Analysis of the data on ND2 variability in stoats presented here and in earlier studies shows that the divergence level between American and Eurasian mtDNA haplotypes is about 5 %, whereas that among Eurasian ones is as low as 0,5 %. The results of phylogenetic analysis also point to a highly significant differentiation between the American and Eurasian mtDNA lineages, whereas a single Kamchatkan cluster of mtDNA haplotypes is recognized in the Eurasian mtDNA clade with high confidence. Molecular dating shows that the separation of ancestral population of the stoat occurred approximately 1,3–1,6 million years before present (BP), but the Eurasian mtDNA lineages diverged about 300 thousand years (ka) BP. The evolutionary age of Kamchatkan mtDNA haplotypes is about 95–120 ka, which contradicts the suggestions of other authors about post-last glacial (19–26,5 ka BP) recolonization of Eurasia by stoat populations. This inconsistency is discussed.

горностаймитохондриальная ДНКген ND2филогенетический анализмолекулярное датированиеstoatmitochondrial DNAND2 genephylogenetic analysismolecular datingReferencesАбрамсон Н.И. Филогеография: итоги, проблемы, перспективы // Информ. вестн. ВОГиС. 2007. Т. 11. № 2. С. 307–331.Абрамсон Н.И. Филогеография: итоги, проблемы, перспективы // Информ. вестн. ВОГиС. 2007. Т. 11. № 2. С. 307–331.Графодатский A.C., Волобуев В.Т., Терновский Д.В., Раджабли С.И. G-окраска хромосом семи видов куньих (Carnivora, Mustelidae) // Зоол. журнал. 1976. Т. 55. № 11. С. 1704–1709.Графодатский A.C., Волобуев В.Т., Терновский Д.В., Раджабли С.И. G-окраска хромосом семи видов куньих (Carnivora, Mustelidae) // Зоол. журнал. 1976. Т. 55. № 11. С. 1704–1709.Лушникова Т.П., Омельянчук Л.В., Графодатский A.C. Филогенетические отношения близкородственных видов семейства куницеобразных. Межвидовая изменчивость локализации рестрикционных сайтов BamHI повторов // Генетика. 1989. Т. 25. № 6. С. 1089–1094.Лушникова Т.П., Омельянчук Л.В., Графодатский A.C. Филогенетические отношения близкородственных видов семейства куницеобразных. Межвидовая изменчивость локализации рестрикционных сайтов BamHI повторов // Генетика. 1989. Т. 25. № 6. С. 1089–1094.Малярчук Б.А. Адаптивная внутривидовая дивергенция (на примере гена цитохрома b животных) // Генетика. 2011. Т. 47. № 8. C. 1103–1111.Малярчук Б.А. Адаптивная внутривидовая дивергенция (на примере гена цитохрома b животных) // Генетика. 2011. Т. 47. № 8. C. 1103–1111.Павлинов И.Я. Природа России: жизнь животных. Млекопитающие (часть 1). М.: АСТ, 1999. 608 с.Павлинов И.Я. Природа России: жизнь животных. Млекопитающие (часть 1). М.: АСТ, 1999. 608 с.Рогозин И.Б., Глазко В.И., Кунин Е.В. Молекулярная основа закона рядов гомологической изменчивости Н.И. Вавилова // Информ. вестн. ВОГиС. 2008. Т. 12. № 3. С. 362–371.Рогозин И.Б., Глазко В.И., Кунин Е.В. Молекулярная основа закона рядов гомологической изменчивости Н.И. Вавилова // Информ. вестн. ВОГиС. 2008. Т. 12. № 3. С. 362–371.Рожнов В.В., Мещерский И.Г., Пищулина С.Л. и др. Генетический анализ популяций соболя (Martes zibellina) и лесной куницы (M. martes) в районах совместного обитания на Северном Урале // Генетика. 2010. Т. 46. № 4. С. 553–557.Рожнов В.В., Мещерский И.Г., Пищулина С.Л. и др. Генетический анализ популяций соболя (Martes zibellina) и лесной куницы (M. martes) в районах совместного обитания на Северном Урале // Генетика. 2010. Т. 46. № 4. С. 553–557.Рожнов В.В., Пищулина С.Л., Мещерский И.Г. и др. Генетическая структура соболя (Martes zibellina L.) Евразии – анализ распределения митохондриальных линий // Генетика. 2013. Т. 49. № 2. С. 251–258.Рожнов В.В., Пищулина С.Л., Мещерский И.Г. и др. Генетическая структура соболя (Martes zibellina L.) Евразии – анализ распределения митохондриальных линий // Генетика. 2013. Т. 49. № 2. С. 251–258.Avise J.C. Gene trees and organismal histories: a phylogenetic approach to the population biology // Evolution. 1989. V. 43. P. 1192–1208.Avise J.C. Gene trees and organismal histories: a phylogenetic approach to the population biology // Evolution. 1989. V. 43. P. 1192–1208.Clark P.U., Dyke A.S., Shakun J.D. et al. The last glacial maximum // Science. 