Генетическая изменчивость исходного стада внутри породного типа породы сарбоянский карп (Cyprinus carpio L.) на основе фрагмента гена цитохром оксидаза I митохондриальной ДНК

В современном исследовании эволюционных и таксономических связей рыб митохондриальный геном используется из-за своего небольшого размера и высокой скорости мутаций, по сравнению с ядерным геномом. Исследование мтДНК помогает выявить географические и генетические закономерности, а также – происхождение видов, пород и разновидностей. В настоящей работе было изучено генетическое разнообразие стада сарбоянского карпа северного типа с использованием фрагмента COX1 митохондриальной ДНК, а также проанализированы филогенетические связи между современными породами, подвидами и видами рода Cyprinus. У проанализированных гаплотипов сарбоянского карпа, разводимого в Мошковском районе в хозяйстве ООО «ЭКО-ПАРК» выявлены относительно невысокие показатели генетического полиморфизма. Филогенетический анализ, проведенный на основе собственных гаплотипов и гаплотипов, взятых из международной базы данных NCBI, позволяет утверждать, что сарбоянский карп представляет собой глубоко гибридную группировку, что подтверждает известные данные о происхождении данной породы. Исследование медианной сети гаплотипов показало, что гаплотипы карпа и дикого сазана образуют связанные гаплогруппы через один общий гаплотип. Сарбоянский карп представлен тремя гаплотипами, 75% из которых принадлежат к звездообразной структуре (H1), а оставшиеся 25% представлены различными породами карпа и сазана, как из Евразии, так и из Северной Америки.

1. Pishchenko E.V., Moruzi I.V., Zakonnova L.I., Vesnina L.V., Kropachev D.V. (2021). Microevolutionary processes in the creation of the Siberian species of carp // E3S Web of Conferences. 14-th International Scientific and Practical Conference on State and Prospects for the Development of Agribusiness, INTERAGROMASH 2021. Rostov-on-Don. С. 03006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202127303006.

2. Moruzi I.V., Pishchenko E.V., Beloysov P.V., Gart V.V., Kropachev D. A. (2021). Selection and breeding work with a modern population of Sarboyan carp. Серия конференций IOP: Earth and Environmental Science 937 (2021). DOI: 10.1088/1755-1315/937/3/032034.

3. Rahman M.M. (2015) Role of common carp (Cyprinus carpio) in aquaculture production systems. Frontiers in Life Science. № (3) 15. P. 399-410. Doi:10.1080/21553769.2015.1045629.

4. Голод В.М. Породы рыб России// Генетика, селекция и воспроизводство рыб: сб. науч. тр. – СПб. 2002. С.19-25.

5. Xu, P., Jiang, Y., Xu, J., Li, J., Sun, X. (2016). Genomics in the common carp. Genomics in Aquaculture 16. Pp. 247. DOI: 10.1016/B978-0-12-801418-9.00010-X.

6. Liu, X., Ye, X., Liang, H., Zhou, L., Zhou, X., Zou, G., et al. (2019). Mitochondrial genome sequences reveal the evolutionary relationship among different common carp varieties (Cyprinus carpino L.). Meta Gene. № 19. Pp. 82-90. DOI: 10.1016/j.mgene.2018.11.001.

7. Saikia S.K., Das D.N. (2009). Feeding ecology of Common Carp (Cyprinus carpio L.) in a rice-fish culture system of the Apatani plateau (Arunachal Pradesh, India). Aquatic Ecology. № 43 (2). Pp. 559-568.

8. Xu J., Jiang Y., Zhao Z., Zhang H., Peng W., Dong C. et al. (2019). Patterns of Geographical and Potential Adaptive Divergence in the Genome of the Common Carp (Cyprinus carpio). Livestock Genomics. (10) 19. DOI: 10.3389/fgene.2019.00660.

9. Balon E. K. (1995) Origin and domestication of the wild carp, Cyprinus carpio: from Roman gourmets to the swimming flowers. Aquaculture (129) 91. Pp.3-48. DOI: 10.1016/0044-8486(94)00227-F.

