Введение

 

Курганчиковая мышь М. spicilegus Petényi, 1882 – степной экзоантропный вид, встречающийся в Австрии, на севере Словакии, юге Болгарии и Украины, в Сербии, Венгрии, Румынии, Молдове и на юге европейской части России [1, 2, 4, 8,11]. Восточная граница современного ареала этого вида проходит по территории Курской, Белгородской и Ростовской областей России. В отдельных местообитаниях, в том числе в агроэкосистемах, курганчиковая мышь составляет значительную долю населения мелких млекопитающих, периодически или время от времени дает вспышки численности. Несмотря на довольно обширный ареал, в генетическом аспекте вид является слабо изученным.

Отдельные сведения о филогеографии М. spicilegus, а также филогенетических взаимоотношениях с близкими видами мы находим в работах М. Махолана с соавт. [9] и Г.П. Митсаинаса с соавт. [10]. Необходимо отметить, что авторами использован незначительный материал и охвачена лишь небольшая часть ареала.

В настоящей работе мы попытались произвести оценку генетической изменчивости курганчиковой мыши и реконструировать филогенетические взаимоотношения популяций этого вида, сделав акцент на восточной, наименее изученной части ареала.

 

Материал и методика

 

Материалом для анализа послужили 37 образцов из удаленных частей ареала курганчиковой мыши (табл. 1).

 

Таблица 1 – Выявленные гаплотипы M. spicilegus

 

Гаплотип

Идентификационный

номер

Место сбора

Гаплотип 1 (H1)

EU106320*

EU106317*

EU106315*

EU106314*

EU106304*

EU106302*

Греция

Гаплотип 2 (H2)

AB039263*

K20

Болгария

Молдавия

Гаплотип 3 (H3)

U47538*

HG421218*

Россия, Крым

Молдавия

Гаплотип 4 (H4)

EU106322*

EU106321*

KR1

KR2

KR3

KR4

KR5

KR6

KR9

К71

К1

Kr35

Kr36

Kr37

K14

K16

K17

Молдавия

Молдавия

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Россия, Ростовская обл.

Молдавия

Молдавия

Россия, Крым

Россия, Крым

Россия, Крым

Молдавия

Молдавия

Молдавия

Гаплотип 5 (H5)

EU106319*

Греция

Гаплотип 6 (H6)

EU106312*

EU106301*

Черногория

Гаплотип 7 (H7)

EU106299*

U47536*

EU106306*

Австрия

Гаплотип 8 (H8)

HG421219*

Молдавия

Гаплотип 9 (H9)

EU106310*

Сербия

Гаплотип 10 (H10)

EU106309*

EU106308*

Сербия

Звездочкой отмечены материалы из ГенБанка (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/)

 

Суммарную ДНК выделяли с использованием солевого метода [5] с добавлением протеиназы К. Участок контрольного региона митохондриальной ДНК (D-loop) амплифицировали с использованием пары праймеров: Mtloop3F (5'-CACCACCAGCACCCAAAGCT-3') и Mtloop2R (5'-AGCATTTTCAGTGCTTTGCT-3')[ 6]. Объем ПЦР смеси составлял 50 мкл и содержал 1,5 мм MgCl2, 5 pmol каждого праймера, 200 μM dNTP, 10 мМ Tris- HCl (pH 8,3), 50 мм KCl, 5–10 нанограммов ДНК, и 1,5 единицы TaqDNA полимеразы. Амплификацию проводили с помощью термоциклера MastercyclerGradient («Eppendorf») с использованием следующей программы: предварительный прогрев при 94оС 4 мин, 36 циклов по программе 94 оС 40 сек, 58 оС 40 сек и 72 оС 40 сек, амплификация завершилась финальной элонгацией ПЦР-продуктов при 72 оС в течение 15 мин. Полученные ПЦР-продукты анализировали методом гель-электрофореза в 2%-ом агарозном геле в присутствии бромида этидия. Визуализацию и анализ ПЦР-продуктов осуществляли на гель-документирующем устройстве фирмы «Bio-Rad» (Molecular Imager Gel Doc XR System, USA). Очистку ПЦР-продуктов перед проведением второй секвенирующей амплификации проводили с использованием колонок MSB Spin PCRapace («Invitek»).

