Генетическая структура популяций крапчатого суслика (spermophilussuslicus Güld. ) в Среднем Поволжье по данным анализа микросателлитной ДНК

УДК 591.557:599.322.2

DOI: 10.21685/2307-9150-2017-3-5

С. С. Закс, А. А. Кузьмин, С. В. Титов

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ КРАПЧАТОГО СУСЛИКА (SPERMOPHILUS SUSLICUS GÜLD.) В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ ПО ДАННЫМ АНАЛИЗА МИКРОСАТЕЛЛИТНОЙ ДНК1

Аннотация.

Актуальность и цели. Изучение популяционного полиморфизма у видов животных, ареалы которых подвержены частым перестройкам, является одной из актуальных задач популяционной экологии. Особенно такие исследования необходимы при изучении ареалов видов, резко сокращающих свою численность или находящихся в долговременном депрессивном состоянии. Целью исследования было изучение уровня генетического полиморфизма особей в современных популяциях крапчатого суслика (Spermophilus suslicus Güld.), обнаруженных на территории Среднего Поволжья, с использованием молеку-лярно-генетических маркеров микросателлитной ДНК.

Материалы и методы. Была исследована генетическая структура 28 популяций крапчатого суслика, обнаруженных на территории Среднего Поволжья. Обобщенная выборка составила 131 особь. Были использованы специфические для сусликов праймеры, применяемые для амплификации фрагментов, содержащих микросателлитные повторы в трех локусах STR1, Ssu16, Ssu17. Генетическую структуру популяций описывали при использовании программы Arlequin ver. 3.1 и пакет программ Statistica for Windows.

Результаты. В популяциях крапчатого суслика на территории Среднего Поволжья для локуса STR1 было выявлено 10 аллелей, для локуса Ssu16 -10 аллелей и для локуса Ssu17 - 9 аллелей. Были получены индексы внутри-популяционной стандартной и молекулярной изменчивости по трем исследованным маркерам. Среднее значение индекса фиксации гамет (FST) составило 0,250. Анализ полученных характеристик генетической структуры популяций показал, что в популяциях крапчатого суслика наблюдаются несоответствие ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности и потеря аллелей на локус. Исследования генетической структуры популяций крапчатого суслика по индексу фиксации гамет выявил высокий уровень генетической разнородности локальных популяций S. suslicus. При этом индексы фиксации гамет внутри локальных популяций и внутри метапопуляций оказались почти в 2 раза ниже, чем индексы фиксации гаплотипов между локальными популяциями из различных метапопуляций.

Выводы. Анализ данных по генетической структуре популяций крапчатого суслика, полученных по микросателлитным данным, показал, что в популяциях крапчатого суслика наблюдается проявление деструктивных популяцион-ных процессов, выражающихся в несоответствии ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности популяций и потере аллелей на локус (прохождение популяциями стадии «бутылочного горлышка»). Анализ индексов фиксации гамет, так и индексов «дельта-мю квадрат», характеризующий генетические дистанции между популяциями, подтверждает достоверность предложенной метапо-пуляционной модели восточной части ареала крапчатого суслика.

Ключевые слова: крапчатый суслик, микросателлитная ДНК, Среднее Поволжье.

1 Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-34-60059 мол_а_дк.

S. S. Zaks, A. A. Kuzmin, S. V. Titov

THE GENETIC STRUCTURE OF SPOTTED GROUND SQUIRREL POPULATIONS (SPERMOPHILUS SUSLICUS GULD.) IN MIDDLE VOLGA REGION ACCORDING TO A MICROSATELLITE DNA ANALYSIS

Abstract.

Background. Studying of population polymorphism in wide spread animal species was and still remains one of topical tasks of population ecology. Such researches are especially necessary when studing habitats of species rapidly decreasing in numbers or having a long-term depressed condition. The goal of the research work is to study genetic polymorphism levels of specimens in living populations of the spotted round squirrel (Spermophilus suslicus Guld.), found in the territory of Middle Volga Region, using microsatellite DNA markers.

Materials and methods. The genetic structure of 28 local spotted ground squirrel populations in the territory of Middle Volga Region was studied. The total sample size - 131 individuals. The authors used primers specific for squirrels applied to amplify fragments containing microsatellite repeats in three loci STR1, Ssu16, Ssu17. The populations' genetic structure was described using Arlequin ver. 3.1 and Statistica for Windows software.

