danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2019-63-1-79-86dan-588Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYПолиморфизм микросателлитных локусов у белого (Hypophthalmichthys molitrix Val.) и пестрого (Hypophthalmichthys nobilis Rich.) толстолобиков, выращиваемых в аквакультуре в Республике БеларусьPolymorphism of microsatellite loci in silver (Hypophthalmichthys molitrix Val.) and bighead (Hypophthalmichthys nobilis Rich.) carps grown in aquaculture in the Republic of BelarusНосоваА. Ю.NosovaA. Yu.

Носова Александра Юрьевна - научный сотрудник.

Ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Nosova Aliaksandra Yurevna - Researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

a.nosova@igc.byКипеньВ. Н.KipenV. N.

Кипень Вячеслав Николаевич - кандидат биологических наук, научный сотрудник.

Ул. Академическая, 27, 220072

Kipen Viachaslau Nikolaevich - Ph. D. (Biology), Researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

v.kipen@igc.byЦарьА. И.TsarN. I.

Царь Анастасия Ивановна - младший научный сотрудник.

Ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Tsar Nastassia Ivanovna - Junior researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

a.tsar@igc.byПантелейС. Н.PantelejS. N.

Пантелей Сергей Николаевич – кандидат сельско-хозяйственных наук, заведующий лабораторией.

Pantelej Sergej Nikolaevich - Ph. D. (Agrarian), Head of the Laboratory.

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

pantsialei@yandex.ruСавченкоИ. А.SavchenkoI. A.

Савченко Ирина Андреевна - младший научный сотрудник.

Ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

Savchenko Irina Andreevna - Junior researcher.

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

irina.ryba1501@yandex.ruСенниковаВ. Д.SennikovaV. D.

Сенникова Виолетта Дмитриевна - старший научный сотрудник.

Ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

Sennikova Violetta Dmitrievna - Senior researcher.

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

violetta5757@mail.ruАгеецВ. Ю.AgeyetsV. Yu.

Агеец Владимир Юльянович - доктор сельско-хозяйственных наук, профессор, директор.

Ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

Ageyets Vladimir Yulyanovich - D. Sc. (Agrarian), Professor, Director. Fish Industry Institute

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

belniirh@tut.byЛемешВ. А.LemeshV. A.

Лемеш Валентина Александровна - кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией.

Ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Lemesh Valentina Alexandrovna - Ph. D. (Biology), Assistant professor, Head of the Laboratory.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

v.le-mesh@igc.byИнститут генетики и цитологии, Национальная академия наук БеларусиБеларусьInstitute of Genetics and Cytology, National Academy of Sciences of BelarusBelarusИнститут рыбного хозяйстваБеларусьFish Industry InstituteBelarus2019120320196317986Copyright © Носова А.Ю., Кипень В.Н., Царь А.И., Пантелей С.Н., Савченко И.А., Сенникова В.Д., Агеец В.Ю., Лемеш В.А., 20192019Носова А.Ю., Кипень В.Н., Царь А.И., Пантелей С.Н., Савченко И.А., Сенникова В.Д., Агеец В.Ю., Лемеш В.А.Nosova A.Y., Kipen V.N., Tsar N.I., Pantelej S.N., Savchenko I.A., Sennikova V.D., Ageyets V.Y., Lemesh V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/588

Дана оценка генетического разнообразия белого (Hypophthalmichthys molitrix Val.) и пестрого (Hypophthalmichthys nobilis Rich.) толстолобиков, выращиваемых в аквакультуре на территории Республики Беларусь, по данным генотипирования 11 микросателлитных локусов - Hmo11, Hmo13, Hmo15, Hmo25, Hmo26, Hmo31, Hmo33, Hmo34, Hmo36, Hmo37, Hmo40. Рассчитаны следующие показатели: среднее число аллелей на локус, эффективное число аллелей, уровни ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности, значение информационного индекса Шеннона, индексы фиксации FIS и FST Полученные результаты свидетельствуют об умеренном (для пестрого толстолобика) и достаточно высоком (для белого толстолобика) генетическом разнообразии изученных выборок, что дает возможность выделить несколько групп для получения линейного материала и дальнейшего воспроизводства, в том числе товарной рыбы. Вместе с тем следует уделить особое внимание подбору пар производителей с учетом результатов молекулярно-генетического анализа. На основании молекулярно-генетического анализа пяти микроса-теллитных локусов предложена схема по дифференциации гибридных особей между пестрым и белым толстолобиками, что может быть использовано в качестве малоинвазивного экспресс-теста в селекционных и воспроизводительных программах для данных видов растительноядных рыб.

