По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 597.423-135: 577.21 (282.247.41) DOI:10.33920/sel-09-2305-03

Генетический мониторинг молоди стерляди (Acipenser ruthenus) в реке Волге

Екатерина Григорьевна Макарова канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и физиологии, Волжско-Каспийский филиал ФГБНУ «ВНИРО» (КаспНИРХ), 414056, Россия, г. Астрахань, ул. Савушкина, д. 1, E-mail: for.alissa2015@yandex.ru, ORCID: 0000-0002-9272-3550
Наталья Викторовна Козлова канд. биол. наук, заведующий лабораторией молекулярной генетики и физиологии, Волжско-Каспийский филиал ФГБНУ «ВНИРО» (КаспНИРХ), 414056, Россия, г. Астрахань, ул. Савушкина, д. 1, E-mail: natali19_12@mail.ru, ORCID: 0000-0002-2840-9647

Цель работы состояла в проведении генетического мониторинга молоди естественного воспроизводства (личинок и сеголеток) стерляди (Acipenser ruthenus Linnaeus, 1958), выловленной в средней и нижней нерестовых зонах реки Волги за период 2021–2022 годов. Данная работа необходима и актуальна в условиях сокращения численности осетровых видов рыб. Исследование рыб проводили по пяти ядерным маркерам и фрагменту контрольного региона митохондриальной ДНК. По результатам микросателлитного анализа особи стерляди характеризовались видоспецифичными доминантными аллелями и высокими значениями основных показателей генетического разнообразия: количества аллелей, аллельного разнообразия и гетерозиготности, отмечен незначительный дефицит гетерозигот. Анализ нуклеотидных последовательностей участка Д-петли мтДНК позволил выявить высокий уровень разнообразия наследуемых по материнской линии гаплотипов, отражающий количество участвующих в естественном воспроизводстве самок. По данным мониторинга не зарегистрировано различий распределения и количества выявленных вариантов участка Д-петли в межгодовом аспекте. За исследуемый период зафиксировано 48 митохондриальных гаплотипов стерляди, из которых 18 вариаций мтДНК были уникальными, встречающимися в Волжско-Каспийском рыбохозяйственном бассейне. При исследовании личинок стерляди молекулярно-генетическими методами в реке Волге выявлен процесс гибридизации между севрюгой и стерлядью (Acipenser stellatus × Acipenser ruthenus).

Литература:

1. Барминцева, А.Е. Использование микросателлитных локусов для установления видовой принадлежности осетровых (Acipenseridae) и выявления особей гибридного происхождения / А.Е. Барминцева, Н.С. Мюге // Генетика. — 2013. — Т. 4 (9). — С. 1093–1105.3.

2. Барминцева, А.Е. Природный генетический полиморфизм и филогеография сибирского осетра Acipenser baerii Brandt, 1869 / А.Е. Барминцева, Н.С. Мюге // Генетика. — 2017. — Т. 53 (3). — С. 345–355.

3. Власенко, С.А. Оценка эффективности естественного воспроизводства осетровых на Нижней Волге / С.А. Власенко, Г.И. Гутенева, С.С. Фомин // Вопросы рыболовства. — 2012. — Т. 13 (52). — С. 736–753.

4. Гутенева, Г.И. Влияние волжского стока на естественное воспроизводство осетровых рыб / Г.И. Гутенева, С.С. Фомин, Т.Н. Дедикова // Рыбное хозяйство. — 2015. — № 3. — С. 103–105.

5. Козлова, Н.В. Генетические исследования молоди стерляди (Acipenser ruthenus) и ее гибридов в нижней нерестовой зоне р. Волга / Н.В. Козлова, Е.Г. Макарова, Н.Н. Базелюк // Рыбное хозяйство. — 2018. — № 1. — С. 54–59.

6. Лепилина, И.Н. Гибриды осетровых видов рыб в реке Волге / И.Н. Лепилина, Н.В. Козлова, В.А. Чаплыгин, Е.Г. Макарова, Д.А. Чакалтана, А.Б. Имантаев // Каспий: прошлое, будущее, настоящее: сб. науч. статей [Электронный ресурс]. — Астрахань: АГУ, 2021. — С. 43–48.

7. Методики молекулярно-генетического анализа водных биоресурсов и объектов аквакультуры, а также продукции из них: методические рекомендации. — М.: ВНИРО, 2015. — № 4.2.001. — 23 с.

8. Мюге, Н.С. Полиморфизм контрольного региона митохондриальной ДНК восьми видов осетровых и разработка системы ДНК-идентификации видов / Н.С. Мюге, А.Е. Барминцева, С.М. Расторгуев, В.Н. Мюге, В.А. Барминцева // Генетика. — 2008. — Т. 44. — С. 931–917. — DOI: 10.1134/S1022795408070065.