Results. Considering the spotted ground squirrel populations the author detected 10 alleles for locus STR1, 10 alleles for locus Ssu16 and 9 alleles for locus Ssu17. The researchers also obtained the indices of standard and molecular intrapopulation variability. The average value of the fixation index of gametes (FST) amounted to 0,250. The populations of the speckled ground squirrel featured discrepancy between expected and observed heterozygosity and loss of alleles per locus. The fixation index of gametes revealed a high level of genetic heterogeneity of the local populations of S. suslicus. The gametes fixing indices within local populations and within metapopulations were almost 2 times lower than the haplotypes fixing indices between local populations from various metapopulations.

Conclusions. When examining the spotted ground squirrel populations the authors noticed manifestation of destructive population processes expressed in discrepancy between expected and observed heterozygosity of populations and loss of alleles per locus (when populations pass the "bottleneck" stage). The analysis of both gametes fixing and "А д2" indices, characterizing genetic distances between populations, confirmed the proposed metapopulation model of the eastern part of the spotted ground squirrel habitat to be reliable.

Key words: spotted ground squirrel, microsatellite DNA, Middle Volga Region.

Изучение популяционного полиморфизма у видов животных, ареалы которых подвержены частым перестройкам, является одной из актуальных задач популяционной экологии [1]. Изучение динамики ареала во времени и пространстве с привлечением данных о генетической структуре популяций, кроме выявления причин таких ареалогических изменений, позволяет составить прогноз о расширении или сужении области обитания таких видов в конкретном регионе. Особенно это важно при исследовании ареалов видов, резко сокращающих свою численность или находящихся в долговременном депрессивном состоянии и требующих проведения охранных мероприятий [2].

Именно к таким видам млекопитающих относится крапчатый суслик (Spermophilus suslicus Güld.), включенный в Красные книги большинства субъектов Поволжского региона [3-7], а также в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП) (http://www.iucnredlist.org/details/20492/0).

Целью исследования было изучение уровня генетического полиморфизма особей в современных популяциях крапчатого суслика, обнаруженных на территории Среднего Поволжья, с использованием молекулярно-генети-ческих маркеров микросателлитной ДНК.

Материалы и методы

Материал для работы был собран в ходе проведения экспедиционных работ в период 2014-2017 гг. в Среднем Поволжье. Была исследована генетическая структура 28 популяций крапчатого суслика, обнаруженных в регионе исследований. Обобщенная выборка составила 131 особь (табл. 1). В молеку-лярно-генетическом анализе были использованы выборки всех географически разобщенных популяций, а в статистическую обработку полученных данных были вовлечены только те из них, у которых величина выборки превышала три особи (n = 17).

Молекулярно-генетические исследования проведены на базе лаборатории молекулярной экологии и систематики животных кафедры зоологии и экологии Пензенского государственного университета.

ДНК выделяли из образцов печени или когтевых фаланг пальцев, зафиксированных в этаноле (96 %). Предварительно гомогенизировав, небольшие кусочки ткани (около 50 мг) инкубировали в течение 6-12 ч в смеси, включающей 0,5 мл буфера STE, 50 мкл 10 %-го додецилсульфата натрия (SDS) и 17 мкл протеиназы К, при 50 °C с последующей фенольной экстракцией [8].

Полимеразную цепную реакцию (PCR) проводили в 25 мкл реакционной смеси, содержащей 50 мМ Трис-HCl (pH 8,9), 20 мМ сульфата аммония, 20 мкМ ЭДТА, 170 мкг/мл бычьего сывороточного альбумина (BSA), смесь дезоксинуклеозидтрифосфатов (200 мкМ каждого из них), 2 мМ хлористого магния, 0,6 мкМ каждого из праймеров, 0,1-0,2 мкг ДНК и 2 ед. акт. Taq-полимеразы. Реакцию проводили при условиях - 94 °С - 30 с, 58-60 °С -30 с (отжиг), 72 °С - 30 с (30 циклов). В работе были использованы специфические для сусликов праймеры, применяемые для изучения генетической структуры популяций (табл. 2). В последствие полученные таким образом PCR-продукты были подвергнуты электрофоретическому разделению в 8 %-м полиакриламидном геле (ПААГ) с целью выявления аллельного состава генотипа для каждого образца. Для уточнения идентификации конкретных мик-росателлитных аллелей некоторые из маркерных образцов были просеквени-рованы (STR1 - n = 135; Ssu16 - n = 91; Ssu17 - n = 130).

