Диссертация (1154488), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Наиболее удаленной, как генетически, так игеографически, от всех групп оказалась популяция из г. Тверь (пункт 1). Этоотражено также в регрессионном анализе между попарными значениямилогарифмов уровня потока генов между популяциями (logNm) и логарифмовгеографических дистанций между ними (logDG) (рис. 5.6). Коэффициенткорреляции Мантеля RM= –0,591 (Р=0,0004, 9999 перестановок), указывает нато, что в данном случае присутствует обратная зависимость междупоказателями попарных значений логарифмов уровня потока генов междупопуляциями и показателями логарифмов географических дистанций междуними.
Вышеописанное соответствует модели изоляции расстоянием, иуказываетнапроисходящеевизучаемыхгруппахснижениеролистабилизирующего отбора (Slatkin, 1993). Стоит отметить, что аналогичныйрезультат был получен при использованиии в качестве генетическихмаркеров аллозимов (см. раздел 5.1).0,6R M =-0,5910,4LogNm0,20-0,2-0,4-0,6-0,800,511,522,533,5LogD GРис. 5.6. Зависимость уровня потока генов Nm между парамипопуляций H. pomatia от географического расстояния между ними DG (км)(по ISSR-маркерам)1235.3. Оцененка степени устойчивости популяций H.
pomatia к действиюгенотоксичных компонентов средыВ настоящее время существуют многочисленные методики, которыепозволяют оценивать повреждения в молекуле ДНК, индуцированныефизическимиилиперспективныххимическимиявляетсяфакторами.методОднимДНК-кометизнаиболеегель-электрофорезаизолированных клеток («comet assay»), который обладает необходимойточностью и специфичностью. Привлекает высокая чувствительность иуниверсальность метода, что сделала его широко применяемым в различныхобластях и для разнообразных исследований, от проверки на токсичностьлекарственныхконтактирующихпрепаратовсдопродуктамиисследованияпитанияпищевых(Середенин,упаковок,Дурнев,1992;Сорочинская, Михайленко, 2008)В последние годы методу ДНК-комет отводится особая роль в областиэкологическогомониторинга,т.к.онпозволяетопределитьстепеньмутагенного давления на природную среду.
В качестве организмов индикаторов антропогенного давления на среду, выступают наземныемоллюски, т.к. их низкая подвижность и относительно долгий срок жизниспособствуют накоплению в тканях различных поллютантов. Это позволяетоценить степень генотоксичного воздействия на их популяции и природныебиотопы (Снегин Э. А.
и др., 2011; Снегин, 2014).Для анализа нами было исследовано по 10 особей, отобранных изпопуляций, обитающих в г. Белгород и его окрестностях: «Майский»,«Белгород», «Шопино», «Донец». Согласно методике (см. гл. 3), на каждомслайде просматривали не менее 100 клеток (не считая клеток в состоянииапоптоза). Далее ранжировали клетки по четырем стадиям разрушения (от 0до 4) подсчитывали количество клеток на каждой стадии. На основеполученных данных рассчитывали индекс ДНК-комет. Также оцениваликоличество клеток в состоянии апоптоза. Результаты приведены в таблице5.10.124Таблица 5.10.Результаты анализа ДНК-комет в популяциях Helix pomatiaМайскийПунктNNa0 степень1 степень2 степень3 степень4 степеньиндекс ДНК-кометБелгородШопиноДонецNNa0 степень1 степень2 степень3 степень4 степеньиндекс ДНК-кометNNa0 степень1 степень2 степень3 степень4 степеньиндекс ДНК-кометNNa0 степень1 степень2 степень3 степень4 степеньиндекс ДНК-комет11975160562010,41110449730000,02910001000000019816162135020,157210638461390,5253025300000100010000000477047231100,0168310738662820,392124011950000,040111281812800,5042344215210300,1334120149734200,142102210000000100010000000105210003000,0575155914203100,058120120010009004510,2701746310046100,109№ пробы6285192241561470,34014681380000010309015700,311133211871410,188715501550000010309270400,18410001000000010187656600,34681051958651520,65712301230000010119600400,119185017960000,0329122884471810,6231000100000001000100000001990180163000,11110130711523300,13110109370010,10910009800200,060102085134000,206111561213811400,096Примечание: N – количество проанализированных клеток; Na – количество клеток в состоянии апоптоза125Согласно полученным данным во всех исследованных популяцияхИДК не превысил первой стадии разрушения, что свидетельствует с однойстороны об отсутствии в биотопах поллютантов, активно влияющих на ДНКулиток, что весьма сомнительно, т.к.
большинство изученных группнаходятся в урбанизированной среде. С другой стороны этот факт говорит обэффективной работе репаративной системы у H. pomatia. Тем не менее,достоверные различия между сравниваемыми популяциями по уровнюразрушения ДНК все же наблюдаются: их подтверждают результатыоднофакторного дисперсионного анализа, проведенного по ИДК (табл. 5.11).Полученные данные показывают, что между популяциями винограднойулитки наблюдаются достоверные различия по индексу ДНК-комет (приP=0,003). Об этом же говорят результаты попарного сравнения среднихпоказателей ИДК (табл. 5.12, рис.5.7.). Особенно сильно дистанцируется отостальных групп популяция из поселка Майский, где отмечены самыебольшие значения ИДК (0,305±0,070).
