Полиморфизм контрольного региона мтДНК белуги на всем её ареале и проблемы сохранения генетического разнообразия вида на примере искусственного воспроизводства на Каспии

Цель работы: изучение популяционной структуры и генетической разнородности белуги для научнообоснованного построения процесса искусственного воспроизводства вида.
Научная новизна: впервые представлены результаты изучения полиморфизма контрольного региона мтДНК белуги на всем её ареале и в ремонтно-маточных стадах белуги на ОРЗ Каспийского региона.
Материалы и методы: в работе использован материал, депонированный в УНУ «Биоресурсная коллекция ВБР» ГНЦ РФ ФГБНУ «ВНИРО». Секвенирование контрольного региона мтДНК проводили на генетических анализаторах ABI3500xL (Applied Biosystems, США). Дополнительно на ОРЗ проведён сбор и анализ рыбоводно-биологических показателей, материалов по искусственному нересту производителей в период с 2016 по 2021 гг.
Результаты: определены 100 различных митохондриальных гаплотипов длиной 614 п. н. у 246 особей белуги. Наибольшее количество гаплотипов встречается в каспийской популяции, наименьшее — в азовской. Общее для белуги гаплотипическое разнообразие составило Hd=0,983, стандартное отклонение 0,002, нуклеотидное разнообразие π=0,0138±0,00712. Сравнение популяций показало высокую внутрипопуляционную и низкую межпопуляционную изменчивость. Наиболее выраженная генетическая дифференциация наблюдается между каспийскими и черноморскими популяциями белуги, в то же время дифференциации между популяциями Каспийского и Азовского морей не выявляется. Оценены и занесены в реестр производителей белуги такие рыбоводно-биологические характеристики как средняя масса, межнерестовый интервал, относительная и рабочая плодовитость, генеративный индекс и др. данные. Показано, что генетический полиморфизм белуг, используемых на ОРЗ для получения молоди, достаточно высок и обеспечивает формирование генетически разнообразного потомства, сравнимого с природной популяцией Каспийского моря.
Практическая значимость: данные используются при проведении генетического мониторинга и искусственного воспроизводства природной популяции белуги.

1. Алимова А. Ш., Воробьева А. В., Гайдамаченко В.Н., Головинов И.В., Небесихина Н.А., Абросимова Е.Б. 2022. Оценка генетического разнообразия белуги (Huso huso) АзовоЧерноморского бассейна на основании идентификации митохондриальных гаплотипов // Развитие и современные проблемы аквакультуры. Сб. науч. тр. II Межд. науч.-практ. конф., с. Дивноморское, 26.09–02.10.2022 г. Ростов-н/Д.: ОАО «ДГТУ-ПРИНТ». С. 12–14. DOI 10.23947/aquaculture.2022.12–14.

2. Анохина А.З., Зайцев В.Ф. 2018. К вопросу о состоянии естественного и искусственного воспроизводства осетровых рыб в Волго-Каспийском бассейне // Вестник АГТУ. Серия: Рыбное хозяйство. № 1. С. 111–117. DOI: 10.24143/2073-5529-2018-1-111-117.

3. Берг Л.С. 1948. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран (в 3-х частях). М.-Л.: Изд-во АН СССР. Ч. 1. 467 с.

4. Богуцкая Н.Г., Кияшко П.В., Насека А.М, Орлова М.И. 2013. Определитель рыб и беспозвоночных Каспийского моря. Т. 1. Рыбы и моллюски. СПб.-М.: Товарищество научных изданий КМК. 543 с.

5. Бурцев И.А. 2015. Биологические основы и взаимосвязь товарной и пастбищной аквакультуры осетровых рыб. М.: ВНИРО. 196 с.

6. Васильева Л.М., Смирнова Л.М., Юсупова А.З. 2012. К вопросу сохранения и восстановления запасов осетровых рыб в Волго-Каспийском бассейне // Юг России: экология, развитие. № 1. С. 40–44.

7. Горбачева Л.Т., Воробьева О.А. 1979. Воспроизводство белуги на Дону // Осетровое хозяйство внутренних водоёмов СССР. Тез. и реф. II Всес. Совещ. 26.02.-02.03.79 г. Астрахань. С. 63–64.

8. Горбачева Л.Т., Казакова Н.М., Воробьева О.А. 1981. Результаты интродукции икры каспийских осетровых в Азово-Донском районе // Тез. докл. обл. науч. конф. по итогам работы АзНИИРХа в Х пятилетке. 31.03–02.04.1981 г. Ростов-н/Д.: АзНИИРХ, С. 192–194.

9. Емтыль М.Х., Иваненко А.М. 2002. Рыбы юго-запада России. Краснодар: КубГУ. 340 с.

10. Детлаф Т.А., Гинзбург А.С., Шмальгаузен О.И. 1981. Развитие осетровых рыб (созревание яиц, оплодотворение, развитие зародышей и предличинок). М: Наука. 224 с.

11. Завьялов Е.В., Болдырев В.С., Ильин В.Ю., Лукьянов С.Б., Мосолова Е.Ю., Помазенко О.А., Попов Е.В., Ручин А.Б., Табачишин В.Г., Шляхтин Г.В., Якушев Н.Н. 2010. Рыбы севера Нижнего Поволжья. Саратов: СГУ им. Н.Г. Чернышевского. 336 с.

12. Зонн И.С. 2004. Каспийская энциклопедия. М: Международные отношения. 464 с.

