Изучение генетического разнообразия домашних и диких популяций северного оленя (Rangifer tarandus L., 1758) с использованием маркеров ядерного и митохондриального геномов

Енных воздействий он может оказаться под угрозой исчезновения, поэтому изучение и сохранение генетического разнообразия северного оленя остается актуальной задачей. В представленной работе мы впервые дали характеристику генетического разнообразия северных оленей, обитающих на территории Российской Федерации, выявили филогенетические связи и дали оценку степени дифференциации исследованных животных с использованием комплексного молекулярно-генетического подхода, который заключался в анализе ядерного и митохондриального геномов. Нашей целью была оценка генетического разнообразия, генетической структуры и филогенетических взаимоотношений домашних и диких популяций северного оленя, разводимых на территории Российской Федерации, на основе полных последовательностей гена CytB митохондриальной ДНК и полиморфизма локусов микросателлитов. Исследования проводили в 2022 году. Материалом служили срезы с рогов северного оленя. Выборка включала диких северных оленей тундровой популяции (WLD), домашних оленей ненецкой (NEN), чукотской (CHU), эвенской (EVN) пород, а также красноярской (EVK_KRA) и якутской (EVK_YAK) популяций эвенкийской породы. Для исследования мтДНК были отобраны 123 неродственные особи. Микросателлитный анализ проводили у 213 особей домашних пород и 119 представителей дикой популяции. Полные последовательности гена CytB определяли с использованием NGS (next generation sequencing) технологии (секвенатор miSeq, «Illumina, Inc.», США). Полиморфизм 9 STR (short tandem repeat) локусов (NVHRT21, NVHRT24, NVHRT76, RT1, RT6, RT7, RT9, RT27, RT30) определяли с помощью фрагментного анализа (генетический анализатор ABI3130xl, «Applied Biosystems», США). Для оценки генетического разнообразия каждой группы северных оленей рассчитывали показатели митохондриальной (число полиморфных сайтов S, среднее число нуклеотидных различий K, число гаплотипов H, гаплотипическое разнообразие HD, нуклеотидное разнообразие p) и микросателлитной (аллельное разнообразие, вычисленное с применением процедуры рарификации AR, наблюдаемая HO и несмещенная ожидаемая uHE гетерозиготность, несмещенный коэффициент инбридинга FIS) изменчивости. Степень генетической дифференциации групп оценивали на основании попарных значений FST и JostD . Статистическую обработку данных выполняли с использованием программ MEGA 7.0.26, PopART 1.7, PartitionFinder 2, Arlequin 3.5.2.2, MrBayes 3.2.7, FigTree 1.4.3, DnaSP 6.12.01, SplitsTree 4.14.5, STRUCTURE 2.3.4 и R пакетов diveRsity, pophelper, аdegenet и ggplot2. Анализ последовательностей гена CytB мтДНК показал, что все популяции характеризовались высоким гаплотипическим HD = 0,519 (CHU)-0,997 (WLD) и нуклеотидным разнообразием p = 0,00238 (CHU)-0,00626 (WLD). По мтДНК обособленной генетической структуры исследуемых популяций северного оленя мы не выявили. При анализе микросателлитной изменчивости значения аллельного разнообразия находились в пределах от 6,188 у CHU до 8,76 у WLD. Во всех шести популяциях наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,566 (CHU) до 0,687 (EVK_YAK) и 0,693 (WLD). Все группы северного оленя характеризовались дефицитом гетерозигот, на что указывали положительные значения индекса фиксации FIS = 0,11 (EVK_YAK)-0,262 (EVK_KRA). Анализ структуры генетической сети показал дифференциацию чукотской породы от остальных, о чем свидетельствуют наивысшие показатели индекса FST и критерия JostD - от 0,203 и 0,488 у EVK_KRA до 0,212 и 0,564 у EVN. Как по ядерным, так и по митохондриальным маркерам популяция диких оленей отличалась от одомашненных популяций более высоким генетическим разнообразием. Можно предположить, что так или иначе селекционная работа с домашними породами северного оленя привела к созданию уникальных массивов животных, отличающихся от исходных диких сородичей. Тем не менее как домашняя, так и дикая популяции характеризовались высокой генетической изменчивостью.