9. Нельсон, К. Сохранение генофонда промысловых рыб / К. Нельсон, М. Суле // Популяционная генетика и управление рыбным хозяйством. — М.: Агропромиздат, 1991. — С. 399–428.

10. Николюкин, Н.И. Отдаленная гибридизация осетровых и костистых рыб (теория и практика) / Н.И. Николюкин. — М.: Пищевая промышленность, 1972. — 335 с.

11. Тимошкина, Н.Н. Молекулярно-генетические маркеры в исследовании внутрии межвидового полиморфизма осетровых рыб (Acipenseriformes) / Н.Н. Тимошкина, Д.И. Водолажский, А.В. Усатов // Экологическая генетика. — 2010. — Т. 8 (1). — С. 12–24.

12. Щербакова, В.Д. Дифференциация стерляди (Acipenser ruthenus L., 1758) Европы и Западной Сибири по данным митохондриальной ДНК / В.Д. Щербакова, А.Е. Барминцева, Н.С. Мюге // Современные проблемы и перспективы развития рыбохозяйственного комплекса: матер. международной науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. — М.: ВНИРО, 2022. — С. 151–153.

13. Excoffier, L. Arlequin (version 3.0): An integrated software package for population genetics data analysis / L. Excoffier, G. Laval, S. Schneider // Evol. Bioinform. Online. — 2005. — V. 1. — P. 47–50.

14. Ivanova, N.V. An inexpensive, automation friendly protocol for recovering high quality DNA / N.V. Ivanova, J. deWaard, P.D.N. Hebert // Mol. Ecology Notes. — 2006. — V. 6. — P. 998–1002.

15. Peakall, R. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research / R. Peakall, P.E. Smouse // Mol. Ecology Notes. — 2006. — V. 6. — P. 288–295.

16. Tamura, K. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods / K. Tamura, D. Peterson, N. Peterson, G. Stecher, M. Nei, S. Kumar // Mol. Biology and Evolution. — 2011. — V. 28. — P. 2731–2739.

17. National Library of Medicine [сайт]. — URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (дата обращения: 14.02.2023).

1. Barmintseva, A.E., Mugue, N.S. The Use of Microsatellite Loci for Identification of Sturgeon Species (Acipenseridae) and Hybrid Forms. Russian Journal of Genetics, 2013, vol. 49, no. 9, pp. 950–961. DOI: 10.7868/S0016675813090038.

2. Barmintseva, A.E., Mugue, N.S. [Natural genetic polymorphism and phylogeography of siberian sturgeon Acipenser baerii brandt, 1869. Russian Journal of Genetics, 2017, vol. 53, no. 3, pp. 358–368 (in Russian). DOI: 10.7868/S001667581703002X.

3. Vlasenko, S.A., Guteneva, G.I., Fomin, S.S. Ocenka jeffektivnosti estestvennogo vosproizvodstva osetrovyh na Nizhnej Volge [Assessment of condition of spawning grounds and efficiency of natural reproduction of sturgeons in the lower Volga]. Fishing issues, 2012, v. 13, no. 52, pp. 736–753 (in Russian).

4. Guteneva, G.I., Fomin, S.S., Dedikova, T.N. The influence of the Volga flow on natural reproduction of sturgeon. Fisheries, 2015, no. 3, pp. 103–105 (in Russian).

5. Kozlova, N.V., Makarova, E.G. Genetic research of young sterlet sturgeon (Acipenser ruthenus L., 1758.) and its hybrids in the lower spawning zones of the Volga river. Fisheries, 2018, no. 1, pp. 54–59 (in Russian).

6. Lepilina, I.N., Kozlova, N.V., Chaplengine, V.A., Makarova, E.G., Chakalthana, D.A., Imantaev, A.B. Gibridy osetrovyh vidov ryb v reke Volge [Hybrids of sturgeon fish species in the Volga river]. In: KASPIJ: Proshloe, budushhee, nastojashhee: Sbornik nauchnyh statej [Caspian sea: past, future, present]. Astrakhan State University, Astrakhan, 2021, pp. 43–48 (in Russian).

7. Metodiki molekuljarno-geneticheskogo analiza vodnyh bioresursov i ob#ektov akvakul’tury, a takzhe produkcii iz nih Metodicheskie rekomendacii [Methods of molecular genetic analysis of aquatic biological resources and aquaculture objects, as well as products from them: methodological recommendations]. VNIRO, Moscow, 2015. 23 p. (in Russian).