10. Jackson M. C., Britton R. (2014). Divergence in the tropiс niche of sympatic freshwater invaders. Biological Invasion. 16(5). Pp.1095-1103. Doi: 10.1007/s10530-013-0563-3.

11. Napora Rutkowski L., Rakus K., Nowak Z., Pilarczyk A., Ostaszewska T., Irnazarow I. et al. (2017). Genetic diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) strains breed in Poland based on microsatellite, AFLP, and mtDNA genotype data. Aquaculture. 2017. № (473) 17. Pp. 433-442. DOI: 10.1016/j.aquaculture.03.005.

12. Zhao Y., Zheng X., Zhu X. (2020). Genetic variation of common carp Cyprinus carpio L. in China based on mitochondrial COII gene. Aquaculture Reports. № (18) 20. p. 100462 DOI: 10.1016/j.aqrep.2020.100462.

13. J P., Zhang Y., Li C., Zhao Z., Wang J., Li J. (2012). High Throughput Mining and Characterization of Microsatellites from Common Carp Genome. International Journal of Molecular Sciences. № (8) 13. Pp. 9798-9807. DOI: 10.3390/ijms13089798.

14. Lin M., Zou J., Wang C. (2016). Complete mitochondrial genomes of domesticated and wild common carp (Cyprinus carpio L.). PubMed. № 27(1). 50-1. DOI: 10.3109/19401736.2013.869690.

15. Xu P., Zhang X., Wang X., Li J., Liu G., Kuang Y et al. (2014). Genome sequence and genetic diversity of the common carp, Cyprinus carpio. Nat Genet. № (46). 14. Pp.1212-1219. DOI: 10.1038/ng.3098.

16. Toth B., Ashrafzadeh M.R., Khosravi R., Bagi Z., Feher M., Barsony P. et al, (2022). Insights into mitochondrial DNA variation of common carp Cyprinus carpio strains in the Centre of Carpathian Basin. Aquaculture. № (554) 22. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2022.738116

17. Kohlmann K., Kersten P. (2013). Deeper insight into the origin and spread of European common carp (Cyprinus carpio carpio) based on mitochondrial D-loop sequence polymorphisms. Aquaculture. № (376-379) 13. Pp. 97. 104. DOI:10.3109/1940136.2013.869690

18. Fallahbagheri F., Dorafshan S., Pourkazemi M., Keivany, Y. et al. (2013). Genetic analysis of wild common carp, Cyprinus carpio L. in the Anzali wetland, the Caspian Sea. Iranian Journal of Fisheries Sciences. № (1)13. 1. 11 DOI: 10.22092/IJFS.2018.114256

19. Wang C., Liu H., Lou Z., Wang G., Zou G., Li X. (2010). Mitochondrial genetic diversity and gene flow of common carp from main river drainages in China. Freshwater Biol. (9) 11, 1905- 1915. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2010.02424

20. Ladoukakis E. D. and Zouros E. (2017). Evolution and Inheritance of Animal Mitochondrial DNA: Rules and Exceptions. J. Biol. Res-thessaloniki. 17. № (1). Pp. 1-7. DOI:10.1186/s40709-017-0060-4

21. Прудкой Д.С., Белоусов П.В., Морузи И.В. Экстерьерные особенности производителей сарбоянского карпа // Материалы науч.-прак. конф. «Проблемы биологии, зоотехнии и биотехнологии». 2020. С. 86-89.

22. Коровин В.А. Методы выведения и современное состояние сарбоянской породы карпа: Сборник: Селекция рыб. 1989. С. 195-210

23. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl. Ac. Symp. Ser. 1999. V. 41. P. 95-98.

24. Librado P., Rozas J. (2009). DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. V. 25. Pp. 1451-1452.

25. Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. (2013). MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Mol Biol Evol. Dec. 30(12). 2725-9. DOI: 10.1093/molbev/mst197.