Изменчивость фрагментов геномной днк в североевразийских популяциях Drosophila melanogaster

Ваулин О.В., Захаров И.К.

Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090, Россия

e-mail: oleg.v.vaulin@mail.ru

Оценена изменчивость нуклеотидных последовательностей геномной ДНК в популяциях Drosophila melanogasterсеверной Евразии (Украина, Кавказ, Урал, Алтай), во-первых, случайных участков - с помощью методов мультилокусных маркеров и, во-вторых, фрагментов геновAdhиyellow- методом секвенирования.

С помощью мультилокусных маркёров показано, что генетическая дистанция (D) между популяциями не коррелирует с их географическим местоположением. Значения меры генетического расстояния варьировали от 0.078 до 0.182, составляя в среднем 0.135. В популяцииDrosophila melanogasterг. Умань (Украина) за период с 1984 по 2004 годы при оценке динамики изменчивости ДНК, выявляемой с помощью мультилокусных маркеров, не показано направленного изменения частоты какого-либо из изученных случайных фрагментов ДНК во времени. При среднем значенииD = 0.094, оно варьировало от 0 до 0.179; не обнаружена корреляция оценок генетических расстояний между выборкамиDrosophila melanogasterУмани разных лет. Полученные данные позволяют сделать вывод, что, по крайней мере, для селективно-нейтральных последовательностей ДНК, соответствующих мультилокусным маркёрам, в североевразийских популяцияхDrosophila melanogasterхорологическая и хронологическая изменчивости не имеют выраженной направленности, а основной вклад в генетическое разнообразие вносит внутрипопуляционная составляющая. Выявленное высокое значение потока генов между популяциями – в зависимости от выбора непрямого метода оценки этого параметра 5.9 или 6.7 мигрантов на поколение, препятствует генетической дифференцировке изученных популяцийDrosophila melanogaster.

Анализ изменчивости фрагмента гена Adhв популяцияхDrosophila melanogasterсеверной Евразии показал преобладание егоF-формы - 42 образца из 54 были гомозиготными поF-аллелю. Все выяленные нами нуклеотидные последовательностиF-формы были одинаковыми и соответствовали широко распространённому в популяцияхDrosophila melanogasterмира аннотированному варианту (номера из базы данных ДНКDDBJhttp://www.ddbj.nig.ac.jpM17833,M17834,M17835, M17836,X60791 и X60792). Нами было выявлено три варианта последовательностей, несущих диагностическую заменуS-формы. Два из них не описаны в базе данных ДНК. Один из вариантов отличается от аннотированных последовательностей единичной заменой, происхождение другого, скорее всего, связано с рекомбинацией в изучаемом участке гена. Третий вариант несёт комбинацию замен, характерную для аннотированного нуль-аллеля (U20765) этого гена. Однако по изученным участкам последовательности, только на основе выявленных диагностических замен, нельзя сделать определенного вывода - соответствует ли этот вариант нуль–аллелю илиS-форме. В том случае, если этот вариант является нуль-аллелем, то он должен представлять собой широко распространённую по северной Евразии летальную мутациюDrosophila melanogaster.

Анализ нуклеотидной последовательности фрагмента интрона гена yellowDrosophila melanogasterвыявил её низкую изменчивость: из 36 проанализированных образцов ДНК (длина анализируемого участка – 436 п.н.) 35 были мономорфны, а один - нёс единичную замену. Все образцы отличались от аннотированных африканских и американских образцов, по крайней мере, на одну диагностическую замену (аннотированный, типичный образец AF345775 несёт в позиции 5 аденин, а все определенные нами, североевразийские – тимин).

Общим выводом по данной работе является констатация уникальности североевразийских популяций Drosophila melanogasterпо изменчивости ДНК. Эти популяции мало дифференцированы между собой, тем не менее, они несут уникальные комбинации нуклеотидных замен в генах, что говорит о высокой степени изоляции изученных популяций по отношению к африканским и американским, а так же позволяет отметить особенности молекулярной эволюции внутри данного вида.

Настоящая работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 05-04-48838 с использованием ресурсов ЦКП «Секвенирование ДНК» СО РАН (Новосибирск, http://sequest.niboch.nsc.ru).