In this study, we evaluated the genetic diversity of silver (Hypophthalmichthys molitrix Val.) and bighead (Hypophthalmichthys nobilis Rich.) carps grown in aquaculture in the territory of the Republic of Belarus. Genotyping was obtained for 11 STR-loci - Hmo11, Hmo13, Hmo15, Hmo25, Hmo26, Hmo31, Hmo33, Hmo 34, Hmo36, Hmo37, and Hmo40. The following parameters were calculated: the average number of alleles per locus, the effective number of alleles, the levels of expected and observed heterozygosity, the value of the Shannon information index and the fixation indexes FIS and FST. The obtained results indicate a moderate (for silver carp) and sufficiently high (for bighead carp) genetic diversity of the studied samples of carps up to the possibility to allocate several groups for subsequent work on obtaining linear material and further reproduction, including commercial fish. However, to achieve these goals, it is necessary to pay special attention to the selection of pairs of producers taking into account the results of molecular genetic analysis. The scheme for the differentiation of hybrid individuals between silver and bighead carps and the use of molecular genetic analysis of STR-loci would be proposed. This approach can be used as a minimally invasive rapid test in breeding and reproductive programs for the studied fish species.

Communicated by Academician A. V. Kilchevsky

белый толстолобикHypophthalmichthys molitrix Val.пестрый толстолобикHypophthalmichthys nobilis Rich.микросателлитные локусыгенетическое разнообразиеаллельгетерозиготностьиндекс Шеннонаиндексы фиксации FIS и FSTsilver carpHypophthalmichthys molitrix Val.bighead carpHypophthalmichthys nobilis Rich.short tandem repeat (STR)genetic diversityalleleheterozygosityShannon indexFIS fixation indexFST fixation indexМероприятие 21 «Разработать и внедрить технологию генетической идентификации растительноядных и лососевых видов рыб» подпрограмма 1 «Инновационные биотехнологии-2020» ГП «Наукоемкие технологии и техника» на 2016-2020 гг.Plan 21 “Developing and introducing the technology of genetic identification of vegetable and salmon fish” of subprogram 1 “Innovation Biotechnologies-2020” of the State Program “Science-Consuming Technologies and Technique” for the period 2016-2020ReferencesContributing to food security and nutrition for all: The state of world fisheries and aquaculture. - Rome, 2016. - 190 p.Contributing to food security and nutrition for all: The state of world fisheries and aquaculture. Rome, 2016. 190 p.Власов, В. А. Сохранение и восстановление генофонда рыб аквакультуры России / В. А. Власов, Н. И. Маслова, А. Д. Павлов // Изв. Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 5. - С. 83-92.Vlasov V A., Maslova N. I., Pavlov A. D. Both preservation and genepool recovery in fish of russian aquaculture. Iz-vestiya Timiryazevskoi sel’skokhozyaistvennoi akademii = Proceedings of the Timiryazev Agricultural Academy, 2012. no. 5, pp. 83-92 (in Russian).A second-generation genetic linkage map for bighead carp (Aristichthys nobilis) based on microsatellite markers / C. Zhu [et al.] // Anim. Genet. - 2014. - Vol. 45, N 5. - P. 699-708. https://doi.org/10.1111/age.12194Zhu C., Tong J., Yu X., Guo W., Wang X., Liu H., Feng X., Sun Y, Liu L., Fu B. A second-generation genetic linkage map for bighead carp (Aristichthys nobilis) based on microsatellite markers. Animal Genetics, 2014, vol. 45, no. 5, pp. 699-708. https://doi.org/10.1111/age.12194Microsatellite genetic diversity and differentiation of native and introduced grass carp populations in three continents / Q. Chen [et al.] // Genetica. - 2012. - Vol. 140, N 4-6. - P. 115-123. https://doi.org/10.1007/s10709-012-9663-8Chen Q., Wang C., Lu G., Zhao J., Chapman D. C., Zsigmond J., Li S. Microsatellite genetic diversity and differentiation of native and introduced grass carp populations in three continents. Genetica, 2012, vol. 140, no. 4-6, pp. 115-123. https://doi.org/10.1007/s10709-012-9663-8Залепухин, В. В. Оптимизация оценки качества производителей карповых рыб в аквакультуре / В. В. Залепухин. - Астрахань, 2009. - 48 с.Zalepuhin V V Optimization of estimating the quality of producers of carp in aquaculture. Astrahan, 2009. 