Генетическую структуру популяций описывали при использовании программы Arlequin ver. 3.1, при использовании которой также вычисляли значения иерархических коэффициентов F, с помощью которых выявляли метапопуляционную структуру восточной части ареала крапчатого суслика.

Достоверность различий параметрических показателей оценивалась по критерию Стьюдента при пороговом значении p < 0,05, а непараметрических - с помощью %2-теста. При обработке многомерных показателей был использован пакет программ Statistica for Windows.

о <-+

с

-ч (Л

о го'

о (/>

Оз

О" <0

Таблица 1

Исследованные на аллельное разнообразие микросателлитных маркеров популяции крапчатого суслика в восточной части ареала

Популяция N Адрес поселения Выявленное аллельное разнообразие по трем микросателлитным маркерам*

этю 381116 38и17

1 2 3 4 5 б

Ульяновская область

1. Беловодье 3 Окрестности с. Беловодье, Карсунский район, 54°15' с.ш., 4б°39' в.д. - 3 алл. 7, 8, 12 -

2. Белозерье 2 Окрестности с. Белозерье, Карсунский район, 54°16' с.ш., 47° 16' в.д. - 3 алл. 7, 8, 15 1 алл. 13

3. Бестужевка 2 Окрестности с. Бестужевка, Кузоватовский район, 53°44' с.ш., 47°38' в.д. 2 алл. 11, 14 1 алл. 8 4 алл. 7, 12, 13, 21

4. Волчанка 3 Окрестности с. Волчанка, Радищевский район, 53°00' с.ш., 47° 10' в.д. 3 алл. 10, 14, 16 3 алл. 7, 8, 17 2 алл. 10, 13

5. Вязовка 4 Окрестности с. Вязовка, Радищевский район, 52°54' с.ш., 48°22' в.д. 3 алл. 9, 13, 14 5 алл. 8, 10, 13, 14, 15 4 алл. 7, 9, 10, 12

б. Загоскино 3 Окрестности с. Загоскино, Майнский район, 53°53' с.ш., 47°38' в.д. 3 алл. 8, 9, 13 3 алл. 8, 9, 13 2 алл. 7, 12

7. Зыково 4 Окрестности с. Зыково, Новоспасский район, 53°04' с.ш., 47°46' в.д. - 4 алл. 7, 8, 10, 12 -

8. Красноборск 5 Окрестности пос. Красноборск, 53°45' с.ш., 48°02' в.д. - 3 алл. 7, 8, 13 1 алл. 13

9. Новое Погорелово 5 Окрестности с. Новое Погорелово, Вешкаймский район, 54°09' с.ш., 4б°50' в.д. - 3 алл. 7, 8, 13 1 алл. 13

10. Русские Горенки 8 Окрестности с. Русские Горенки, Карсунский район, 54°15' с.ш., 4б°44' в.д. 4 алл. 10, 11, 15, 17 3 алл. 8, 9, 15 4 алл. 9, 11, 12, 13

11. Сарым 2 Ур. Сарым, Теренгульский район, 53°3б' с.ш., 48° 19' в.д. 2 алл. 14, 17 2 алл. 8, 9 2 алл. 7, 11

ю

N0 О

N1

1Л

гп о

3

ГО

0

3 <»

ГО

1 I о; го

I

О ^

з; С

СП

с §

о

со §

1Л

Продолжение табл. 1

П>

тз

-ч

о

о П> П>

О.

