Генетическая идентификация и миграционные связи промысловых популяций соболя, анализ генов кандидатов окраски меха

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-26-00233

НазваниеГенетическая идентификация и миграционные связи промысловых популяций соболя, анализ генов кандидатов окраски меха

Руководитель Каштанов Сергей Николаевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство

Ключевые слова географические популяции соболя, интродукция, промысел, микросателлитные локусы, филогенетический анализ, генетическая структура, ДНК-идентификация. популяции соболя, миграции и генные потоки

Код ГРНТИ68.39.41

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Соболь (Martes zibellina) – основной промысловый вид России, распространен от Урала до побережья Дальнего Востока, заселяет ряд островов Охотского моря. У исследователей нет единого мнения в определении числа подвидов на этом огромном ареале, выделяют от 17 (Гептнер и др., 1967) до 4 (Монахов, 1976; Manakhov et al., 2021) уникальных географических форм. Проведенные в 21 веке исследования структуры популяций этого вида с применением молекулярно-генетических методов, использующих маркеры как ядерного, так и митохондриального геномов, выявили специфические наборы аллелей и гаплотипов полиморфных локусов, дифференцирующие популяции на статистически значимом уровне (Рожнов и др. 2013; Каштанов и др. 2015). Это своеобразие популяций позволило приступить к созданию в конкретных промысловых регионах референтной базы, для последующего определения популяционной принадлежности добытых промыслом особей. Такая идентификация промысловой пушнины направлена на сохранение внутривидового биоразнообразия соболя, всех его таксономических групп в разных географических регионах. Цель этих исследований упорядочивание добычи и создание действенной лицензионной системы, основанной на реальной ежегодной численности популяций как европейской части ареала, в Предуралье, так и в Западной Сибири и на Среднесибирском плоскогорье. История промысла соболя в России насчитывает несколько столетий, особенности его ведения известны с начала 17 века. Современная добыча соболя проходит на всем ареале вида, это традиционное занятие большинства коренных народов севера (манси, ханты, коми, эвенки, якуты) и русского населения удаленных таежных поселков. За промысловиком закрепляется определенный участок угодий, который обустраивается и которым пользуются несколько поколений охотников. Сейчас численность вида стабильна, составляет около 2,5 млн. особей, но данные статистики ежегодно добываемых по лицензиям шкурок соболя и продажи их только на пушно-меховых аукционах, значительно различаются. Введение методов генетической идентификации соболя из партий смешанной пушнины, позволит выявить регионы и конкретные популяции, в которых необходимо пересмотреть лицензионную практику, определить оптимальную численность добычи соболя в конкретных популяциях. Другое направление применения метода идентификации - это охрана популяций соболя заповедных территорий, в настоящее время разрешенные к промыслу территории чередуются заповедными. Определение популяционной и региональной принадлежности пушнины соболя добываемой в промысловых районах на границах заповедников позволит сохранить уникальный генофонд вида этих территорий (Рис.1 Приложение). В истории промысла были периоды, когда численность соболя катастрофически снижалась, и для восполнения рынка пушнины и снижения промыслового давления были проведены работы по доместикации и созданию фермерских популяций. Одно из современных селекционных направлений — получение цветных окрасок меха соболей (Manakhov et al., 2021). Нами проведено полногеномное секвенирование генома соболя и последующее картирование генов с анализом изменчивости влияющей на окраску меха (Рис.2; Приложение). Выявлен рецессивный тип наследования некоторых окрасок меха соболя, в связи с этим нами созданы тест-системы на основе ПЦР в реальном времени, позволяющие выявлять в популяциях соболя гетерозиготных особей носителей уникальных мутаций (Рис.3. Приложение). Продолжение этих исследований, анализ генов – кандидатов позволит создать карту редких мутаций окраски меха соболя. В дальнейшем особей носителей таких окрасов, можно использовать для разведения в условиях фермерских соболеводческих хозяйств и предложить пушно-меховому рынку пушнину новых окрасов, что не только разнообразит рынок, но, несомненно, снизит промысловую нагрузку на природные популяции соболя.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Ареал соболя простирается от западных склонов Уральских гор до Дальнего Востока. Соболь имеет сложную внутривидовую структуру, географические популяции значительно дифференцированы по ряду морфологических признаков, нативные популяции Байкальской горной страны отличаются небольшими размерами тела и темной окраской. В подвид также выделены: тобольский соболь, заселяющий Западную Сибирь, и соболь северо-западного Алтая, которым характерен более крупный размер тела и светлый мех. Современная таксономическая структура вида на значительной части ареала связана с многочисленными интродукционными мероприятиями середины ХХ века. Часть интродукций из популяций, обитающих в горной части ареала, проводилась в низинные места Западно-Сибирской равнины и на правый берег реки Лена в восточной части ареала. Анализ генетической структуры подтверждает существование современных интродуцированных популяций соболя в новых местах обитания и высокий уровень генетической дифференциации нативных популяций соболя Среднесибирского плоскогорья. Проведенное исследование генетической структуры популяций соболя Среднесибирского плоскогорья позволило установить существование четырех нативных популяций: левобережья реки Енисей, правобережья реки Лена, Станового нагорья и Патомского нагорья, значимо дифференцированных между собой. Анализ истории промысла этих популяций показывает, что в период снижения численности и последующей фрагментации ареала здесь сохранились остаточные очаги обитания соболя, которые послужили основой для восстановления его численности и оказали значительное влияние на формирование современной генетической структуры вида. Популяции Байкальской горной страны, представляющие южную часть ареала соболя, использовались для восстановления численности на территориях, где соболь был полностью истреблен. Современная инвазивная популяция Западно-Сибирской равнины, где соболь успешно адаптировался в новых условиях среды, сохранила значительную часть аллельного состава популяций-доноров. Интродуцированная популяция в восточной части исследуемого ареала в междуречье рек Алдан и Майя, представленная выборкой «Усть-Мая», также не дифференцируется от популяции-донора «Патом», что позволяет предположить существование здесь единой широко распространенной популяции, сформированной на базе генофонда соболя Патомского нагорья. Таким образом, эффективность восстановления численности популяций Западной Сибири, а также правобережья среднего течения реки Лена с помощью интродукций из районов Прибайкалья в середине XX века подтверждена анализом современной генетической структуры выборок из указанных регионов с помощью генетических маркеров (STR – локусы). Полученные результаты позволяют оценить современный уровень генетического разнообразия и генетической структуры промысловых популяций соболя Среднесибирского плоскогорья и могут послужить основой при разработке стратегий природопользования и охраны географических популяций соболя исследуемых регионов — важнейшего промыслового ресурса, традиционного для коренных народов Сибири.

