Характеристика генетической структуры дикой и фермерской популяций лисицы обыкновенной (Vulpes vulpes) в Беларуси

  • Александра Евгеньевна Гребенчук Государственный комитет судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Кальварийская, 43, 220073, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-1224-3275
  • Анастасия Сергеевна Парфенова Научно-практический центр Государственного комитета судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Филимонова, 25, 220114, г. Минск, Беларусь
  • Ольга Николаевна Лукашкова Государственный комитет судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Кальварийская, 43, 220073, г. Минск, Беларусь
  • Иосиф Станиславович Цыбовский БелЮрОбеспечение, пр. Дзержинского, 1б, 220069, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Лисица обыкновенная (Vulpes vulpes) является охотничьим видом, а также разводится на зверофермах для производства пушнины. Изучено генетическое разнообразие 412 особей (265 биологических образцов рыжей морфы и 147 биологических образцов черно-бурой морфы) лисицы обыкновенной. На основе исследования полиморфизма ДНК разработана панель из 12 STR-локусов и 2 локусов половой принадлежности, которая применима для идентификации биологических образцов особей дикой и фермерской популяций лисицы обыкновенной. Анализ генетической структуры вида с использованием данной тест-системы показал, что исследуемые выборки формируют два генетических кластера, анализ молекулярной дисперсии между выборками выявил достоверные значения генетической дифференциации (FST = 0,275; p = 0,000). Проведена оценка уровня генетической интрогрессии между животными, выращенными на зверофермах в Беларуси, и особями местной дикой популяции. Полученные результаты указывают на низкую вероятность генетической интрогрессии и отсутствие угрозы генетической целостности этого вида. Установлено, что 3 локуса (vWF.X, Nyct10 и CPH4) у лисицы обыкновенной являются мономорфными, причем размеры аллелей отличаются от таковых у других псовых, что дает возможность использовать эти локусы при дифференциации представителей семейства псовых и в качестве внутреннего контроля видовой принадлежности исследуемых образцов. Разработана методика ДНК-идентификации лисицы обыкновенной, которая успешно применяется в экспертной практике при расследовании фактов незаконной охоты, нападения животных и иных правонарушений в Республике Беларусь.

Биографии авторов

Александра Евгеньевна Гребенчук, Государственный комитет судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Кальварийская, 43, 220073, г. Минск, Беларусь

государственный судебный эксперт отдела исследования и учетов объектов животного происхождения и волокнистой природы управления генотипоскопического учета главного управления специальных экспертиз центрального аппарата

Анастасия Сергеевна Парфенова, Научно-практический центр Государственного комитета судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Филимонова, 25, 220114, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории молекулярно-биологических исследований

Ольга Николаевна Лукашкова, Государственный комитет судебных экспертиз Республики Беларусь, ул. Кальварийская, 43, 220073, г. Минск, Беларусь

государственный судебный эксперт отдела судебно-биологических и судебно-генетических экспертиз управления лабораторных исследований вещественных доказательств биологического характера
управления Государственного комитета судебных экспертиз Республики Беларусь по Минской области

Иосиф Станиславович Цыбовский, БелЮрОбеспечение, пр. Дзержинского, 1б, 220069, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; ведущий специалист сектора учебно-методической работы управления кадровой и учебно-методической работы