3' §

<5" о

П>

о'

3

1 2 3 4 5 6

12. Смыпшяевка 14 Окрестности с. Смыпшяевка, Кузоватовский район, 53°45' с.ш., 47°44'в.д. б алл. 9, 11, 13, 14, 15, 16 3 алл. 8,9, 15 5 алл. 7, 11, 12, 13, 21

13. Соловчиха 2 Окрестности с. Соловчиха, Радищевский район, 52°58' с.ш., 47°48' в.д. 2 алл. 9, 13 3 алл. 8,9, 10 3 алл. 7, 10, 13

14. Студенец 2 Окрестности ст. Студенец, Кузоватовский район, 53°25' с.ш., 47°58' в.д. 4 алл. 10, 11, 12, 13 3 алл. 8,9, 18 4 алл. 7, 8, 10, 15

15. Сухаревка 3 Окрестности с. Сухаревка, Майнский район, 53°58' с.ш., 47°47' в.д. 3 алл. 11, 12, 14 2 алл. 8, 9 2 алл. 7, 13

16. Сухая Терешка 1 Окрестности с. Сухая Терешка, Николаевский район, 52°59' с.ш., 47°29' в.д. - 2 алл. 7, 13 -

17. Тимерсяны 11 Окрестности с. Нижние Тимерсяны, Цильнинский район, 54°33' с.ш., 47°48' в.д. 3 алл. 15, 16, 17 4 алл. 8, 9, 12, 15 5 алл. 7, 10, 11, 12, 13

18. Трубетчина 7 Окрестности с. Трубетчина, Кузоватовский район, 53°38' с.ш., 47°52' в.д. - 3 алл. 7, 8, 13 1 алл. 13

19. Чихан-гора 17 Окрестности с. Куроедовские Выселки, Николаевский район, 53°06' с.ш., 47°21' в.д. 6 алл. 10, 12, 13, 15, 16, 17 6 алл. 8, 9, 10, 12, 13, 14 5 алл. 7, 9, 11, 12, 13

20. Урено-Карлинское 6 Окрестности с. Урено-Карлинское, Карсунский район, 54°15' с.ш., 47°15' в.д. 3 алл. 12, 13, 14 4 алл. 8, 9, 10, 15 4 алл. 8, 9, 11, 13

21. Чувашская Кулатка 1 Окрестности с. Чувашская Кулатка, Старокулатский район, 52°43' с.ш., 47°43' в.д. - 2 алл. 7, 12 -

22. Шевченко 5 Окрестности пос. Шевченко, Радищевский район, 52°53' с.ш., 48°1 Г в.д. 4 алл. 11, 13, 14, 15 5 алл. 8, 9, 10, 17, 18 5 алл. 7, 8, 9, 12, 13

23. Элита 6 Окрестности пос. Элита, Сурский район, 54°28' с.ш., 4б°51'в.д. 3 алл. 12, 13, 16 2 алл. 8, 9 3 алл. 8, 11, 13

Чувашская Республика

24. Батырево 9 Окрестности пос. Батырево, Батыревский район, 55°04' с.ш., 47°41' в.д. 6 алл. 8, 9, 10, 11, 12, 13 2 алл. 8, 9 3 алл. 9, 11, 13

25. Цивильск 2 Окрестности пос. Молодежный, Цивильский район, 55°50' с.ш., 47°24' в.д. 1 алл. 9 1 алл. 7 1 алл. 13

5

<»

П> о

3 §

<»

а

0

Е

§

с

П> 0\

1 о-й (и

0 <»

П> О, П>

1 С Сс

О <»

§ N

о з;

С Сс ТЗ П> со С

0

1

о <-+

с

-ч (Л

о го'

о (/>

Оз

О" <0

1Л 1Л

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6

Республика Мордовия

26. Алашеевка 2 Окрестности с. Алашеевка, Атяшевский район, 54°38' с.ш., 46° 14' в.д. 1 алл. 9 1 алл. 10 1 алл. 10

Саратовская область

27. Калининск 2 Окрестности пос. Соцземледельческий, Калининский район, 5Г29' с.ш., 44° 16' в.д. - 2 алл. 7, 8 1 алл. 13

Всего: 119 10 алл. 8-17 10 алл. 7-10, 12-15, 17, 18 9 алл. 7-9, 10-13, 15, 21

ю из

N0

о

N1

Примечание. * В числителе указано число аллелей, обнаруженных в популяции, в знаменателе - номера аллелей, соответствующие числу микросателлитных повторов.