Публикации

1. Филимонов П.А., Онохов А.А., Шитова М.В., Каштанов С.Н. Филимонов П.А., Онохов А.А., Шитова М.В., Каштанов С.Н. Генетическая идентификация природных и доместицированных популяций соболя (Martes zibellina L.) //Кролиководство и звероводство № 6, С. 6-11 DOI: 10.52178/00234885_2024_6_11 № 6, С. 6-11 (год публикации - 2024)
DOI: 10.52178/00234885_2024_6_11

2. Филимонов П. А. Манахов А.Д., Митина М.И., Онохов А.А., Чернова И.Е., Максимова Л.В., Каштанов С.Н., Рогаев Е.И. Геномный анализ окраса меха соболя (martes zibellina l.), поиск мутаций, определяющих отсутствие пигментации (альбинос) ГЕНЕТИКА, том 60, № 11, с. 112–117 (год публикации - 2024)
10.31857/S0016675824110107

3. Филимонов П.А., Онохов А.А., Шитова М.В., Каштанов С.Н Генетическая идентификация природных и доместицированных популяций соболя (martes zibellina l.) Кролиководство и звероводство, № 6, С. 21 (год публикации - 2024)

4. Филимонов П.А., Захаров Е.С., Кочкарев П.В., Вэй Ц., и др. Каштанов С.Н. Genetic structure of native and naturalized populations of sable (Martes zibellina L.) of the Central Siberian Plateau and adjacent territories. Biological Invasions, Biological Invasions 26, 2139–2151 (год публикации - 2024)
10.1007/s10530-024-03299-1

Возможность практического использования результатов
Соболь промысловый вид на всем ареале, от западных склонов гор Урала до побережья Тихого океана, территория обитания вида разделена на промысловые участки, которые в большинстве случаев переходят по наследству и имеют давнюю историю. Для жителей отдаленных таёжных поселков - добыча соболя иногда это единственное возможность заработка. Необходимо отметить, что пушнина соболя пользуется стабильным спросом на протяжении столетий и сегодня приблизительно 1 млн. шкурок соболя ежегодно продается на аукционах, существуют и рынки пушнины вида на местах. Поддержание численности, высокого репродуктивного потенциала популяций вида – основа лицензионного промысла. Мониторинг численности популяций соболя позволяет регулировать количество ежегодных лицензий. Единственная возможность контролировать этот процесс от промысловиков на местах до перекупщиков пушнины, разного уровня, до крупных партий аукционов – это генетическая идентификация партий пушнины и определение популяционной и региональной принадлежности пушнины соболя. Точность генотипирования, не единственная задача настоящего проекта, существует необходимость анализа популяционной структуры географических регионов, уровня миграционных связей между популяциями. В целом, такой подход позволит получить полную информацию об особенностях генетической структуры вида на всем ареале, как на уровне генетических маркеров, так и выраженности количественных признаков определяющих ценность пушнины вида. Создание новой панели микросателлитных локусов, привлечение наиболее информативных для конкретных географических популяций локусов, позволяет снизить финансовые затраты для идентификации особей и получить при этом точную информацию о популяционной принадлежности соболя.