ВВЕДЕНИЕ 5
1 Обзор литературы 7
1.1 Малярийные комары Anopheles 7
1.2 Малярийные комары Anopheles подгруппы Maculipennis 7
1.3 Филогенетический подход в систематике 8
1.4 Молекулярная филогенетика малярийных комаров 11
1.5 Криптические виды малярийных комаров 11
1.6 Изменение ареалов распространения и миграция комаров в свете глобального
потепления климата 14
2 Материалы и методы 15
2.1 Материалы исследования 15
2.2 Методы исследования 15
2.2.1 Выделение геномной ДНК 15
2.2.2 Спектрофотометрическое измерение концентрации ДНК 15
2.2.3 ПЦР 15
2.2.4 Электрофорез ДНК в агарозном геле 16
2.2.5 ПДРФ 17
2.2.6 Очистка ДНК методом спиртового осаждения 17
2.2.7 Очистка ДНК при помощи магнитных частиц 17
2.2.8 Компьютерная обработка полученных после секвенирования нуклеотидных
последовательностей 18
3 Результаты и обсуждение 19
ВЫВОДЫ 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 27
За последние годы в связи с изменениями климата происходит перестройка ареалов живых организмов и их приспособление к новым условиям обитания. Подобные генетические адаптации и закономерности распространения инвазивных видов необходимо изучать, чтобы предвидеть возможные глобальные последствия.
Малярийные комары таксономически сложная группа [Krzywinski, Besansky, 2003], они обладают большим количеством видов-двойников, имеющие физиологические, поведенческие и генетические различия. Их симпатрическое видообразование — актуальная проблема.
Комары рода Anopheles переносят возбудитель малярии, что делает их смертельно опасными для человека, что и объясняет научный интерес к этим организмам. Определение вида, установление степени родства и дивергенции близких видов это основные задачи эволюционной систематики и филогенетики. Их решение затруднительно в отношении видов-двойников [Ваулин, Новиков, 2010].
В Западной Сибири обитает 4 вида малярийных комаров, среди которых два криптических — Anopheles messeae и An. daciae. При этом видовой статус An. daciae некоторыми исследователями подвергается сомнению, так как нет достаточных сведений о репродуктивном барьере этих двух видов. Но также отмечаются различия в морфологии яиц, двух нуклеотидных заменах в ITS2, в двух видоспецифичных инверсий X0 и X2, частоте полиморфных аутосомных инверсий, а также экологических особенностях Anopheles messeae и An. daciae [Naumenko et al., 2019].
ДНК-маркер ITS2 может выступать самостоятельным диагностическим признаком при описании нового вида [Sedaghat et al., 2003]. Также может использоваться в совокупности с другими признаками, что необходимо при исследовании высокополиморфных видов, к которым, например, относятся An. messeae и An. daciae. В таких случаях ITS2 оказывается весомым аргументом в вопросах принадлежности к одному или разным видам разных групп популяций [Ваулин, Новиков, 2010].
Для выявления внутривидового полиморфизма может быть использован и фрагмент гена митохондриальной цитохромоксидазы I (COI) [Di Luca, 2004]. Фрагменты COI показывают очень высокую изменчивость при использовании для внутривидовых исследований популяций An. messeae, вызывая высокую степень внутрипопуляционного полиморфизма, что приводит к появлению большого числа гаплотипов, что указывает на необходимость большего количества исследований с использованием данного маркера [Di Luca, 2004].
Данная работа направлена на оценку внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости An. messeae и An. daciae по нуклеотидным последовательностям генов COI и ITS2. Это поможет в реконструкции миграции инвазивного вида An. daciae в Западной Сибири.
Целью этой работы является оценка внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости видов-двойников Anopheles messeae и An. daciae по нуклеотидным последовательностям гена цитохром оксидазы I (COI) и второго внутреннего транскрибируемого спейсера 2 рДНК (ITS2).
Задачи:
1. Определение изменчивости малярийных комаров Anopheles messeae и An. daciae в природных популяциях Западной Сибири по нуклеотидным последовательностям гена COI.
2. Определение изменчивости малярийных комаров Anopheles messeae и An. daciae в природных популяциях Западной Сибири по нуклеотидным последовательностям гена ITS2.
Работа выполнена на базе Научно-исследовательского института биологии и биофизики Томского государственного университета (НИИББ ТГУ), в лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды, под руководством старшего научного сотрудника, кандидата биологических наук Г. Н. Артемова.
1. Нуклеотидная последовательность митохондриального гена цитохромоксидазы I (COI) Anopheles daciae и An. messeae обладает высокой изменчивостью. Особи малярийных комаров An. daciae из природных популяций Сибири и Урала отличаются однонуклеотидной заменой COI в 482 позиции. Найдены однонуклеотидные замены COI характерные для природных популяций Балканского полуострова.
2. Изменчивость последовательностей COI An. daciae оказалась ниже в природных популяциях Ханты-Мансийского АО (зона тайги), по сравнению с популяциями Курганской и Томской областей (лесостепная и подтаежная зоны).
3. Последовательность нуклеотидов второго внутреннего транскрибируемого спейсера рДНК (ITS2) различается у особей An. daciae в пяти позициях. Подтверждена надежность использования ПЦР-ПДРФ анализа для определения криптического вида An. daciae.
