Comparative Phylogeographic Analysis of Mitochondrial DNA Variability in Four Fish Species (Salmonidae and Cyprinidae) in the Northwest Pacific

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The genetic variability of the mitochondrial genes COI and cytb was studied in specimens of the big-scaled redfin Tribolodon hakonensis (Günther, 1877) and the small-scaled redfin Tribolodon brandtii (Dybowski, 1872) collected off the coast of Sakhalin Island and the mainland coast of the Sea of Japan. The fragments of the mitochondrial genomes of these taxa are compared to data obtained for the Sakhalin taimen Parahuсho perryi (Brevoort, 1856) and chum salmon Oncorhynchus keta (Walbaum, 1792) from similar habitats. A comparative analysis of intraspecific mtDNA indicate that the formation of mtDNA lineages in four species of fish are associated with paleoclimatic changes in the northwestern Pacific region during the Pleistocene and are largely synchronous. In many instances, the calculated time of divergent evolution of mtDNA genealogical lineages coincide, which suggests the influence of similar evolutionary factors on the studied species.

About the authors

Vl. A. Brykov

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vlbrykov@mail.ru
Russia, 690041, Vladivostok

V. V. Malyar

Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vlbrykov@mail.ru
Russia, 690041, Vladivostok

References

  1. Большаков С.Г. Некоторые особенности биологии, рост и возраст мелкочешуйной Tribolodon brandtii и крупночешуйной T. hakonensis дальневосточных красноперок на юге Приморья // Изв. ТИНРО. 2013. С. 127–144.
  2. Брыков Вл.А., Полякова Н.Е., Семина А.В. Сравнительный анализ изменчивости митохондриальной ДНК у четырех видов дальневосточных красноперок рода Tribolodon (Pisces, Cyprinidae) // Генетика. 2013. Т. 49. № 3. С. 355–365.
  3. Гудков П.К., Полякова Н.Е., Семина А.В., Назаркин М.В. Сравнительный морфологический анализ крупночешуйной красноперки Tribolodon hakonensis Günther, 1877 (Cyprinidae, Cypriniformes) // Вопр. ихтиологии. 2010. Т. 50. № 6. С. 772–776.
  4. Каплин П.А., Селиванов А.О. Изменения уровня морей России и развитие берегов: прошлое, настоящее, будущее. М.: ГЕОС. 1999. 299 с.
  5. Маляр В.В., Брыков В.А. Генетическая изменчивость у анадромных рыб кеты Oncorhynchus keta (Walbaum, 1792) и сахалинского тайменя Parahuсho perryi (Brevoort, 1856) из северо-западной Пацифики как отражение осцилляций палеоклимата // Биол. моря. 2016. Т. 42. № 4. С. 289–299.
  6. Маляр В.В. Сравнительная филогеография четырех видов рыб семейств Salmonidae и Cyprinidae в Японском и Охотском морях: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток. 2017. 26 с.
  7. Рязанова И.Н., Полякова Н.Е. Дифференциация крупночешуйной красноперки Tribolodon hakonensis (Pisces: Cyprinidae) на российской части ареала по данным кариологического анализа и ПЦР-ПДРФ-анализа митохондриальной ДНК // Генетика. 2012. Т. 48. № 2. С. 225–234.
  8. Семина А.В., Полякова Н.Е., Брыков Вл.А. Генетический анализ выявляет криптический вид у дальневосточных красноперок рода Tribolodon // Докл. Академии наук. 2006. Т. 407. № 4. С. 571–573.
  9. Avise J.C. Phylogeography. The History and Formation of Species. Cambridge: Harvard University Press. 2000. 447 p.
  10. Avise J.C., Walker D.E., Johns G.C. Speciation durations and Pleistocene effects on vertebrate phylogeography // Proc. R. Soc. Lond., Ser. B: Biol. Sci. 1998. V. 265. № 1407. P. 1707–1712.
  11. Bandelt H.-J., Forster P., Röhl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. № 1. P. 37–48.
  12. Brown W.M., George M., Wilson A.C. Rapid evolution of animal mitochondrial DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. 1979. V. 76. № 4. P. 1967–1971.
