danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-1-68-75dan-947Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYГенетическая структура популяции карпа (Cyprinus carpio carpio), выращиваемого в аквакультуре в Республике БеларусьGenetic structure of the carp population (Cyprinus carpio carpio) grown in the aquaculture in the Republic of BelarusЛемешВ. A.LemeshV. A.

Лемеш Валентина Александровна – канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

 

Lemesh Valentina A. – Ph. D. (Biology), Assistant professor, Head of the Laboratory

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

v.lemesh@igc.byАгеецВ. Ю.AgeyetsV. Yu.

Агеец Владимир Юльянович – д-р. с.-х. наук, профессор, директор

ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

 

Ageyets Vladimir Yu. – D. Sc. (Agrarian), Professor, Director

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

belniirh@tut.byНосоваА. Ю.NosovaA. Yu.

Носова Александра Юрьевна – науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

 

Nosova Aleksandra Yu. – Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

КипеньВ. Н.KipenV. N.

Кипень Вячеслав Николаевич – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Kipen Viachaslau N. – Ph. D. (Biology), Senior researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

ЦарьА. И.TsarN. I.

Царь Анастасия Ивановна – мл. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Tsar Nastassia I. – Junior researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

СергееваТ. А.SergeevaT. A.

Сергеева Татьяна Александровна – заведующий лабораторией

ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

Sergeeva Tat’yana A. – Head of the Laboratory

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

СавичеваЕ. А.SavichevaE. A.

Савичева Екатерина Андреевна – мл. науч. сотрудник

ул. Стебенева, 22, 220024, Минск

Savicheva Ekaterina A. – Junior researcher

22, Stebenev Str., 220024, Minsk

Институт генетики и цитологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут рыбного хозяйстваFish Industry Institute2021240220216516875Copyright © Лемеш В.A., Агеец В.Ю., Носова А.Ю., Кипень В.Н., Царь А.И., Сергеева Т.А., Савичева Е.А., 20212021Лемеш В.A., Агеец В.Ю., Носова А.Ю., Кипень В.Н., Царь А.И., Сергеева Т.А., Савичева Е.А.Lemesh V.A., Ageyets V.Y., Nosova A.Y., Kipen V.N., Tsar N.I., Sergeeva T.A., Savicheva E.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/947

Представлена панель из 14 микросаттелитных локусов (MFW1, MFW2, MFW6, MFW9, MFW10, MFW11, MFW13, MFW16, MFW20, MFW24, MFW26, MFW28, MFW29 и Cid0909), с помощью которых изучена генетическая структура карпа (Cyprinus carpio carpio) породы «Изобелинский», разводимой на территории Республики Беларусь. В исследование включены четыре отводки: две зеркальные («Смесь зеркальная», «Три прим») и две чешуйчатые («Смесь чешуйчатая», «Столин XVIII»).

Установлено, что порода карпа «Изобелинский» обнаруживает высокий уровень внутрипородной генетической вариабельности. В исследованных микросателлитных локусах идентифицирован 231 аллель, причем 62 % от общего количества аллелей составляли редкие аллели с частотой встречаемости менее 5,0 %. Число эффективных аллелей (Ne) в локусах варьировало от 3,082 (MFW10) до 9,754 (MFW26). Индекс биоразнообразия Шеннона (I) составил 2,082 ± 0,075. Наибольшее значение показателя ожидаемой гетерозиготности (Hе) отмечено для локуса MFW26 (0,897), наименьшее – для локуса MFW10 (0,676).

Обнаружено, что большее генетическое разнообразие характерно для чешуйчатых отводок карпа «Смесь чешуйчатая» и «Столин XVIII». Наибольший суммарный процент редких аллелей определен для особей из отводки «Столин  XVIII». Минимальные значения данного параметра выявлены для особей  зеркального  карпа  отводок «Смесь зеркальная» и «Три прим».

Результаты свидетельствуют о достаточно высоком генетическом разнообразии четырех изученных отводок породы карпа «Изобелинский», установленном с помощью оптимально подобранных для анализа маркерных локусов, что дает возможность дифференцировать отводки между собой.

In this study, we presented a panel of 14 microsatellite loci (MFW1, MFW2, MFW6, MFW9, MFW10, MFW11, MFW13, MFW16, MFW20, MFW24, MFW26, MFW28, MFW29 and Cid0909), with which we studied the genetic structure of Cyprinus carpio carpio of the breed “Izobelinsky” in the Republic of Belarus. Four offshoots of carp were included in the study: two mirrory (“Smes’ zerkal’naya”, “Tri prim”) and two scaly (“Smes’ cheshujchataya”, “Stolin XVIII”).

As a result, it was found that the carp breed “Izobelinsky” exhibits a high level of in-breed genetic variability. In the studied microsatellite loci, 231 alleles were identified, 62 % of the total number of alleles were rare alleles with a frequency of occurrence of less than 5.0 %. The number of effective alleles (Ne) at the loci ranged from 3.082 (MFW10) to 9.754 (MFW26). The Shannon biodiversity index (I) was 2.082 ± 0.075. The highest value of the expected heterozygosity index (He) was noted for the MFW26 locus (0.897), the lowest – for the MFW10 locus (0.676).

The greatest genetic diversity is characteristic of the scaly carp “Smes’ cheshujchataya” and “Stolin XVIII”. The highest total percentage of rare alleles was determined for fishes from “Stolin XVIII”. The minimum values of this parameter were found for specimens of the carp “Smes’ zerkal’naya” and “Tri prim”.

The results of this study indicate a fairly high genetic diversity of four offshoots of the carp breed “Izobelinsky”, which was established using the marker loci optimally selected for analysis. This makes it possible to differentiate the layering among themselves.