гп о

3

ГО

0

3 <»

ГО

1 I о; го

I О

с

СП

с §

о

со §

Таблица 2

Праймеры, использованные для анализа микросателлитной ДНК (8ТЯ-повторы) в популяциях крапчатого суслика

Система праймеров ТО отж Последовательность 5 - 3 Микросателлитный повтор

STRI 1 D/R 62° D: GGAGGAGGCTCATGAGACAG R: CTAAAAATAAAGTCTATTAAGGCTT (GAAA)n(AGGG)m

Ssu16 D/R* 58° D: AACCCTTTCTGTTTCCCTTCA R: TGGGGTTAGCAAATGATGGT (GAT)n

Ssu17 D/R* 58° D: CCCAAAAGGGAACAAGCTA R: TGATTCAAAGATGCAAACATCC (GAT)n

Примечание. * по ОоМек й а1., 2006 [9].

Результаты и обсуждение

Анализ частот аллелей изученных микросателлитных маркеров позволил получить характеристику внутрипопуляционной генетической структуры. При рассмотрении аллельного разнообразия в отдельных популяциях было выявлено закономерное его снижение с юга на север по средним показателям числа аллелей с 5,6 до 3,3 (рис. 1). В целом в популяциях крапчатого суслика на территории Среднего Поволжья для локуса 8ТЯ1 было выявлено 10 аллелей (в соответствии с числом повторов - 8-17), для локуса 88и16 - 10 аллелей (7-10, 12-15, 17, 18) и для локуса 88и17 - 9 аллелей (7-9, 10-13, 15, 21).

Куроедовские Выселки

Смышляевка

с£

I-

и>

8 9 10111213 14 15 1617

О iH 3

И

to

II-

8 9 10 11 12 13 14 15

—

6 . 1 1 0

7 9 10 11 12 13 21

10

8

4 4

I 2 I

0 1 0 1 ° 1 ° 0

8 9 1011121314151617

0 0 0 0 0

8 9 10 11 12 13 14 15

25 •

15

6 4 2 _

l.l 1

7 9 10 11 12 1 3 21

Тимерсяны

•ifMOOOlO>ifMO -1 3

6

8 9 10111213141   51617

12

10 Hi 8

8 9 10 11 12 13 14 15

7 9 10 11 12 13 21

юг

Батырево

8

5

2 1 1 J

1 1 1 a I 0 0 0 0

8 9 1011121314151617

0 0 0 0 0 0

8 9 10 11 12 13 14 15

6

0 I 0

7 9 10 11 12 13 21

север

Рис. 1. Аллельные спектры микросателлитных локусов (8ТЯ1, §Би16, §Би17) в различных географических популяциях крапчатого суслика в Среднем Поволжье

13

6

14

14

15

10

5

3

3

0 0 0 0

0

15

11

3

0

0

Для популяций, размер выборок из которых превышает три особи, были получены индексы внутрипопуляционной стандартной и молекулярной изменчивости по трем исследованным маркерам Ssu16, Ssu17, STR1 (табл. 3). Среднее число аллелей на локус (Na) варьирует от 2,67 до 5,67 (3,96 ± 0,30, n = 8), ожидаемая гетерозиготность (Hexp) изменяется от 0,722 до 0,333, наблюдаемая гетерозиготность (Hobs) варьирует в том же диапазоне от 0,798 до 0,569, средний индекс аллельных «потерь» Garza-Williams на локус (G-W) изменяется от 0,867 до 0,444 (0,675 ± 0,048, n = 8), ожидаемая гомозиготность по локусу (0Д) варьирует от 2,597 до 1,538 (1,834 ± 0,121, n = 8), среднее генное разнообразие по локусу (GD) изменяется от 0,798 ± 0,551 до 0,569 ± 0,385 и среднее значение индекса фиксации гамет (FT = 0,250. Анализ полученных характеристик генетической структуры популяций показал, что в популяциях крапчатого суслика, в которых численность еще превышает эффективную (0,15 ос/га) [10], наблюдается проявление деструктивных популяционных процессов. Прежде всего это выражается в нарушении действия автономных генетических процессов (несоответствие ожидаемой и наблюдаемой гетеро-зиготности - популяции «Элита», «Смышляевка», «Вязовка») и потере аллелей на локус (прохождение стадии «бутылочного горлышка» - популяции «Смышляевка», «Вязовка», «Русские Горенки»). Основными причинами возникновения такой популяционной ситуации являются усиливающаяся фрагментация среды на фоне естественного снижения численности, а также снижение интенсивности обмена генетическим материалом между локальными популяциями вследствие снижения миграционной активности вида в изучаемом регионе.