Литература

  1. Sillero-Zubiri C, Hoffman M, Macdonald DW. Canids: foxes, wolves, jackals, and dogs. Gland: International Union for Conservation of Nature and Natural Resources; 2004. 430 p.
  2. Horecka B. Genetic diversity of ranch and feral American mink (Neovison vison Schreber, 1777) in Poland in relation to the natural population of the species. Belgian Journal of Zoology. 2019;149:49–61. DOI: 10.26496/bjz.2019.30.
  3. Cabria MT, Michaux JR, Gomez-Moliner BJ, Skumatov D, Maran T, Fournier P, et al. Bayesian analysis of hybridization and introgression between the endangered European mink (Mustela lutreola) and the polecat (Mustela putorius). Molecular Ecology. 2011;20(6):1176–1190. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2010.04988.x.
  4. Feulner PGD, Gratten J, Kijas JW, Visscher PM, Pemberton JM, Slate J. Introgression and the fate of domesticated genes in a wild mammal population. Molecular Ecology. 2013;22(16):4210–4221. DOI: 10.1111/mec.12378.
  5. Wierzbicki H, Zaton-Dobrowolska M, Mucha A, Moska M. Insight into the genetic population structure of wild red foxes in Poland reveals low risk of genetic introgression from escaped farm red foxes. Genes. 2021;12(5):637. DOI: 10.3390/genes12050637.
  6. Akins JR, Aubry KB, Sacks BN. Genetic integrity, diversity, and population structure of the Cascade red fox. Conservation Genetics. 2018;19(4):969–980. DOI: 10.1007/s10592-018-1070-y.
  7. Cross PR, Sacks BN, Luikart G, Schwartz MK, Van Etten KW, Crabtree RL. Red fox ancestry and connectivity assessments reveal minimal fur farm introgression in Greater Yellowstone ecosystem. Journal of Fish and Wildlife Management. 2018;9(2):519–530. DOI: 10.3996/092017-JFWM-073.
  8. Lounsberry ZT, Quinn CB, Statham MJ, Angulo CL, Kalani TJ, Tiller E, et al. Investigating genetic introgression from farmed red foxes into the wild population in Newfoundland, Canada. Conservation Genetics. 2017;18(2):383–392. DOI: 10.1007/s10592-016-0914-6.
  9. Horecka B, Kasperek K, Jezewska-Witkowska G, Slaska B, Rozempolska-Rucinska I, Gryzinska M, et al. High genetic distinctiveness of wild and farm fox (Vulpes vulpes L.) populations in Poland: evidence from mitochondrial DNA analysis. Turkish Journal of Zoology. 2017;41(5):783–790. DOI: 10.3906/zoo-1611-16.
  10. Boom R, Sol CJ, Salimans MM, Jansen CL, Wertheim-van Dillen PM, van der Noordaa J. Rapid and simple method for purification of nucleic acids. Journal of Clinical Microbiology. 1990;28(3):495–503. DOI: 10.1128/jcm.28.3.495-503.1990.
  11. DeNise S, Johnston E, Halverson J, Marshall K, Rosenfeld D, McKenna S, et al. Power of exclusion for parentage verification and probability of match for identity in American Kennel Club breeds using 17 canine microsatellite markers. Animal Genetics. 2004;35(1):14–17. DOI: 10.1046/j.1365-2052.2003.01074.x.
  12. Verardi A, Lucchini V, Verardi E. Detecting introgressive hybridization between free-ranging domestic dogs and wild wolves (Canis lupus) by admixture linkage disequilibrium analysis: hybridization in Italian wolves and dogs. Molecular Ecology. 2006;15(10):2845–2855. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2006.02995.x.
  13. Eichmann C, Berger B, Reinhold M, Lutz M, Parson W. Canine-specific STR typing of saliva traces on dog bite wounds. International Journal of Legal Medicine. 2004;118(6):337–342. DOI: 10.1007/s00414-004-0479-7.
  14. Lorenzini R, Fanelli R, Grifoni G, Scholl F, Fico R. Wolf – dog crossbreeding: «smelling» a hybrid may not be easy. Mammalian Biology. 2014;79(2):149–156. DOI: 10.1016/j.mambio.2013.07.080.
  15. Dayton M, Koskinen MT, Tom BK, Mattila A-M, Johnston E, Halverson J, et al. Developmental validation of short tandem repeat reagent kit for forensic DNA profiling of canine biological material. Croatian Medical Journal. 2009;50(3):268–285. DOI: 10.3325/cmj.2009.50.268.
  16. Hong Y, Kim KS, Lee H, Min M-S. Population genetic study of the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides) in South Korea using newly developed 12 microsatellite markers. Genes and Genetic Systems. 2013;88(1):69–76. DOI: 10.1266/ggs.88.69.
  17. Caniglia R, Fabbri E, Greco C, Galaverni M, Randi E. Forensic DNA against wildlife poaching: identification of a serial wolf killing in Italy. Forensic Science International: Genetics. 2010;4(5):334–338. DOI: 10.1016/j.fsigen.2009.10.012.
  18. Vilà C, Walker C, Sundqvist A-K, Flagstad Ø, Andersone Z, Casulli A, et al. Combined use of maternal, paternal and bi-parental genetic markers for the identification of wolf – dog hybrids. Heredity. 2003;90(1):17–24. DOI: 10.1038/sj.hdy.6800175.
  19. Whiteside HM, Dawson DA, Soulsbury CD, Harris S. Mother knows best: dominant females determine offspring dispersal in red foxes (Vulpes vulpes). PLoS ONE. 2011;6(7):e22145. DOI: 10.1371/journal.pone.0022145.
