Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

ДНК-штрихкодирование: сколько видов дождевых червей живет на юге Западной Сибири?

https://doi.org/10.18699/VJ15.110

Полный текст:

Аннотация

Дождевые черви – широко распространенная и экологически важная группа. Представители ее занимают первое место по суммарной биомассе в некоторых экосистемах и зачастую определяют видовой состав всей почвенной фауны. В ряде работ зарубежных исследователей было показано, что для дождевых червей характерна значительная скрытая генетическая изменчивость. В ряде случаев внутри одного морфологического вида обнаруживается несколько видов-двойников. В данной работе была сделана попытка оценить видовое разнообразие дождевых червей юга Западной Сибири с помощью метода ДНК- штрихкодирования (DNA barcoding). ДНК-штрихкодирование заключается в использовании коротких фрагментов генома для идентификации видов и позволяет работать с образцами, которые не могут быть достоверно определены традиционными способами, а также находить новые виды и приблизительно устанавливать их систематическое родство. В качестве целевой последовательности был взят фрагмент митохондриального гена цитохром оксидазы 1 (cox1) длиной 658 п.н., амплифицированный при помощи универсальных праймеров. Считается, что на изучаемой территории (Новосибирская и Томская области, Алтайский край, республика Алтай) обитает 16 видов и подвидов дождевых червей; все они относятся к семейству Lumbricidae. Проанализировано 259 особей дождевых червей из двенадцати географических пунктов. Обнаружено 27 генетических кластеров, десять из которых соответствуют видам A. caliginosa, E. fetida, O. tyrtaeum, D. r. tenuis, D. octaedra, E. balatonica, E. sibirica, а также трем ранее известным генетическим линиям E. nordenskioldi nordenskioldi. Последовательности 17 из 27 кластеров не имеют сходства с известными видами дождевых червей. Часть червей новых кластеров морфологически близка к группе видов Eisenia n. nordenskioldi/E. n. pallida и, скорее всего, представляет новые генетические линии этого комплекса. Некоторые кластеры, вероятно, являются новыми, ранее не обнаруженными видами. Таким образом, значительная часть разнообразия дождевых червей юга Западной Сибири еще не охарактеризована.

Об авторах

С. В. Шеховцов
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Н. Э. Базарова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный аграрный университет», Новосибирск, Россия
Россия


Д. И. Берман
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук Дальневосточного отделения Российской академии наук
Россия


Н. А. Булахова
Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан, Россия Томский государственный университет, Томск, Россия
Россия


Е. В. Голованова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный педагогический университет»
Россия


С. В. Коняев
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук (ИСиЭЖ СО РАН)
Россия


Т. М. Кругова
Государственный природный заповедник «Тигирекский», Барнаул, Россия
Россия


И. И. Любечанский
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук (ИСиЭЖ СО РАН)
Россия


С. Е. Пельтек
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Список литературы

1. Всеволодова-Перель Т.С. Дождевые черви России: кадастр и определитель: М.: Наука, 1997.

2. Стриганова Б.Р., Порядина Н.М. Животное население почв бореальных лесов Западно-Сибирской Равнины: М.: КМК; 2005.

3. Birky C.W. Jr., Adams J., Gemmel M., Perry J. Using population genetic theory and DNA sequences for species detection and identification in asexual organisms. PLoS One. 2010; 5(5):10609. DOI:10.1371/journal.pone.0010609

4. Bienert F., De Danieli S., Miquel C., Coissac E., Poillot C., Brun J-J. Tracking earthworm communities from soil DNA. Molecular Ecology. 2012;21(8):2017-30. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2011.05407.x

5. Buckley T.R., James S., Allwood J., Bartlam S., Howitt R., Prada D. Phylogenetic analysis of New Zealand earthworms (Oligochaeta: Megascolecidae) reveals ancient clades and cryptic taxonomic diversity. Molecular Phylogenetics and Evolution. 2011; 58:e85–96. DOI:10.1016/j.ympev.2010.09.024

6. Chang C.-H., James S. A critique of earthworm molecular phylogenetics. Pedobiologia. 2011;54:S3-S9. DOI: 10.1016/j.pedobi.2011.07.015

7. Decaëns T., Porco D., Rougerie R., Brown G.G., James S.W. Potential of DNA barcoding for earthworm research in taxonomy and ecology. Applied Soil Ecology. 2013; 65:35-42. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.01.001