Таблица 3

Внутрипопуляционные характеристики показателей генетической структуры популяций крапчатого суслика в восточной части ареала, полученные в ходе анализа трех микросателлитных локусов STR1, Ssu16, Ssu17

Популяция N Индексы стандартной изменчивости Индексы молекулярной изменчивости

Na Hobs Hexp R G-W 0я GD

Чихан-гора 17 5,667 0,549 0,688 6,333 0,774 1,830 0,688 ± 0,439

Элита 6 2,667 0,333 0,626 3,333 0,700 1,636 0,626 ± 0,433

Урено-Карлинское 6 3,667 0,722 0,717 4,667 0,722 1,965 0,717 ± 0,482

Батырево 9 3,667 0,556 0,571 3,333 0,867 1,541 0,571 ± 0,391

Тимерсяны 11 4,000 0,485 0,569 5,000 0,738 1,538 0,569 ± 0,385

Смышляевка 14 4,333 0,476 0,681 9,333 0,444 1,801 0,681 ± 0,438

Вязовка 4 4,000 0,500 0,798 5,667 0,597 2,597 0,798 ± 0,551

Русские Горенки 6 3,667 0,500 0,672 6,000 0,558 1,767 0,672 ± 0,457

Примечание. N - размер выборки; Na - среднее число аллелей на локус; G-W индекс - средний индекс аллельных «потерь» Garza-Williams на локус (в таблице выделены данные по популяциям, прошедшим через «бутылочное горлышко»); Hexp - ожидаемая гетерозиготность; Hobs - наблюдаемая гетерозиготность (в таблице

выделены данные по популяциям, в которых наблюдаются достоверные отличия ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности), R (allelic range) - диапазон (разброс) аллелей, 0Я - ожидаемая гомозиготность; GD (average gene diversity over loci) - среднее генное разнообразие по локусу.

C использованием ^"-статистики была протестирована полученная при выполнении ареалогических исследований метапопуляционная модель ареала крапчатого суслика: I - Южная (Сызранская), II - Восточная (Приволжская), III - Центральная, IV - Северная (Урено-Карлинское, Тимерсяны), V - Северо-Западная (Присурская) (рис. 2) [11].

Рис. 2. Метапопуляционная структура восточной части ареала крапчатого суслика: 1 - лесные массивы, 2 - нумерация отдельных метапопуляций:

I - Южная (Сызранская), II - Восточная (Приволжская); III - Центральная;

IV - Северная; V - Северо-Западная

Используя данные по полиморфизму микросателлитной ДНК, модель метапопуляционной структуры восточной части ареала крапчатого суслика была проверена на достоверность по индексам фиксации гамет (^-статистика) разных по иерархическому популяционному уровню FSC, FIT, FCT) (рис. 3).

Рис. 3. Результаты анализа генетической структуры выделенных метапопуляций крапчатого суслика по индексам фиксации (многоуровневая F-статистика): FIS - индекс фиксации гаплотипов (гамет) между особями в локальных популяциях; FSC - индекс фиксации генотипов между локальными популяциями внутри метапопуляций; FIT - индекс фиксации гаплотипов (гамет) между локальными популяциями из разных метапопуляций; FCT - индекс фиксации популяций между метапопуляциями

Исследования генетической структуры популяций крапчатого суслика по индексу фиксации гамет выявили высокий уровень генетической разнородности локальных популяций S. suslicus. При этом индексы фиксации гамет внутри локальных популяций и внутри метапопуляций оказались почти в два раза ниже, чем индексы фиксации гаплотипов между локальными популяциями из различных метапопуляций, что подтверждает возможность выделения последних в представленной выше метапопуляционной модели.

Анализ генетических дистанций по микросателлитным данным, охарактеризованных через индекс «дельта-мю квадрат» [12], измеряющий генетическую дистанцию между популяциями попарно на основе модели пошаговой мутации (Stepwise Mutation Model) и, как правило, линейно увеличивающийся с увеличением времени дивергенции, позволил получить следующие результаты.