Выравнивание первичных нуклеотидных последовательностей проводили с использованием программы BioEdit Sequence Alignment Editor версии 7.0.5.3. Длина анализируемого фрагмента составила 532 нуклеотида. Для оценки их различий последовательностей D-loop и расчета генетических дистанций по модели Kimura-2 использовали программный пакет Mega версии 5.1 Дифференциация последовательностей графически отображалась в виде дендрограммы, построенной по алгоритму “максимального правдоподобия” (ML). Генетическое разнообразиe рассчитывали с использованием программы DnaSP version 6.10.00 [12]. Медианная сеть гаплотипов реконструирована в программе Network 5.0.0.1.

 

Результаты и обсуждение

 

В результате проведенного анализа было идентифицировано 10 гаплотипов, полиморфными были 11 локусов (табл. 1). Наибольшее генетическое разнообразие отмечено в выборке с территории Сербии и Черногории. В краевых, восточных и западных частях ареала гаплотипическое и нуклеотидное разнообразие были крайне низкими (табл.2).

 

Таблица 2. Показатели генетического разнообразия популяций курганчиковой мыши

 

Регион

n

Кол-во полиморфных сайтов

Кол-во гаплотипов

Гаплотипическое разнообразие
h ± SD

Нуклеотидное разнообразие
π ± SD

Вся выборка

39

11

10

0,775±0,062

0,00406±0,00053

Молдова

11

4

4

0,491±0,175

0,00185±0,00129

Ростовская обл.

7

0

1

0

0

Греция

7

1

2

0,286±0,196

0,00054±0,00077

Сербия, Черногория

6

6

4

0,867±0,129

0,00541±0,00202

Австрия

3

0

1

Крым

4

2

2

 

В медианной сети центральное положение занимают гаплотипы M. spicilegus с территории Греции (рис.1). Разнонаправлено от центрального гаплотипа расходится ряд ветвей, одна из которых соответствует особям с территории Сербии, вторая, существенно отличающаяся ветвь – зверькам из Черногории, третья, дифференцированная в наибольшей степени – популяциям из Молдовы, Крыма, Ростовской области.

 

Рис. 1 Медианная сеть гаплотипов изученной выборки M. spicilegus

 

На дендрограмме, построенной методом максимального правдоподобия (ML), структурированность не выражена. Существенно выделяются зверьки с северо-запада ареала – Черногория, Сербия, Австрия (рис. 2). Наиболее значительными дистанциями (1.0–1.2%) отделяются мыши с территории Черногории. Ранее обитающие здесь зверьки по морфологическим признакам были выделены в отдельный подвид M. spicilegus adriaticus [7].

 

Рис. 2. ML-дендрограмма филогенетических взаимоотношений M. spicilegus по данным анализа контрольного региона мтДНК(D-loop) (звездочками обозначены сборы авторов).

Все образцы из восточной части ареала (Молдавия, Крым, Ростовская область) вошли в восточную филогруппу M. spicilegus. К западной филогруппе относятся курганчиковые мыши из южной и центральной Европы (рис.2), которые могут принадлежать к подвиду M. s. adriaticus [7,10]. Вероятно, такая дифференциация может быть обусловлена расселением курганчиковых мышей в разные периоды времени. Известно, что дивергенция M. spicilegus и M. macedonicus составляет 0,7 – 1 млн лет [9]. Считается, что расселение курганчиковой мыши происходило экспоненциально в недавнем историческом прошлом [9,10]. Обсуждались два маршрута колонизации Европы предковой формой курганчиковой мыши. Первый – северный коридор – из Индии и Пакистана вдоль северного берега Каспийского и Черного морей, а затем на юг до Балкан, второй – южный путь – через Босфор. Важную роль в распространении M. spicilegus в Южной Европе играют ее конкурентные взаимоотношения с другим представителем экзоантропных видов домовых мышей – македонской мышью Mus macedonicus, по-видимому, проникшей в Европу позже также через Босфорский пролив.