8. Fernández R., Almodóvar A., Novo M., Simancas B., Díaz Cosín D.J. Adding complexity to the complex: New insights into the phylogeny, diversification and origin of parthenogenesis in the Aporrectodea caliginosa species complex (Oligochaeta, Lumbricidae). Mol. Phylogen. and Evol. 2012; 64(2):368-79. http://dx.doi.org/10.1016/j.ympev.2012.04.011

9. Giska I., Sechi P., Babik W. Deeply divergent sympatric mitochondrial lineages of the earthworm Lumbricus rubellus are not reproductively isolated. BMC Evolutionary Biology. 2015;15:217. Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species. DOI 10.1186/s12862-015-0488-9

10. Hebert P.D.N., Ratnasingham S., deWaard J.R. Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species. 2003; 270:96-9. DOI 10.1098/rsbl.2003.0025

11. Hendrix P.F., Callaham M.A., Drake J.M., Huang C.-Y., James S.W., Snyder B.A. et al. Pandora’s Box Contained Bait: The Global Problem of Introduced Earthworms. Annual Reviews of Ecology, Evolution and Systematics. 2008;39:593-613. 10.1146/annurev.ecolsys.39.110707.173426

12. James S.W., Davidson S.K. Molecular phylogeny of earthworms (Annelida : Crassiclitellata) based on 28S, 18S and 16S gene sequences. Invertebrate Systematics. 2012; 26:213–29. http://dx.doi.org/10.1071/IS11012

13. King R.A., Tibble A.L., Symondson W.O.C. Opening a can of worms: unprecedented sympatric cryptic diversity within British lumbricid earthworms. Molecular Ecology. 2008; 17(21):4684-98. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2008.03931.x

14. Pérez-Losada M., Bloch R., Breinholt J.W., Pfenninger M., Domínguez J. Taxonomic assessment of Lumbricidae (Oligochaeta) earthworm genera using DNA barcodes. European Journal of Soil Biology. 2012;48:41-7. DOI: 10.1016/j.ejsobi.2011.10.003

15. Pop A.A., Cech G., Wink M., Csuzdi C., Pop V.V. Application of 16S, 8S rDNA and COI sequences in the molecular systematics of the earthworm family Lumbricidae (Annelida, Oligochaeta). European Journal of Soil Biology. 2007;43:S43-S52. DOI:10.1016/j.ejsobi.2007.08.007

16. Porco D., Decaens T., Deharveng L., James S.W., Skarzynski D., Erséus C. et al. Biological invasions in soil: DNA barcoding as a monitoring tool in a multiple taxa survey targeting European earthworms and springtails in North America. Biological Invasions. 2013;15:899-910. DOI 10.1007/s10530-012-0338-2

17. Richard B., Decaëns T., Rougerie R., James S.W., Porco D., Hebert PDN. Re-integrating earthworm juveniles into soil biodiversity studies: species identification through DNA barcoding. Molecular Ecology Resources. 2010;10(4):606-14. DOI: 10.1111/j.1755-0998.2009.02822.x

18. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Cryptic diversity within the Nordenskiold’s earthworm, Eisenia nordenskioldi subsp. nordenskioldi (Lumbricidae, Annelida). European Journal of Soil Biology. 2013;58:13-8. DOI: 10.1016/j.ejsobi.2013.05.004

19. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Genetic diversity of the earthworm Octolasion tyrtaeum (Lumbricidae,Annelida). Pedobiologia. 2014a;57:245-50. http://dx.doi.org/10.1016/j.pedobi.2014.09.002

20. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Invasive lumbricid earthworms of Kamchatka (Oligochaeta). Zoological Studies. 2014b;53:52. DOI:10.1186/s40555-014-0052-0

21. Shekhovtsov S.V., Berman D.I., Peltek S.E. Phylogeography of the Earthworm Eisenia nordenskioldi nordenskioldi (Lumbricidae, Oligochaeta) in Northeastern Eurasia. Doklady Biological Sciences. 2015;461:1-4. DOI: 10.1134/S0012496615020039

22. Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods. Molecular Biology and Evolution. 2011;28:2731-9. DOI: 10.1093/molbev/msr121

23. Waugh J. DNA barcoding in animal species: progress, potential and pitfalls. BioEssays. 2007;29:188–97. DOI: 10.1002/bies.20529 Available at http:// http://www.ncbi.nlm.nih.gov Available at http://www.boldsystems.org


Просмотров: 246


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)