  20. Seddon JM. Canid-specific primers for molecular sexing using tissue or non-invasive samples. Conservation Genetics. 2005;6(1):147–149. DOI: 10.1007/s10592-004-7734-9.
  21. DeCandia A, Gaughran S, Caragiulo A, Amato G. A novel molecular method for noninvasive sex identification of order Carnivora. Conservation Genetics Resources. 2016;8(2):119–121. DOI: 10.1007/s12686-016-0525-z.
  22. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1977;74(12):5463–5467. DOI: 10.1073/pnas.74.12.5463.
  23. Benson DA, Karsch-Mizrachi I, Lipman DJ, Ostell J, Wheeler DL. GenBank. Nucleic Acids Research. 2006;34(supplement 1):D16 – D20. DOI: 10.1093/nar/gkj157.
  24. Alzohairy AM. BioEdit: an important software for molecular biology. GERF Bulletin of Biosciences. 2011;2(1):60–61.
  25. Peakall R, Smouse PE. GenAlEx 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes. 2006;6(1):288–295. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x.
  26. Peakall R, Smouse PE. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update. Bioinformatics. 2012;28(19):2537–2539. DOI: 10.1093/bioinformatics/bts460.
  27. Van Oosterhout C, Hutchinson WF, Wills DPM, Shipley P. Micro-Checker: software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data. Molecular Ecology Notes. 2004;4(3):535–538. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2004.00684.x.
  28. Kalinowski ST, Taper ML, Marshall TC. Revising how the computer program CERVUS accommodates genotyping error increases success in paternity assignment. Molecular Ecology. 2007;16(5):1099–1106. DOI: 10.1111/j.1365-294x.2007.03089.x.
  29. Excoffier L, Laval G, Schneider S. Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis. Evolutionary Bioinformatics. Online. 2005;1:47–50.
  30. Pritchard JK, Stephens M, Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics. 2000;155(2):945–959. DOI: 10.1093/genetics/155.2.945.
  31. Evanno G, Regnaut S, Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software Structure: a simulation study. Molecular Ecology. 2005;14(8):2611–2620. DOI: 10.1111/j.1365-294X.2005.02553.x.
  32. Chapuis M-P, Estoup A. Microsatellite null alleles and estimation of population differentiation. Molecular Biology and Evolution. 2007;24(3):621–631. DOI: 10.1093/molbev/msl191.
  33. Kwok S, Kellogg DE, McKinney N, Spasic D, Goda L, Levenson C, et al. Effects of primer-template mismatches on the polymerase chain reaction: human immunodeficiency virus type 1 model studies. Nucleic Acids Research. 1990;18(4):999–1005. DOI: 10.1093/nar/18.4.999.
  34. Galinskaya TV, Schepetov DM, Lysenkov SN. Prejudices against microsatellite studies and how to resist them. Genetika. 2019;55(6):617–632. Russian. DOI: 10.1134/S0016675819060043.
  35. Botstein D, White RL, Skolnick M, Davis RW. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. American Journal of Human Genetics. 1980;32(3):314–331. PMID: 6247908.
  36. Cornuet JM, Luikart G. Description and power analysis of two tests for detecting recent population bottlenecks from allele frequency data. Genetics. 1996;144(4):2001–2014. DOI: 10.1093/genetics/144.4.2001.
  37. Kuznetsov VM. Wright’s F-statistics: estimation and interpretation. Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh. 2014;4:80–104. Russian.
  38. Wright S. Variability within and among natural populations. Chicago: University Chicago Press; 1978. 590 p. (Evolution and the genetics of populations; volume 4).
  39. Hedrick PW. Genetics of populations. 4th edition. Boston: Jones and Bartlett Publishers; 2011. 675 p.
  40. Hrebianchuk AE, Lukashkova VM, Parfionava NS, Kotova SA, Tsybovsky IS. Metodika DNK-identifikatsii biologicheskikh obraztsov zhivotnykh vida lisitsa obyknovennaya (Vulpes vulpes) [Methodology for DNA identification of biological samples of animals of the red fox species (Vulpes vulpes)]. Minsk: BelNIIT «Transtekhnika»; 2022. 49 p. Russian.
Опубликован
2023-12-09
Ключевые слова: лисица обыкновенная, генетическое разнообразие, микросателлиты, полиморфизм, идентификация, интрогрессия
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь (№ гос. регистрации 2019195). Авторы выражают признательность работникам республиканского государственно-общественного объединения «Белорусское общество охотников и рыболовов» и сотрудникам зверохозяйств Республики Беларусь за помощь в формировании коллекции биологических образцов.
Как цитировать
Гребенчук, А. Е., Парфенова, А. С., Лукашкова, О. Н., & Цыбовский, И. С. (2023). Характеристика генетической структуры дикой и фермерской популяций лисицы обыкновенной (Vulpes vulpes) в Беларуси. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 34-46. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/5555
Выпуск
№ 3 (2023): Экспериментальная биология и биотехнология
Раздел
Генетика и молекулярная биология

Copyright (c) 2023 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).