13. Камелов А.К., Кадимов Е.Л., Асылбекова С.Ж., Исбеков К.Б., Куликов Е.В. 2018. Современное состояние естественного воспроизводства осетровых рыб (Аcipenseridae) в реке Урал // Вестник АГТУ. Серия: Рыбное хозяйство. № 2. С. 81–88. DOI: 10.24143/2073-5529-2018-2-81-88

14. Ким А.И., Асылбекова С.Ж., Кадимов Е.Л. 2018. Исследование естественного воспроизводства рыб реки Урал в Западно-Казахстанской области Республики Казахстан // Вестник АГТУ. Серия: Рыбное хозяйство. № . 4. С. 39–45. DOI: 10.24143/2073-5529-2018-4-39-45.

15. Котельникова Т.Г. 1964. Мечение осетровых рыб в 1962 году // Аннотации работ, выполненных АзНИИРХ по плану исследований 1962 года. Ростов-н/Д.: С. 103–105.

16. Красная книга Российской Федерации. 2021. 2-е изд. М.: ВНИИ Экология. 1128 с.

17. Лепилина И.Н., Васильева Т.В., Абдусамадов А.С. 2010. Состояние запасов каспийских осетровых в многолетнем аспекте (литературный обзор) // Юг России: экология, развитие. № 3. С. 57–65.

18. Макаров Э.В., Баландина Л.Г. Корниенко Г.Г., Реков Ю.И. 1998. Пути развития осетрового хозяйства в бассейне Азовского моря // Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственных водоёмов Азово-Черноморского бассейна. Сб. науч. трудов 1996–1997 гг. Ростов-н/Д.: АзНИИРХ. С. 192–207.

19. Макаров Э.В., Баландина Л.Г. 2000. Пути развития осетрового хозяйства в бассейне Азовского моря // Матер. совещ. Воспроизводство рыбных запасов. Ростов-н/Д.: 28 сент.-2 окт. 2000 г. М.: ООО «Полимаг». С. 49–57.

20. Мюге Н.С., Барминцева А.Е., Расторгуев С.М., Мюге В.Н., Барминцев В.А. 2008. Полиморфизм контрольного региона митохондриальной ДНК восьми видов осетровых и разработка системы ДНК-идентификации видов // Генетика. Т. 44. № 7. С. 913–919.

21. Мюге Н.С., Бурлаченко И.В., Барминцева А.Е., Базелюк Н.Н. 2016. Первые результаты Программы «Осетровые Каспия» — массовое генетическое мечение с целью мониторинга эффективности искусственного воспроизводства. // Тез. докл. Межд. совещ. WSCS по осетровым ISM-2016. Краснодар, 01–05.06.2016. Краснодар: Кубаньбиоресурсы. С. 72.

22. Полин А.А., Шевченко В.Н., Суетников А.В. 2023. Темрюкский осетровый рыбоводный завод. Искусственное воспроизводство осетровых в период с 1967 по 2022 год // Вестник Керченского ГМТУ. № 4. С. 79–87. DOI 10.26296/2619–0605.2023.4.4.007.

23. Судакова Н.В., Микодина Е.В., Васильева Л.М. 2018. Смена парадигмы искусственного воспроизводства осетровых рыб (Acipenseridae) в Волжско-Каспийском бассейне в условиях дефицита производителей естественных генераций // Сельскохозяйственная биология. Т. 53. № 4. С. 698–711. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.4.698rus

24. Тяпугин В. В. 2006. Приручение производителей белуги естественной генерации один из способов ускоренного формирования репродуктивных стад. // Матер. 4-й междунар. научн.-практ. конф. Аквакультура осетровых рыб: достиж. и перспективы развития. М.: ВНИРО. С. 130–131.

25. Ходоревская Р.П., Власенко А.Д., Судаков Г.А. 2011. Состояние запасов осетровых Каспийского бассейна и меры по их сохранению // Рыбоводство и рыбное хозяйство. № 11. С. 19–21.

26. Ходоревская Р.П. 2015. Значение естественного нереста и искусственного осетроводства в формировании запасов осетровых Каспийского моря // Астраханский вестник экологического образования. № 2 (32). С. 74–89.

27. Ходоревская Р.П., Калмыков В.А. 2012. Современное состояние популяции белуги в Волго-Каспийском рыбохозяйственном бассейне после запрета Российской Федерацией её промыслового изъятия // Вопросы рыболовства. Т. 13 № 4(52). С. 887–894.

28. Boscari E., Marino I.A.M., Caruso C., Zane L., Congiu L., Gessner J., Lari M., Mugue N., Barmintseva A., Suciu R., Onara D. 2021.

29. Defining criteria for the reintroduction of locally extinct populations based on contemporary and ancient genetic diversity: The case of the Adriatic Beluga sturgeon (Huso huso) // Divers Distrib. V. 27. P. 816–827. DOI: 10.1111/ddi.13230

30. DeSаlle R., Аmаto G. 2004. The expansion of conservation genetics // Nature Rev Genet. № 5. P. 702–712. DOI: 10.1038/nrg1425

31. Excoffier L., Lischer H. 2010. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. // Mol Ecol Resour. V. 10(3). P. 564–567. DOI: 10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x.

32. Ivаnovа N.V., de Wааrd J., Hebert P.D.N. 2006. Аn inexpensive, аutomаtion-friendly protocol for recovering highquаlity DNА // Mol. Ecology Notes. V. 6. P. 998–1002. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2006.01428.x

33. Leigh J. W., Bryant D. PopART: Full-feature software for haplotype network construction // Methods Ecol. Evol. 2015. V. 6. № 9. P. 1110–1116. DOI 10.1111/2041–210X.12410.

34. Rozas J. 2009. DNA Sequence Polymorphism Analysis using DNAsp // Bioinformatics for DNA Sequence Analysis; Methods in Molecular Biology / Posada D. ed. NJ. USA: Humana Press. V.537. P. 337–350. DOI: 10.1007/978-1-59745-251-9_17