 Полученные нами данные позволяют предположить, что Балканский полуостров является центром расселения предковых популяций курганчиковой мыши в Европе. Далее расселение шло в северо-западном направлении по Среднедунайской равнине и побережью Адриатического моря, и в восточном направлении по Северному Причерноморью. Расселение в восточном направлении произошло в недавнем историческом прошлом достаточно быстро и может быть связано как с развитием сельского хозяйства, так и с определенными климатическими сдвигами, прежде всего гумидизацией. На недавнее и быстрое расселение вида указывает то обстоятельство, что в восточной части ареала курганчиковые мыши оказались более мономорфными. В будущем планируется дополнить материал образцами из других точек восточного участка ареала, что позволит дать более полную картину генетической изменчивости M. spicilegus.

Что касается филогенетичекого анализа, то можно отметить, что в восточной части ареала курганчиковые мыши оказались более мономорфными, что возможно связано с близкородственными скрещиваниями и расселением одной линии по всему краю восточной части ареала. В будущем планируется дополнить материал образцами из других точек восточного ареала, что позволит дать более полную картину генетической изменчивости M. spicilegus.

 

Публикация подготовлена в рамках реализации ПФИ Президиума РАН № I.41 «Биоразнообразие природных систем и биологические ресурсы России» (ГЗ ЮНЦ РАН на 2018 г., № гр. проекта AAAA-A18-118011990326-9. Авторы выражают благодарность Н.Н. Товпинцу (Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Крым и городе федерального значения Севастополе) за помощь в сборе материала.

 

Список литературы

 

1. Булатова Н. Ш., Ковальская Ю. М. Курганчиковая мышь в России: первое хромосомное доказательство // Вестник ВОГиС. 2004. Т. 8. № 3.− С. 149–150.

2. Липкович А.Д. Курганчиковая мышь (Mus spicilegus Petényi, 1882) в Ростовской области // Вестник Южного научного центра РАН. 2005. Т.1. №4.− С. 5157.

3. Межжерин С. В. Таксономия и современные взгляды на систему домовых мышей Палеарктики // Домовая мышь. Происхождение, распространение, систематика, поведение / Е. В. Котенкова, Н. Ш. Булатова, ред. / М.: Наука. 1994.− С. 15–27.

4. Соколов В. Е., Котенкова Е. В., Лялюхина С.И. Биология домовой и курганчиковой мышей / М.: Наука. 1990.− 207с.

5. Aljanabi S.M. and Martinez, I. Universal and rapid saltextraction of high quality genomic DNA for PCR based techniques // Nucleic Acids Research.1997. Vol. 25.− P. 4692–4693.

6. Bayona-Bafaluy, M.P., Acin-Perez R., Mullikin J.C., Park J.S., Moreno-Loshuertos R., Hu P., Perez-Martos A., Fernandez-Silva P., Bai Y., Enriquez A., Revisiting the mouse mitochondrial DNA sequence // Nucleic Acids Research 2003, Vol. 31.− P. 5349–5355.

7. Kryštufek B., Macholán M. Morphological differentiation in Mus spicilegus and the taxonomic status of mound-building mice from the Adriatic coast of Yugoslavia // Journal of Zoology. 1998. Vol. 245.−P. 185–196.

8. Macholán M. Mus spicilegus Petényi, 1882 // In: The Atlas of European Mammals. (eds. Mitchell-Jones AJ, Amori J, Bogdanowicz W et al.).− Academic Press. London 1999b. P. 288–289.

9. Macholán M., Vysko?ilová M., Bonhomme F., Kryštufek B., Orth A., Vohralík V. Genetic variation and phylogeography of free-living mouse species (genus Mus) in the Balkans and the Middle East // Molecular Ecology. 2007. Vol.− 16. P. 4774−4788.

10. Mitsainas, G. P., Tryfonopoulos G.A., Thanou E.G., Bisa R., Fraguedakis-Tsolis S.E., Chondropoulos B.P. New data on the distribution of Mus spicilegus Petenyi, 1882 (Rodentia,Muridae) and a distinct mtDNA lineage in the southern Balkans // Mammalian Biology/. 2008. Vol. 74. − P. 351–360.