2009. V. 325. P. 710–714.Clark P.U., Dyke A.S., Shakun J.D. et al. The last glacial maximum // Science. 2009. V. 325. P. 710–714.Delisle I., Strobeck C. A phylogeny of the Caniformia (order Carnivora) based on 12 complete protein-coding mitochondrial genes // Mol. Phylogenet. Evol. 2005. V. 37. P. 192–201.Delisle I., Strobeck C. A phylogeny of the Caniformia (order Carnivora) based on 12 complete protein-coding mitochondrial genes // Mol. Phylogenet. Evol. 2005. V. 37. P. 192–201.Domingo-Roura X., Lopez-Giraldez F., Saeki M., Marmi J. Phylogenetic inference and comparative evolution of a complex microsatellite and its fl anking regions in carnivores // Genet. Res. 2005. V. 85. P. 223–233.Domingo-Roura X., Lopez-Giraldez F., Saeki M., Marmi J. Phylogenetic inference and comparative evolution of a complex microsatellite and its fl anking regions in carnivores // Genet. Res. 2005. V. 85. P. 223–233.Drummond A.J., Suchard M.A. Xie D. et al. Bayesian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7 // Mol. Biol. Evol. 2012. V. 29. P. 1969–1973.Drummond A.J., Suchard M.A. Xie D. et al. Bayesian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7 // Mol. Biol. Evol. 2012. V. 29. P. 1969–1973.Finnila S., Lehtonen M.S., Majamaa K. Phylogenetic network for European mtDNA // Am. J. Hum. Genet. 2001. V. 68. P. 1475–1484.Finnila S., Lehtonen M.S., Majamaa K. Phylogenetic network for European mtDNA // Am. J. Hum. Genet. 2001. V. 68. P. 1475–1484.Fleming M.A., Cook J.A. Phylogeography of endemic ermine (Mustela erminea) in southeast Alaska // Mol. Ecol. 2002. V. 11. P. 795–807.Fleming M.A., Cook J.A. Phylogeography of endemic ermine (Mustela erminea) in southeast Alaska // Mol. Ecol. 2002. V. 11. P. 795–807.Flynn J.J., Finarelli J.A., Zehr S. et al. Molecular phylogeny of the Carnivora (Mammalia): Assessing the impact of increased sampling on resolving enigmatic relationships // Syst. Biol. 2005. V. 54. P. 317–337.Flynn J.J., Finarelli J.A., Zehr S. et al. Molecular phylogeny of the Carnivora (Mammalia): Assessing the impact of increased sampling on resolving enigmatic relationships // Syst. Biol. 2005. V. 54. P. 317–337.Fulton T.L., Strobeck C. Novel phylogeny of the raccoon family (Procyonidae: Carnivora) based on nuclear and mitochondrial DNA evidence // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. V. 43. P. 1171–1177.Fulton T.L., Strobeck C. Novel phylogeny of the raccoon family (Procyonidae: Carnivora) based on nuclear and mitochondrial DNA evidence // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. V. 43. P. 1171–1177.Harding L.E., Smith F.A. Mustela or Vison? Evidence for the taxonomic status of the American mink and a distinct biogeographic radiation of American weasels // Mol. Phylogenet. Evol. 2009. V. 52. P. 632–642.Harding L.E., Smith F.A. Mustela or Vison? Evidence for the taxonomic status of the American mink and a distinct biogeographic radiation of American weasels // Mol. Phylogenet. Evol. 2009. V. 52. P. 632–642.Hosoda T., Sato J.J., Lin L.-K. et al. Phylogenetic history of mustelid fauna in Taiwan inferred from mitochondrial genetic loci // Can. J. Zool. 2011. V. 89. P. 559–569.Hosoda T., Sato J.J., Lin L.-K. et al. Phylogenetic history of mustelid fauna in Taiwan inferred from mitochondrial genetic loci // Can. J. Zool. 2011. V. 89. P. 559–569.Hosoda T., Sato J.J., Shimada K.L. et al. Independent nonframeshift deletions in the MC1R gene are not associated with melanistic coat coloration in three Mustelid lineages // J. Hered. 2005. V. 96. P. 607–613.Hosoda T., Sato J.J., Shimada K.L. et al. Independent nonframeshift deletions in the MC1R gene are not associated with melanistic coat coloration in three Mustelid lineages // J. Hered. 2005. V. 96. P. 607–613.Irwin D.E. Phylogeographic breaks without geographic barriers to gene fl ow // Evolution. 2002. V. 56. P. 2383–2394.Irwin D.E. Phylogeographic breaks without geographic barriers to gene fl ow // Evolution. 2002. V. 56. P. 2383–2394.King C.M. Mustela erminea // Mammal Sp. 1983. V. 195. P. 1–8.King C.M. Mustela erminea // Mammal Sp. 1983. V. 195. P. 1–8.Koepfl i K.