Сравнение средних, максимальных и минимальных значений индекса «дельта-мю квадрат», характеризующего генетические дистанции, по трем микросателлитным локусам между популяциями крапчатого суслика в мета-популяциях по предложенной метапопуляционной модели дало следующие результаты. Значения для отдельных метапопуляций оказались ниже, чем для всех проанализированных популяций S. suslicus (4,173, 20,005, 0,182): I - 3,168, 6,880, 0,607; III - 2,932, 6,586, 0,849, что также подтверждает правдоподобность предложенной метапопуляционной модели восточной части ареала крапчатого суслика.

Выводы

1. Анализ данных по генетической структуре популяций крапчатого суслика, полученных по микросателлитным данным, показал, что в популяциях крапчатого суслика, в которых численность еще превышает эффективную (0,15 ос/га), наблюдается проявление деструктивных популяционных

процессов, выражающихся в несоответствии ожидаемой и наблюдаемой ге-терозиготности популяций и потере аллелей на локус (прохождение популяциями стадии «бутылочного горлышка»).

2. Анализ индексов фиксации гамет, так и индексов «дельта-мю квадрат», характеризующий генетические дистанции между популяциями, подтверждает достоверность предложенных метапопуляционных моделей ареала крапчатого сусликов в Поволжье и на уровне миграционных процессов, и на уровне дивергентных различий популяций.

3. Выявленный широкий размах изменчивости индексов генетических дистанций и их более высокие модальные значения у крапчатого суслика указывают на продолжительную историю формирования его популяций и на фрагментационный путь формирования его метапопуляционной структуры.

Библиографический список

1. Алтухов, Ю. П. Генетические процессы в популяциях / Ю. П. Алтухов. - М. ; Академкнига, 2003. - 431 с.

2. Титов, С. В. Современное распространение и изменение численности крапчатого суслика в восточной части ареала / С. В. Титов // Зоологический журнал. -2001. - Т. S0, № 2. - С. 230-235.

3. Красная книга Ульяновской области / под науч. ред. Е. А. Артемьевой, А. В. Масленникова, М. В. Корепова. - М. ; Буки Веди, 2015. - 550 с.

4. Красная книга Пензенской области. Т. 2. Животные. - Пенза ; Пензенская правда,

2005. - 300 с.

5. Красная книга Саратовской области. Грибы. Лишайники. Растения. Животные / Комитет охраны окружающей среды и природопользования Саратовской области. -Саратов ; Изд-во Торгово-промышленной палаты Саратовской области, 2006. -528 с.

6. Красная книга Республики Татарстан (животные, растения, грибы). - 2-е изд. -Казань, 2006. - S32 с.

7. Красная книга Чувашской Республики. Т. 1. Ч. 2. Животные. - Чебоксары ; РГУП «ИПК Чувашия», 2011. - 372 с.

S. Sambrook, J. Molecular cloning; А laboratory Manual / J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. - New York ; Cold Spring Harbor Laboratory Press, 19S9. - Р. 5S-64.

9. Gondek, A. Polymorphic microsatellite markers for endangered spotted suslik, Sper-mophilus suslicus / A. Gondek, M. Verduijn, K. Wolff // Molecular Ecology Notes. -

2006. - № 6. - P. 359-361.

10. Бакаева, С. С. Полиморфизм популяций крапчатого суслика (Spermophilus suslicus Güld.) в восточной части ареала; предварительные молекулярно-генети-ческие данные / С. С. Бакаева, С. В. Титов // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В. Г. Белинского. Естественные науки. -2012. - № 29. - С. 1S5-1S9.

11. Динамика ареалов и современное состояние поселений наземных беличьих в правобережных районах Поволжья / С. В. Титов, А. А. Кузьмин, Р. В. Наумов, О. А. Ермаков, С. С. Закс, О. В. Чернышова. - Пенза ; Изд-во ПГУ, 2015. - 124 с.

12. Goldstein, D. B. An evaluation of genetic distances for use with microsatellite loci / D. B. Goldstein, A. R. Linares, L. L. Cavalli-Sforza, M. W. Feldman // Genetics. -1995. - № 139. - P. 463-471.