48 p. (in Russian).Федорова, Н. Н. Некоторые диагностические аспекты концепции эндогенной разнокачественности / Н. Н. Федорова, В. В. Залепухин // Вестн. Астраханского государственного технического университета. - 2007. - № 3. - C. 51-55.Fedorova N. N., Zalepukhin V V. Some diagnostic aspects of endogenous heterogeneity conception. Vestnik of Astrakhan State Technical University = Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2007, no. 3, pp. 51-55 (in Russian).Detection of hybridization between Chinese carp species (Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis) in hatchery broodstock in Bangladesh, using DNA microsatellite loci / M. Y. Mia [et al.] // Aquaculture. - 2005. - Vol. 247, N 1-4. - P. 267-273. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2005.02.018Mia M. Y, Taggart J. B., Gilmour A. E., Gheyas A. A., Das T. K., Kohinoor A. H. M., Rahman M. A., Sattar M. A., Hussain M. G., Mazid M. A., Penman D. J., McAndrew B. J. Detection of hybridization between Chinese carp species (Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis) in hatchery broodstock in Bangladesh, using DNA microsatellite loci. Aquaculture, 2005, vol. 247, no. 1-4, pp. 267-273. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2005.02.018Characterization of microsatellite loci in silver carp (Hypophthalmichthys molitrix), and cross-amplification in other cyprinid species / A. A. Gheyas [et al.] // Mol. Ecol. Notes. - 2006. - Vol. 6, N 3. - P. 656-659. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2006.01288.xCheyas A. A., Cairney M., Gilmour A. E., Sattar M. A., Das T. K., McAndrew B. J., Penman D. J., Taggart J. B. Characterization of microsatellite loci in silver carp (Hypophthalmichthys molitrix), and cross-amplification in other cyprinid species. Molecular Ecology Resources, 2006. vol. 6, no. 3, pp. 656-659. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2006.01288.Peakall, R. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update / R. Peakall, P. E. Smouse // Bioinformatics. - 2012. - Vol. 28, N 19. - P. 2537-2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460Peakall R., Smouse P. E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics, 2012, vol. 28. no. 19, pp. 2537-2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460Pritchard, J. K. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data / J. K. Pritchard, M. Stephens, P. Donnelly // Genetics. - 2000. - Vol. 155, N 2. - P. 945-959.Pritchard J. K., Stephens M., Donnelly P. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data. Genetics, 2000, vol. 155, no. 2, pp. 945-959.Hammer, 0. Past: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis / 0. Hammer, D. A. T. Harper, P. D. Ryan // Palaeontologia Electronica. - 2001. - Vol. 4, N 1. - P. 1-9.Hammer 0., Harper A. T., Ryan P. D. Past: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica, 2001, vol. 4, no. 1, pp. 1-9.Francis, R. M. Pophelper: an R package and web app to analyse and visualize population structure / R. M. Francis // Mol. Ecol. Resour. - 2017. - Vol. 17, N 1. - P. 27-32. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12509Francis R. M. Pophelper: an R package and web app to analyse and visualize population structure. Molecular Ecology Resources, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 27-32. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12509

The authors declare that there are no conflicts of interest present.