-P., Deere K.A., Slater G.J. et al. Multigene phylogeny of the Mustelidae: Resolving relationships, tempo and biogeographic history of a mammalian adaptive radiation // BMC Biol. 2008. V. 6. P. 10.Koepfl i K.-P., Deere K.A., Slater G.J. et al. Multigene phylogeny of the Mustelidae: Resolving relationships, tempo and biogeographic history of a mammalian adaptive radiation // BMC Biol. 2008. V. 6. P. 10.Koepfl i K.-P., Wayne R.K. Phylogenetic relationships of otters (Carnivora: Mustelidae) based on mitochondrial cytochrome b sequences // J. Zool. 1998. V. 246. P. 401–416.Koepfl i K.-P., Wayne R.K. Phylogenetic relationships of otters (Carnivora: Mustelidae) based on mitochondrial cytochrome b sequences // J. Zool. 1998. V. 246. P. 401–416.Kurose N., Abramov A.V., Masuda R. Comparative phylogeography between the ermine Mustela ermine and the least weasel M. nivalis of Palaearctic and Nearctic regions, based on analysis of mitochondrial DNA control region sequences // Zool. Sci. 2005. V. 22. P. 1069–1078.Kurose N., Abramov A.V., Masuda R. Comparative phylogeography between the ermine Mustela ermine and the least weasel M. nivalis of Palaearctic and Nearctic regions, based on analysis of mitochondrial DNA control region sequences // Zool. Sci. 2005. V. 22. P. 1069–1078.Kurten B., Anderson E. Pleistocene Mammals of North America. N.Y.: Columbia Univ. Press, 1980. 442 p.Kurten B., Anderson E. Pleistocene Mammals of North America. N.Y.: Columbia Univ. Press, 1980. 442 p.Li B., Malyarchuk B., Ma Z. et al. Phylogeography of sable (Martes zibellina L. 1758) in the southeast portion of its range based on mitochondrial DNA variation: highlighting the evolutionary history of the sable // Acta Theriol. 2013. V. 58. P. 139–148.Li B., Malyarchuk B., Ma Z. et al. Phylogeography of sable (Martes zibellina L. 1758) in the southeast portion of its range based on mitochondrial DNA variation: highlighting the evolutionary history of the sable // Acta Theriol. 2013. V. 58. P. 139–148.Malyarchuk B.A., Rogozin I.B., Berikov V.B., Derenko M.V. Analysis of phylogenetically reconstructed mutational spectra in human mitochondrial DNA control region // Hum. Genet. 2002. V. 111. P. 46–53.Malyarchuk B.A., Rogozin I.B., Berikov V.B., Derenko M.V. Analysis of phylogenetically reconstructed mutational spectra in human mitochondrial DNA control region // Hum. Genet. 2002. V. 111. P. 46–53.Martinkova N., McDonald R.A., Searle J.B. Stoats (Mustela erminea) provide evidence of natural overland colonization of Ireland // Proc. R. Soc. B. 2007. V. 274. P. 1387–1393.Martinkova N., McDonald R.A., Searle J.B. Stoats (Mustela erminea) provide evidence of natural overland colonization of Ireland // Proc. R. Soc. B. 2007. V. 274. P. 1387–1393.Sato J.J., Hosoda T., Kryukov A.P. et al. Genetic diversity of the sable (Martes zibellina, Mustelidae) in Russian Far East and Hokkaido inferred from mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 gene sequences // Mamm. Stud. 2011. V. 36. P. 209–222.Sato J.J., Hosoda T., Kryukov A.P. et al. Genetic diversity of the sable (Martes zibellina, Mustelidae) in Russian Far East and Hokkaido inferred from mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 gene sequences // Mamm. Stud. 2011. V. 36. P. 209–222.Sato J.J., Yasuda S.P., Hosoda T. Genetic diversity of the Japanese marten (Martes melampus) and its implications for the conservation unit // Zool. Sci. 2009. V. 26. P. 457–466.Sato J.J., Yasuda S.P., Hosoda T. Genetic diversity of the Japanese marten (Martes melampus) and its implications for the conservation unit // Zool. Sci. 2009. V. 26. P. 457–466.Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods // Mol. Biol. Evol. 2011. V. 28. P. 2731–2739.Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods // Mol. Biol. Evol. 2011. V. 28. P. 2731–2739.Xu C.Z., Zhang H.H., Ma J.Z. et al. The complete mitochondrial genome of sable, Martes zibellina // Mitochondrial DNA. 2012. V. 23. P. 167–169.Xu C.Z., Zhang H.H., Ma J.Z. et al. The complete mitochondrial genome of sable, Martes zibellina // Mitochondrial DNA. 2012. V. 23. P. 167–169.

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