References

1. Altukhov Yu. P. Geneticheskie protsessy v populyatsiyakh [Genetic processes in population]. Moscow; Akademkniga, 2003, 431 p.

2. Titov S. V. Zoologicheskiy zhurnal [Zoological journal]. 2001, vol. 80, no. 2, pp. 230-235.

3. Krasnaya kniga Ul'yanovskoy oblasti [The Red Book of Ulyanovsk region]. Eds. E. A. Artem'eva, A. V. Maslennikov, M. V. Korepov. Moscow: Buki Vedi, 2015, 550 p.

4. Krasnaya kniga Penzenskoy oblasti. T. 2. Zhivotnye [The Red Book of Penza region. Vol. 2. Animals]. Penza: Penzenskaya pravda, 2005, 300 p.

5. Krasnaya kniga Saratovskoy oblasti. Griby. Lishayniki. Rasteniya. Zhivotnye [The Red Book of Saratov region. Fungi. Lichens. Plants. Animals]. Komitet okhrany okru-zhayushchey sredy i prirodopol'zovaniya Saratovskoy oblasti. Saratov: Izd-vo Torgovo-promyshlennoy palaty Saratovskoy oblasti, 2006, 528 p.

6. Krasnaya kniga Respubliki Tatarstan (zhivotnye, rasteniya, griby) [The Red Book of the Republic of Tatarstan (animals, plants, fungi)]. 2nd ed. Kazan, 2006, 832 p.

7. Krasnaya kniga Chuvashskoy Respubliki. T. 1. Ch. 2. Zhivotnye [The Red Book of the Republic of Chuvashiya. Vol. 1. Part 2. Animals]. Cheboksary: RGUP «IPK Chuva-shiya», 2011, 372 p.

8. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory Manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989, pp. 58-64.

9. Gondek A., Verduijn M., Wolff K. Molecular Ecology Notes. 2006, no. 6, pp. 359-361.

10. Bakaeva S. S., Titov S. V. Izvestiya Penzenskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. V. G. Belinskogo. Estestvennye nauki [Proceedings of Penza State Pedagogical University named after V. G. Belinsky. Natural Sciences]. 2012, no. 29, pp. 185-189.

11. Titov S. V., Kuz'min A. A., Naumov R. V., Ermakov O. A., Zaks S. S., Chernyshova O. V. Dinamika arealov i sovremennoe sostoyanie poseleniy nazemnykh belich'ikh vpravobe-rezhnykh rayonakh Povolzh'ya [Habitat dynamics and modern condition of ground squirrel colonies in right Volga river bank regions]. Penza: Izd-vo PGU, 2015, 124 p.

12. Goldstein D. B., Linares A. R., Cavalli-Sforza L. L., Feldman M. W. Genetics. 1995, no. 139, pp. 463-471.

Закс Светлана Сергеевна кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, научно-исследовательский отдел, Пензенский государственный университет

E-mail: s.s.zaks@yandex.ru

Zaks Svetlana Sergeevna Candidate of biological sciences, senior researcher, research department, Penza State University

Кузьмин Антон Алексеевич кандидат биологических наук, доцент, кафедра биотехнологий и техносферной безопасности, Пензенский государственный технологический университет

Kuzmin Anton Alekseevich Candidate of biological sciences, associate professor, sub-department of biotechnology and technosphere safety, Penza State Technological University

E-mail: kuzmin-puh@yandex.com

Титов Сергей Витальевич

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой зоологии и экологии, декан факультета физико-математических и естественных наук, Пензенский государственный университет

E-mail: svtitov@yandex.ru

Titov Sergey Vital'evich

Doctor of biological sciences, professor,

head of sub-department of zoology

and ecology, dean of the Faculty of Physics,

Mathematics and Natural Sciences, Penza

State University (40 Krasnaya street,

Penza, Russia)

УДК 591.557:599.322.2 Закс, С. С.

Генетическая структура популяций крапчатого суслика (Spermo philus suslicus СйМ.) в Среднем Поволжье по данным анализа микро-сателлитной ДНК / С. С. Закс, А. А. Кузьмин, С. В. Титов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2017. -№ 3 (19). - С. 50-62. БОТ: 10.21685/2307-9150-2017-3-5