8. Mugue, N.S., Barmintseva, A.E., Rastorguev, S.M., Mugue, V.N., Barmintsev, V.A. Polymorphism of the mitochondrial DNA control region in eight sturgeon species and development of a system for dna-based species identification. Russian Journal of Genetics, 2008, vol. 44, no. 7, pp. 793–798. DOI: 10.1134/S1022795408070065.

9. Nelson, K., Sule, M. Genetical Conservation of Exploited Fishes. In: Population genetics and fisheries management. Science, 1987.

10. Nikoljukin, N.I. Otdalennaja gibridizacija osetrovyh i kostistyh ryb (teorija i praktika) [Distant hybridization of sturgeon and bony fish (theory and practice)]. Pishchevaia promyshlennost’, Moscow, 1972. 335 p. (in Russian).

11. Timoshkina, N.N., Vodolazhskii, D.I., Usatov, A.V. Molecular-genetic markers in studies of intra- and interspecies polymorphism in sturgeon (Acipenseriformes). Russian Journal of Genetics: Applied Research, 2011, vol. 1, no. 2, pp. 160–171 (in Russian).

12. Shherbakova, V.D., Barminceva, A.E., Mjuge, N.S. Differentiation of sterlet (Acipenser ruthenus L., 1758) of Europe and Western Siberia according to mitochondrial DNA data. In: Sovremennye problemy i perspektivy razvitija rybohozjajstvennogo kompleksa: mater. X international nauchn.-praktich. konf. [Modern problems and prospects for the development of the fisheries complex]. VNIRO, Moscow, 2022, pp. 151–153 (in Russian).

13. Excoffier, L., Laval, G., Schneider, S. Arlequin (version 3.0): An integrated software package for population genetics data analysis. Evol. Bioinform. Online, 2005, vol. 1, pp. 47–50.

14. Ivanova, N.V., deWaard, J., Hebert, P.D.N. An inexpensive, automation friendly protocol for recovering high quality DNA. Mol. Ecology Notes, 2006, vol. 6, pp. 998–1002.

15. Peakall, R., Smouse, P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol. Ecology Notes, 2006, vol. 6, pp. 288–295.

16. 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. Mol. Biology and Evolution, 2011, vol. 28, pp. 2731–2739.

17. National Library of Medicine [website]. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (accessed: 14.02.2023).

Стерлядь — наиболее мелкий представитель рыб семейства осетровых, являющийся преимущественно пресноводным видом. Эффективность естественного воспроизводства осетровых рыб, в том числе и стерляди, зависит в основном от условий водного режима реки Волги. До зарегулирования стока акватория бассейна реки Волги позволяла свободно перемещаться и равномерно осваивать разнотипные нерестилища большому стаду осетровых, насчитывающему сотни тысяч производителей. Такое освоение ареала обеспечивало высокую выживаемость потомства и устойчивое пополнение запасов осетровых в Волго-Каспийском районе. Зарегулирование стока реки Волги Волгоградской ГЭС оказало существенное влияние на нерестовый цикл рыб: обводнение нерестовых гряд, температуру воды в реке, интенсивность миграций производителей на нерест, сроки нереста, выживаемость личинок и скат их с нерестилищ [4]. Проходу рыб к местам нереста препятствовал рост браконьерских выловов на реке Волге, что неизбежно вызывало уменьшение численности производителей осетровых на нерестилищах [3].

В условиях сокращения численности осетровых отмечается наличие межвидовых гибридов стерляди в нижней нерестовой зоне реки Волги [5; 6], что следует рассматривать как фактор риска для природных популяций. С учетом этого обстоятельства и принимая во внимание информацию о современном катастрофическом состоянии популяций осетровых, для сохранения их разнообразия в Волжско-Каспийском рыбохозяйственном бассейне наряду с мерами охраны и восстановления их численности необходим и актуален генетический мониторинг естественного воспроизводства молоди стерляди в реке Волге.

Цель исследования: генетический мониторинг молоди стерляди в реке Волге в 2021–2022 годах.

Генетические пробы были отобраны от молоди: личинок и сеголеток (длиной 4,7–9,7 см). Отбор осуществлялся в весенне-летний период в средней и нижней нерестовых зонах реки Волги. Небольшие фрагменты плавников сеголеток стерляди, отобранные прижизненно согласно МР 4.2.001-2015 [7], и личинки стерляди целиком были зафиксированы в 95%-ном этаноле. Генетический материал был представлен 39 и 36 экз. молоди в 2021 и 2022 годах соответственно.

Для Цитирования:
Екатерина Григорьевна Макарова, Наталья Викторовна Козлова, Генетический мониторинг молоди стерляди (Acipenser ruthenus) в реке Волге. Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2023;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: