Популяционная структура минтая азиатской части ареала на основании данных различных генетических маркёров

Цель: Проведение филогеографического анализа взаимосвязи популяционных группировок минтая Gadus chalcogrammus азиатской части ареала.

Метод: Филогенетический анализ проведён на основании данных полиморфизма микросателлитных маркёров, фрагмента контрольного региона мтДНК (D-loop) и фрагмента гена цитохрома b мтДНК.

Новизна: Комплексный филогеографический анализ с использованием выборок нерестового минтая с большей части азиатской половины ареала от Японского моря до северо- западной части Берингова моря с использованием различных генетических маркёров проведён впервые.

Результаты: Анализ изменчивости выборок минтая по митохондриальным маркёрам (фрагменты гена цитохрома b и D-loop) позволяет в пределах азиатской части его ареала выделить две крупные популяционные группировки: первая в Охотском море, Японском море, водах Курильских островов и Юго- Восточной Камчатки, вторая — в  Беринговом и Чукотском морях. Анализ изменчивости выборок минтая по микросателлитным маркёрам позволяет судить об отсутствии популяционных группировок в водах Охотского, Японского морей, Курильских островов и Юго-Восточной Камчатки.

Практическая значимость: При регулировании рыболовства минтая в российских водах следует устанавливать единый общий допустимый улов (ОДУ) для каждой из двух суперпопуляций: охотоморско- япономорской и беринговоморской, при этом объединяя объёмы прогнозируемого вылова для группировок минтая, относящихся к каждой из названных суперпопуляций.

1. Балыкин П. А. 1986. Плодовитость минтая западной части Берингова моря // Вопросы ихтиологии. Т. 26. Вып. 1. С. 164–168.

2. Балыкин П. А. 2007. О межвидовых отношениях тихоокеанской трески и минтая // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-западной части Тихого океана. Вып. 9. С. 230–234.

3. Балыкин П. А., Золотов А. О. 2010. Межвидовые отношения гидробионтов как фактор динамики численности // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-западной части Тихого океана. Вып. 17. С. 24– 29.

4. Булатов О. А. 2003. Промысел и запасы минтая Берингова моря // Аналитическая и реферативная информация ВНИЭРХ. Серия «Экономика, информации и управление промыслом». Вып. 2. С. 101–114.

5. Булатов О. А. 2015. К вопросу о методологии прогнозирования запасов и стратегии промысла минтая // Труды ВНИРО. Т. 157. С. 45–70.

6. Булатов О. А. 2020. Минтай открытой части Берингова моря // Вопросы рыболовства. Т. 21. Вып. 4. С. 379–395.

7. Глубоков А. И., Котенёв Б. Н. 2006. Популяционная структура минтая Theragra chalcogramma северной части Берингова моря. М.: ВНИРО. 198 с.

8. Глубоковский М. К. 1995. Эволюционная биология лососевых рыб // М.: Наука, 343 с.

9. Зверькова Л. М. 1981. Внутривидовая структура минтая в Охотском море // Экология, запасы и промысел минтая. Владивосток: ТИНРО. С. 41–56.

10. Кляшторин Л. Б., Любушин А. А. 2005. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности. М.: ВНИРО. 235 с.

11. Лапинский А. Г., Прикоки О. В., Горбачев В. В. 2015. Расчёт потока генов для минтая (Theragra chalcogramma) Охотского моря по данным об изменчивости участков Nd2 и Cyt b и контрольного региона митохондриальной ДНК // Вестник Северо-в осточного научного центра ДВО РАН. № 1. С. 77–80.

12. Махров А. А., Лайус Д. Л. 2018. Послеледниковое вселение рыб и миноги из Тихого океана в моря севера Европы // Сибирский экологический журнал. Т. 25. Вып. 3. С. 265– 279.

13. Науменко Н. И. 2001. Биология и промысел морских сельдей Дальнего Востока. Петропавловск-Камчатский: Камчатский печатный двор, 330 с.

14. Орлов А. М., Бензик А. Н., Ведищева Е. В., Гафицкий С. В., Горбатенко К. М., Горянина С. В., Зубаревич В. Л., Кодрян К. В., Носов М. А., Орлова С. Ю., Педченко А. П., Рыбаков М. О., Соколов А. М., Сомов А. А., Субботин С. Н., Таптыгин М. Ю., Фирсов Ю. Л., Хлебородов А. С., Чикилев В. Г. 2019. Рыбохозяйственные исследования в Чукотском море на НИС «Профессор Леванидов» в августе 2019 г.: некоторые предварительные результаты // Труды ВНИРО Т. 178. С. 206–220.

15. Орлов А. М., Савин А. Б., Горбатенко К. М., Бензик А. Н., Морозов Т. Б., Рыбаков М. О., Терентьев Д. А., Ведищева Е. В., Курбанов Ю. К., Носов М. А., Орлова С. Ю. 2020. Биологические исследования в российских дальневосточных и арктических морях в трансарктической экспедиции ВНИРО // Труды ВНИРО. Т. 181. С. 102–143.

16. Орлова С. Ю., Смирнова М. А., Строганов А. Н. Мухаметов И. Н., Смирнов А. А., Ток К. С., Park J. H., Орлов А. М. 2019. Филогеография тихоокеанской трески Gadus macrocephalus на основе анализа полиморфизма контрольного региона мтДНК // Генетика Т. 55. № 5. С. 531–543.

17. Пушников В. В. 1987. Результаты мечения охотоморского минтая // Популяционная структура, динамика численности и экология минтая. Владивосток: ТИНРО. С. 202– 208.

18. Савенков В. В., Шпигальская Н. Ю., Варкентин А. И. Пильганчук О. А., Муравская У. О., Денисенко А. Д., Сараванский О. Н. 2018. Дифференциация минтая (Theragra chalcogramma) Охотского моря по микросателлитным локусам // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-западной части Тихого океана. Вып. 48. С. 5–18.

19. Серобаба И. И. 1977. Сведения о популяционной структуре минтая Theragra chalcogramma (Pallas) Берингова моря // Вопросы ихтиологии. Т. 17. Вып. 2 (103). С. 247–260.

20. Фадеев Н. С., Веспестад В. 2001. Обзор промысла минтая // Известия ТИНРО. Т. 128. С. 75–91.

21. Чучукало В. И., Напазаков В. В. 2014. Питание и трофический статус тихоокеанской трески Gadus macrocephalus в дальневосточных морях России // Тихоокеанская треска дальневосточных вод России. М.: Изд-во ВНИРО. С. 212–233.

22. Чучукало В. И., Радченко В. И., Надточий В. А., Кобликов В. Н., Слабинский А. М., Терентьев Д. А. 1996. Питание и некоторые черты экологии тресковых рыб западнокамчатского шельфа летом 1996 г. // Вопросы ихтиологии. Т. 39. № 3. С. 362–374.

23. Шевченко А. И., Астафьев С. Э., Волотов В. М., Углейский И. Г. 2008. Особенности промысла минтая в дальневосточных морях и меры по его регулированию // Вопросы рыболовства. Т. 9. № 1(33). С. 244–250

24. Шевченко В. В., Датский А. В. 2014. Биоэкономика использования промысловых ресурсов минтая Северной Пацифики. М.: Изд-во ВНИРО. 212 с.

25. Шубина Е. А., Пономарева Е. В., Глубоков А. И. 2009. Популяционно-генетический анализ минтая Theragra chalcogramma (Teleostei, Gadidae) из Берингова и Охотского морей // Молекулярная биология. Т. 43. № 5. С. 918–930.

26. Шунтов В. П., Волков А. Ф., Темных, О.С., Дулепова Е. П. 1993. Минтай в экосистемах дальневосточных морей. Владивосток: ТИНРО. 426 с.

27. Bae S. E., Kim EM., Park J. Y., Kimet J.-K. 2020. Population genetic structure of the grass puffer (Tetraodontiformes: Tetraodontidae) in the northwestern Pacific revealed by mitochondrial DNA sequences and microsatellite loci. // Marine Biodiversity. V. 50. № 2. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s12526–020–01042–2

28. Bailey K. M., Powers D. M., Quattro J. M., Villa G., Nishimura A., Traynor J. J., Walters G. 1999. Population ecology and structure dynamics of walleye pollock (Theragra chalcogramma) // Dynamics of the Bering Sea /

29. Thomas R. L., Ohtani K., eds. Fairbanks: University of Alaska Sea Grant. P. 581–614.

30. Bohonak A. J. 1999. Dispersal, gene flow, and population structure // The Quarterly Review of Biology. V. 74. P. 21– 45.

31. Bulatov O. A. 2014. Walleye pollock: global overview // Fisheries Science, V. 80. № 2. P. 109–116.

32. Canino M. F., Spies I. B., Hauser L. 2005. Development and characterization of novel di- and tetranucleotide microsatellite markers in Pacific cod (Gadus macrocephalus) // Molecular Ecology Notes. V. 5. P. 908–910.

33. D’Aloia C.C., Bogdanowicz S. M., Francis R. K. Majorisa J. E., Harrisonb R. G., Buston P. M. 2015. Patterns, causes, and consequences of marine larval dispersal // PNAS. Vol. 112. № 45. P. 13940–13945. https://doi.org/10.1073/pnas.1513754112

34. Dunn J. R., Matarese A. C. 1987. A review of the early life history of northeast Pacific gadoid fishes // Fishery Research. Vol. 5. P. 163–184.

35. Grant W. S. 2006. Status and trends in genetic resources of capture fisheries // Workshop on Status and Trends in Aquatic Genetic Resources. Vol. 8. P. 29.

36. Grant W. S., Utter F. M. 1980. Biochemical genetic variation in walleye pollock, Theragra chalcogramma: population structure in the southeastern Bering Sea and the Gulf of Alaska // Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences Vol. 37. P. 1093–100.