  13. Crête-Lafrenière A., Weir L.K., Bernatchez L. Framing the Salmonidae family phylogenetic portrait: a more complete picture from increased taxon sampling // PLoS One. 2012. V. 7. № 10. P. e46662.
  14. Darriba D., Taboada G.L., Doallo R., Posada D. jModelTest 2: more models, new heuristics and parallel computing // Nat. Methods. 2012. V. 9. № 8. P. e772.
  15. Drummond A.J., Suchard M.A., Xie D., Rambaut A. Baye-sian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7 // Mol. Biol. Evol. 2012. V. 29. № 8. P. 1969–1973.
  16. Huson D.H., Bryant D. Application of phylogenetic networks in evolutionary studies // Mol. Biol. Evol. 2006. V. 23. № 2. P. 254–267.
  17. Korotky A., Grebennikova T., Razjigaeva N. et al. Marine terraces of western Sakhalin Island // Catena. 1997. V. 30. № 1. P. 61–81.
  18. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 11. P. 1451–1452.
  19. Martin A.P., Palumbi S.R. Body size, metabolic rate, gene-ration time, and the molecular clock // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993. V. 90. № 9. P. 4087–4091.
  20. Mayr E. Animal Species and Evolution. Cambridge: Harvard University Press. 1963. 797 p.
  21. Miller M.A., Pfeiffer W., Schwartz T. Creating the CIPRES Science Gateway for inference of large phylogenetic trees // Proc. Gateway Computing Environments Workshop (GCE). New Orleans. 2010. P. 1–8.
  22. Sakai H., Goto A., Jeon S.R. Speciation and dispersal of Tribolodon species (Pisces, Cyprinidae) around the Sea of Japan // Zool. Sci. 2002. V. 19. № 11. P. 1291–1303.
  23. Sasaki T., Kartavtsev Y.P., Chiba S.N. et al. Genetic divergence and phylogenetic independence of Far Eastern species in subfamily Leuciscinae (Pisces: Cyprinidae) inferred from mitochondrial DNA analyses // Genes and Genetic Systems. 2007. V. 82. № 4. P. 329–340.
  24. Stepien C.A., Dillon A.K., Patterson A.K. Population gene-tics, phylogeography, and systematics of the thornyhead rockfish (Sebastolobus) along the deep continental slopes of the North Pacific Ocean // Canadian J. Fish. Aqua. Sci. 2000. V. 57. № 8. P. 1701–1717.
  25. Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA5: Mole-cular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods // Mol. Biol. Evol. 2011. V. 28. № 10. P. 2731–2739.
  26. Templeton A.R., Routman E., Phillips C.A. Separating population structure from population history: a cladistic analysis of the geographic distribution of mitochondrial DNA haplotypes in the Tiger Salamander, Ambystoma tigrinum // Genetics. 1995. V. 140. № 2. P. 767–782.
  27. Thompson J.D., Higgins D.G., Gibson T.J. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, positions specific gap penalties and weight matrix choice // Nucleic Acids Res. 1994. V. 22. № 22. P. 4673–4680.
  28. Watanabe K., Sakai H., Sanada T., Nishida M. Comparative phylogeography of diadromous and freshwater daces of the genus Tribolodon (Cyprinidae) // Ichthyol. Res. 2018. V. 65. P. 383–397.
  29. Yoon M., Sato S., Seeb J.E. et al. Mitochondrial DNA variation and genetic population structure of chum salmon Oncorhynchus keta around the Pacific Rim // J. Fish Biol. 2008. V. 73. № 5. P. 1256–1266.
  30. Zardoya R., Doadrio I. Molecular evidence on the evolutionary and biogeographical patterns of European cyprinids // J. Mol. Evol. 1999. V. 49. № 2. P. 227–237.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (276KB)
Indexing metadata
3.

Download (288KB)
Indexing metadata
4.

Download (108KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Вл.А. Брыков, В.В. Маляр

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».