В остальных группах эти показателибыли меньше («Донец» - 0,036±0,020; «Шопино» - 0,126±0,056; «Белгород» 0,136±0,031).Таблица 5.11.Результаты однофакторного дисперсионного анализа популяцийHelix pomatia по ИДКИсточник вариацииSSdfMSМежду группами0,48530,162Внутри групп1,106370,030Итого1,59140FPF критическое5,410,0032,86Аналогичный результат был получен при сопоставлении популяцийвиноградной улитки по проценту клеток, находящихся в состоянии апоптоза.Набольшее количество таких клеток было отмечено в выборке из группы«Майский» (6,0±0,5%), немного меньше в выборке «Белгород» (4,9±0,5%).126Достоверно им уступили выборки «Донец» (1,0±0,3%) и «Шопино»(0,2±0,1%).Таблица 5.12.Значения критерия Фишера при попарном сравнении популяцийHelix pomatia (под диагональю по ИДК, над диагональю по апоптозу)ПунктыМайскийДонецШопиноБелгородМайскийДонец62,4*12,5*3,84,6*2,37,4*Шопино103,3*6,9*Белгород1,9447*85,3*0,0210,40,3750,350,3050,3ИДК0,250,2350,20,1820,150,1260,10,0560,0360,0160,050МайскийДонец0,1670,1360,1050,07ШопиноБелгородПунктыПримечание: *-достоверные значения при P<0,05Рис.
5.7. Средние значения ИДК в популяциях Helix pomatia (M±m)Стоит отметить, что популяция «Майский», где отмечены наибольшиепоказатели разрушения ДНК обитает в лесополосе, примыкающей ксельскохозяйственным угодьям, где распыляются пестициды. Кроме того,вдоль данной лесополосы проходит оживленная автомагистраль «БелгородХарьков».Всеэто,вероятновызываетнакоплениегенотоксичных127компонентов в данном биотопе, следствием чего является нарушениецитогенетической стабильности, сбои в работе репарационных процессов вклетках обитающих здесь улиток и увеличение разрывов в цепи ДНК.5.4.
Оценка эффективной численности и уровня жизнеспособностипопуляций Helix pomatiaРасчет эффективной численности популяций является одним изважных моментов в определении их жизнеспособности.Для определения эффективного размера исследуемых групп улитокнами были применены две модели.В первом варианте была использована формула, учитывающая уровеньинбридинга в популяции (Ли, 1978):NNe1FПоказатели коэффициента инбридинга были взяты из таблицы 5.2.Известно, что указанная формула подразумевает изменение коэффициентаинбридинга от 0 до 1. В этой связи отрицательные значения коэффициентаинбридинга F, полученные в двух популяциях, мы считали равными нулю.Используемые нами выборки имеют разный объем, поэтому дляполучения корректных сопоставимых данных было вычислено отношениеэффективного размера выборки к ее общему объему (табл.
5.13). Полагаем,что полученные индексы можно будет использовать для определенияэффективной численности популяций в случае определения их общейчисленности.Согласно полученным значениям, наименьшее соотношение Ne/Nотмечено в популяциях «Житомир» и «Курск», что связано с высокимипоказателями индбридинга в этих группах. Однако в среднем по всемпопуляциям доля эффективной численности оказалась равной 0,870 ± 0,043,что вписывается в диапазон доли Ne, предложный Кроу, Мортоном иКимурой (Crow, Morton, 1955; Crow J.
F., Kimura M., 1970). Указанные128авторы вычислили, что для большинства организмов доля Ne в общейчисленности популяций составляет в среднем 0,75, а во многих популяцийнаиболее процветающего вида Homo sapiens колеблется в диапазоне 0,69 0,95.Таблица 5.13.Эффективная численность популяций Helix pomatia, рассчитанная спомощью коэффициента инбридингаПопуляцияNeNe/N1. Тверь71,0002. Шопино190,7873. Курск210,6724. Донец350,8845.
Хотмыжск280,9726. Майский1690,7567. Белгород260,9178. Харьков311,0009. Житомир230,65810. Киев200,707Кроме того, среднее значение доли Ne, полученное для H. pomatia,достоверно превышает аналогичные значения, полученные для аборигенныхфоновых видов наземных моллюсков, обитающих в районе исследования Br.fruticum — 0,800 ± 0,021, Ch. tridens — 0,661 ± 0,013 и реликтового вида H.striata 0,725±0,039 (Снегин, 2012, Снегин, 2015). Этот факт косвенноподтверждает высокий уровень жизнеспособности изученных популяцийHelix pomatia.Однако,минимальноезначениеэффективнойчисленностьвпредложенной формуле составляет 50% от общей численности особей в129группе (в случае если коэффициент инбридинга равен единице), и этоналагает определенные ограничения на ее использование.Второй вариант, используемый нами для вычисления эффективойчисленности, был предложен М. Слаткиным (Slatkin, 1993).
Данная модельосновананаиспользованииуравненияпрямолинейнойрегрессииикоэффициентах линейной функции между попарными оценками потока генов(Nm) и географического расстояния (DG) между популяциями:logNm=a+b·logDGПриэтомэффективнаячисленностьпопуляции(длявсехисследованных популяций в целом) вычисляется как Ne=10a , где а –коэффициент,полученныйвуравнении.Дляаллозимовуравнениепрямолинейной регрессии имело вид logNm=0,9936-0,3798logDG, а для ДНКлокусов – logNm=0,4931-0,2529logDG. Результаты вычислений эффективнойчисленности отражены в таблице 5.14.Таблица 5.14.Значенияэффективнойчисленности,рассчитанныенаосновекоэффициентов линейной функции между попарными оценками потока генов(Nm) и географического расстояния между выборками.ВидыH.
pomatiaB. fruticumCh. tridensH. striataИзоферментыNe95%, Δ9,83,9-25,14,12,2-7,63,82,6-5,75,12,6-10,0ДНКNe3,11,71,21,995%, Δ2,0-4,91,2-2,50,8-1,81,3-2,7Примечание: данные по Bradybaena. fruticum, Chondrula tridens и Helicopsis striataвзяты из публикации Э. А. Снегина (2015).Сопоставление полученных оценок эффективного размера популяцийH.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