37. Gray M. M., Granka J. M., Bustamante C. D., Sutter N.B, Boyko A.R, Zhu L., Ostrander E.A, Wayne R. K. 2009. Linkage disequilibrium and demographic history of wild and domestic Canids // Genetics. V. 181. P. 1493–1505. https://doi.org/10.1534/genetics.108.098830

38. Kichara K., Shimada A. M. 1988. Prey-P redator Interactions of Walleye Pollock Theragra chalcogramma and Water Temperature // Bulletin of the of the Japanese Society of Scientific Fisheries. V. 54. № 7. P. 1131–1135.

39. Lee W. J., Conroy J., Howell W. H., Kocher T. D. 1995. Structure and evolution of teleost mitochondrial control region // Journal of Molecular Evolution. V. 41. P. 54–66.

40. Livingston P. A. 1993. Importance of predation by groundfish, marine mammals and birds on walleye pollock Theragra chalcogramma and Pacific herring Clupea pallasi in the eastern Bering Sea // Marine Ecology Progress Series. V. 102. P. 205–215.

41. Lyle M., Barron J., Bralower T. J. M. Huber, Lyle A. O., A. C. Ravelo, Rea D. K., Wilson P. A. 2008. Pacific Ocean and Cenozoic evolution of climate // Reviews of Geophysics. Vol. 46. RG2002.

42. Maeda T. 1972. Fishing grounds of the Alaska pollock // Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries. V. 38, P. 362–371.

43. Mecklenburg C. W., Lynghammar A., Johannesen E., Byrkjedal I., Christiansen J. S., Dolgov A. V., Karamushko O. V.,

44. Mecklenburg T. A., Møller P. R., Steinke D., Wienerroither R. M. 2018. Marine fishes of the Arctic region. Vol. 1. Akureyri, Iceland: CAFF, 454 p.

45. Okazaki T., Stevenson D. E., Kai Y. Ueda Y., Hamatsu T., Yamashita Y. 2020. Genetic population structure and demographic history of a pelagic lumpsucker, Aptocyclus ventricosus // Environmental Biology of Fishes. Vol. 103. P. 283–289 https://doi.org/10.1007/s10641–020–00955-y

46. Olsen J. B., Merkouris S. E., Seeb J. E. 2002. An examination of spatial and temporal genetic variation in walleye pollock (Theragra chalcogramma) using allozyme, mitochondrial DNA, and microsatellite data // Fishery Bulletin. V. 100. P. 752–764.

47. O’Reilly P.T., Canino M. F., Bailey K. M., Bentzen P. 2004. Inverse relationship between FST and microsatellite polymorphism in the marine fish, walleye pollock (Theragra chalcogramma): implications for resolving weak population structure // Molecular Ecology. V. 13. P. 1799–814.

48. Orlov A. M., Rabazanov N. I., Nikiforov A. I. 2020. Transoceanic migrations of fishlike animals and fish: norm or exclusion? // Journal of Ichthyology. V. 60. P. 242–262. https://doi.org/10.1134/S0032945220020125.

49. Orlova S. Y., Sergeev A. A., Shcepetov D. M. Kurnosov D. S., Chikurova E. A., Orlov A. M. Glubokovsky M. K. 2022. Polymorphism of walleye pollock Gadus chalcogrammus mitochondrial DNA control region in the Asiatic part of the range and its phylogeographic history // Journal of Ichthyology Vol. 62. P. 266–279. https://doi.org/10.1134/S0032945222020126

50. Palumbi S. R. 1995. Using genetics as an indirect estimator of larval dispersal. // Ecology of Marine Invertebrate Larvae. Boca Raton, FL: CRC Press, P. 369–388.

51. Shanks A. L. 2009. Pelagic larval duration and dispersal distance revisited // The Biological Bull. V. 216. P. 373–385.

52. Shields G. F., Gust J. R. 1995. Lack of geographic structure in mitochondrial DNA sequences of Bering Sea walleye pollock, Theragra chalcogramma // Molecular Marine Biology and Biotechnology. V. 4. № 1. P. 69–82.

53. Vinnikov A. V. 1996. Pacific Cod (Gadus macrocephalus) of the Western Bering Sea // Ecology of the Bering Sea: A Review of Russian Literature. Alaska Sea Grant College Program. Rep. No. 96–01. Fairbanks: University Alaska. P. 183–202.

54. Wespestad V. G. 1993. The status of Bering Sea pollock and the effect of the «Donut Hole» fishery // Fisheries. V. 18. P. 18–24.

55. White C., Selkoe K. A., Watson J., Siegel D. A., Zacherl D. C., Toonen R. J.2010. Ocean currents help explain population genetic structure // Proceedings of the Royal Society B. V. 277. P. 1685–1694. https://doi.org/10.1098/rspb.2009.2214

56. Yanagimoto T., Kitamura T., Kobayashi T. 2004 Complete nucleotide sequence and variation of mitochondrial DNA from 10 individuals of walleye pollock, Theragra chalcogramma // Fisheries Science. V. 70. P. 885–895. https://doi.org/10.1111/j.1444–2906.2004.00883.x