11. Sokolov V.E., Kotenkova E.V., Mikhailenko A.G. Mus spicilegus // Mammalian Species.1998. № 592.− P.1−6.

12. Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J.C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S.E., Sánchez-Gracia A. DnaSP 6: DNA Sequence Polymorphism Analysis of Large Datasets // Molecular Biology and Evolution. 2017. Vol. 34. − P. 3299–3302.

 

Spisok literature

 

1. Bulatova N. Sh., Koval'skaya Yu. M. Kurganchikovaya mysh' v Rossii: pervoe xromosomnoe dokazatel'stvo // Vestnik VOGiS. 2004. T. 8. № 3.− S. 149–150.

2. Lipkovich A.D. Kurganchikovaya mysh' (Mus spicilegus Petényi, 1882) v Rostovskoj oblasti // Vestnik Yuzhnogo nauchnogo centra RAN. 2005. T.1. №4.− S. 51-57.

3. Mezhzherin S. V. Taksonomiya i sovremennye vzglyady na sistemu domovyx myshej Palearktiki // Domovaya mysh'. Proisxozhdenie, rasprostranenie, sistematika, povedenie / E. V. Kotenkova, N. Sh. Bulatova, red. / M.: Nauka. 1994.− S. 15-27.

4. Sokolov V. E., Kotenkova E. V., Lyalyuxina S.I. Biologiya domovoj i kurganchikovoj myshej / M.: Nauka. 1990.− 207s.

5. Aljanabi S.M. and Martinez, I. Universal and rapid saltextraction of high quality genomic DNA for PCR based techniques // Nucleic Acids Research.1997. Vol. 25.− P. 4692–4693.

6. Bayona-Bafaluy, M.P., Acin-Perez R., Mullikin J.C., Park J.S., Moreno-Loshuertos R., Hu P., Perez-Martos A., Fernandez-Silva P., Bai Y., Enriquez A., Revisiting the mouse mitochondrial DNA sequence // Nucleic Acids Research 2003, Vol. 31.− P. 5349–5355.

7. Kryštufek B., Macholán M. Morphological differentiation in Mus spicilegus and the taxonomic status of mound-building mice from the Adriatic coast of Yugoslavia // Journal of Zoology. 1998.Vol. 245.−P. 185–196.

8. Macholán M. Mus spicilegus Petényi, 1882 // In: The Atlas of European Mammals. (eds Mitchell-Jones AJ, Amori J, Bogdanowicz W et al.).− Academic Press. London 1999b. P. 288–289.

9. Macholán M., Vysko?ilová M., Bonhomme F., Kryštufek B., Orth A., Vohralík V. Genetic variation and phylogeography of free-living mouse species (genus Mus) in the Balkans and the Middle East // Molecular Ecology. 2007. Vol.− 16. P. 4774−4788.

10. Mitsainas, G. P., Tryfonopoulos G.A., Thanou E.G., Bisa R., Fraguedakis-Tsolis S.E., Chondropoulos B.P. New data on the distribution of Mus spicilegus Petenyi, 1882 (Rodentia,Muridae) and a distinct mtDNA lineage in the southern Balkans // Mammalian Biology/. 2008.Vol. 74. − P. 351–360.

11. Sokolov V.E., Kotenkova E.V., Mikhailenko A.G. Mus spicilegus.// Mammalian Species.1998. № 592.− P.1−6.

12. Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J.C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S.E., Sánchez-Gracia A. DnaSP 6: DNA Sequence Polymorphism Analysis of Large Datasets // Molecular Biology and Evolution. 2017. Vol. 34. − P. 3299–3302.



Библиографическая ссылка

Мальцев А. Н., Стахеев В. В., Богданов А.С., Панасюк Н.В., Котенкова Е. В., Новые сведения о генетической дифференциации курганчиковой мыши Mus spicilegus Petenyi, 1882 // «Живые и биокосные системы». – 2018. – № 23; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-23/article-6