карпCyprinus carpio carpioгенетическое разнообразиемикросателлитные локусыаллельcarpCyprinus carpio carpiogenetic diversitymicrosatellite locialleleReferencesMicrosatellite markers in common carp (Cyprinus carpio L.) / R. P. M. A Crooijmans [et al.] // Animal Genetics. – 1997. – Vol. 28, N 2. – P. 129–134. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1997.00097.xCrooijmans R. P. M. A., Van der Poel J. J., Groenen M. A. M., Bierbooms V. A. F., Komen J. Microsatellite markers in common carp (Cyprinus carpio L.). Animal Genetics, 1997, vol. 28, no. 2, pp. 129–134. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1997.00097.xGenetic variability and structure of common carp (Cyprinus carpio) populations throughout the distribution range inferred from allozyme, microsatellite and mitochondrial DNA markers / K. Kohlmann [et al.] // Aquatic Living Resources. – 2003. – Vol. 16, N 5. – P. 421–431. https://doi.org/10.1016/s0990-7440(03)00082-2Kohlmann K., Gross R., Murakaeva A., Kersten P. Genetic variability and structure of common carp (Cyprinus carpio) populations throughout the distribution range inferred from allozyme, microsatellite and mitochondrial DNA markers. Aquatic Living Resources, 2003, vol. 16, no. 5, pp. 421–431. https://doi.org/10.1016/s0990-7440(03)00082-2Polymorphism of Microsatellite Markers in Russian Common Carp (Cyprinus carpio L.) Breeds / R. I. Ludanny [et al.] // Russian Journal of Genetics. – 2010. – Vol. 46, N 5. – P. 572–577. https://doi.org/10.1134/s1022795410050108Ludannyy R. I., Chrisanfova G. G., Prizenko V. K., Bogeruk A. K., Semyenova S. K. Polymorphism of Microsatellite Markers in Russian Common Carp (Cyprinus carpio L.) Breeds. Russian Journal of Genetics, 2010, vol. 46, no. 5, pp. 572–577. https://doi.org/10.1134/s1022795410050108Thai, B. T. Genetic diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) in Vietnam using four microsatellite loci / B. T. Thai, C. P. Burridge, Austin C. M. // Aquaculture. – 2007. – Vol. 269, N 1–4. – P. 174–186. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2007.05.017Thai T. B., Burridge C. P., Austin C. M. Genetic diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) in Vietnam using four microsatellite loci. Aquaculture, 2007, vol. 269, no. 1–4, pp. 174–186. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2007.05.017Microsatellite markers for parentage identification in Jian Carp (Cyprinus carpio var. Jian) / Y. Gu [et al.] // Hereditas (Beijing). – 2012. – Vol. 34, N 11. – P. 1447–1455. https://doi.org/10.3724/sp.j.1005.2012.01447Gu Y., Li C., Lu C. Y., Zheng X. H., Yu J. H., Sun X. W. Microsatellite markers for parentage identification in Jian Carp (Cyprinus carpio var. Jian). Hereditas (Beijing), 2012, vol. 34, no. 11, pp. 1447–1455. https://doi.org/10.3724/sp.j.1005.2012.01447Genetic diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) strains breed in Poland based on microsatellite, AFLP, and mtDNA genotype data / L. Napora-Rutkowskia [et al.] // Aquaculture. – 2017. – Vol. 473. – P. 433–442. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2017.03.005Napora-Rutkowski L., Rakus K., Nowak Z., Szczygieł J., Pilarczyk A., Ostaszewska T., Irnazarow I. Genetic diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) strains breed in Poland based on microsatellite, AFLP, and mtDNA genotype data. Aquaculture, 2017, vol. 473, pp. 433–442. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2017.03.005Sambrook, J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual / J. Sambrook, D. W. Russell. – 3rd ed. – New York, 2001.Sambrook J., Russell D. W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd ed., New York, 2001.A consensus linkage map of the grass carp (Ctenopharyngodon idella) based on microsatellites and SNPs / J. Xia [et al.] // BMC Genomics. – 2010. – Vol. 11, N 1. – Art. 135. https://doi.org/10.1186/1471-2164-11-135Xia J., Liu F., Zhu Z., Fu J., Feng J., Li J., Yue G. A consensus linkage map of the grass carp (Ctenopharyngodon idella) based on microsatellites and SNPs. BMC Genomics, 2010, vol. 11, no. 1, art. 135. https://doi.org/10.1186/1471-2164-11-135Peakall, 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, Ø. Past: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis / Ø. Hammer, D. A. T. Harper, P. D. Ryan // Palaeontologia Electronica. – 2001. – Vol. 4, N 1. – P. 1–9.Hammer Ø., Harper D. 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 Resource, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 27–32. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12509Животовский, Л. А. Популяционная биометрия / Л. А. Животовский. – М.: Наука, 1991. – 270 c.Zhivotovskij L. A. Population biometrics. Moscow, 1991. 270 p. (in Russian).Кононов, А. В. Генетическое и видовое разнообразие в исходных и инвазивных популяциях комплекса вредителей хвойных деревьев: жук-короед P. proximus (Coleoptera, Scolytidae) и его грибы-симбионты / А. В. Кононов. – Новосибирск, 2018. – 102 л.Kononov A. V. Genetic and species diversity in the original and invasive populations of a set of pests of coniferous trees: barkbeetle P. proximus (Coleoptera, Scolytidae) and its mushroom symbionts. Novosibirsk, 2018. 102 p. (in Russian).Кузнецов, В. М. F-статистики Райта: Оценка и интерпретация / В. М. Кузнецов // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2014. – № 4 – С. 80–104.Kuznetsov V. M. Wright’s F-statistics: estimation and interpretation. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh = Problems of Biology of Productive Animals, 2014, no. 4, pp. 80–104 (in Russian).

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