Peculiarities of choromosomal polymorphism Glyptotendipes glaucus meigen, 1818 (Diptera, Chironomidae) from lake Chaika of the national park “Curonian spit”

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The genus Glyptotendipes includes widespread species of chironomids with the largest phytophilous larvae, which constitute a large percentage of the total biomass of invertebrates. Glyptotendipes glaucus (Meigen, 1818) is the dominant species of chironomids in Lake Chaika of the National Park “Curonian Spit”.

Materials and methods. The material of the study included 51 Glyptotendipes glaucus fourth – instar larvae collected in Lake Chaika of the National Park “Curonian Spit”. Larvae were fixed in Carnoy’s liquid (ethanol : glacial acetic acid = 3 : 1) at the collection site. The slides of polytene chromosomes from salivary glands of the larvae were prepared according to the standard aceto – orsein technique. Chromosome mapping was carried out according to Belyanina and Durnova (1998).

Results. The level of inversion polymorphism for given populations was determined. Two new inversion sequences glaD6 and glaD7 were detected and localized. Ectopic contact type of T-T between the chromosome G(IV) and the arm of F(III), as well as the monomorphy of the chromosome III(EF) Glyptotendipes glaucus were first identified in the Kaliningrad region. The value of the ratio of the number of inversion sequences to the number of genomic combinations corresponded to its level for previously studied reservoirs in Kaliningrad city.

Conclusion. The prevalence of the inversion sequences glaA2, glaA3, glaB2 glaB3, glaB4, glaB6, glaC3, glaD2, glaD3, glaD5, glaG4 in chromosomes I(AB), II(CD) and IV(G) Glyptotendipes glaucus of Lake Chaika indicates the greatest variability and dynamism of this parts of the genome of the species.

About the authors

Evgeniya A. Kalinina

School of Life Sciences, Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: EAKalinina1@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0003-1610-0949
SPIN-code: 6679-5897

аспирант

Russian Federation, 2, Universitetskaja street, Kaliningrad, 236000

Natalya V. Vinokurova

School of Life Sciences, Immanuel Kant Baltic Federal University

Author for correspondence.
Email: NVinokurova@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0002-7862-9154
SPIN-code: 2358-0152

PhD in Biological sciences, senior lecturer

Russian Federation, 2, Universitetskaja street, Kaliningrad, 236000

References

  1. Шартон А.Ю., Петрова Н.А. Винокурова Н.В., и др. Инверсионный полиморфизм Glyptotendipes glaucus Mg. (Diptera: Chironomidae) из водоемов г. Калининграда // Генетика. – 2010. – Т. 46. – № 7. – C. 786–793. [Sharton AY, Petrova NA, Vinokurova NV, et al. Inversion polymorphism of Glyptotendipes glaucus Mg. (Diptera: Chironomidae) from the reservoirs of Kaliningrad. Russ J Genet. 2010;46(7):786-793. (In Russ.)]. doi: 10.1134/S1022795410070021.
  2. Винокурова Н.В., Гапаненок Е.А. Первое описание сообщества хирономид озера Чайка национального парка «Куршская коса» // Сборник научных трудов «SWorld». – 2015. – Т. 22. – № 1. – С. 15–19. [Vinokurova NV, Gapanenok EA. Pervoe opisanie soobshchestva khironomid ozera Chaika natsional’nogo parka “Kurshskaya kosa”. Sbornik nauchnykh tudov “SWorld”. 2015;22(1):15-19. (In Russ.)]
  3. Винокурова Н.В., Калинина Е.А., Столь Э.Э. Кариотип и инверсионный полиморфизм природных популяций Glyptotendipes glaucus (Meigen), 1818 (Diptera, Chironomidae) малых водоемов г. Калининграда // Экологическая генетика. – 2016. – Т. 14. – № 4. – С. 41–51. [Vinokurova NV, Kalinina EA, Stol’ EE. Karyotype and inversion polymorphism of natural populations Glyptotendipes glaucus (Meigen), 1818 (Diptera, Chironomidae) from the small reservoirs of Kaliningrad. Ekologicheskaya genetika. 2016;14(4):41-51. (In Russ.)]. doi: 10.17816/ecogen14441-51.
  4. Дурнова Н.А. Хирономиды перифитона водоемов Саратовской области: экологические особенности, морфология, цитогенетика (Diptera, Chironomidae, Chironomini): дис. … д-ра биол. наук. – СПб., 2010. [Durnova NA. Khironomidy perifitona vodoemov Saratovskoi oblasti: ekologicheskie osobennosti, morfologiya, tsitogenetika (Diptera, Chironomidae, Chironomini). [dissertation] Saint Petersburg; 2010. (In Russ.)]
  5. Дурнова Н.А., Воронин М.Ю., Сухова Е.И. Биотопическая приуроченность перифитонных хирономид в водоемах Саратовской области // Поволжский экологический журнал. – 2011. – № 3. – С. 304–313. [Durnova NA, Voronin MYu, Sukhova EI. Biotopical distribution of periphytic chironomids (Diptera, Chironomidae) in water reservoirs of the Saratov region. Povolzhskii ekologicheskii zhurnal. 2011;(3):304-313. (In Russ.)]
  6. Винокурова Н.В., Калинина Е.А., Столь Э.Э., и др. Тяжелые металлы в донных отложениях некоторых водоемов Калининградской области // Вода: химия и экология. – 2016. – № 12. – С. 87–93. [Vinokurova NV, Kalinina EA, Stol’ EE, et al. Heavy metals in bottom sediments of some water bodies of the Kaliningrad region. Voda: khimiya i ekologiya. 2016;(12):87-93. (In Russ.)]
  7. Кикнадзе И.И., Истомина А.Г., Гундерина Л.И. Цитогенетическая дифференциация природных популяций Chironomus obtusidens (Diptera, Chironomidae) // Зоологический журнал. – 2007. – Т. 86. – № 8. – С. 921–932. [Kiknadze II, Istomina AG, Gunderina LI. Tsitogeneticheskaya differentsiatsiya prirodnykh populyatsii Chironomus obtusidens (Diptera, Chironomidae). Zoologicheskii zhurnal. 2007;86(8):921-932. (In Russ.)]. doi: 10.1134/S0013873807060036.
  8. Цыбалева Г.А., Кузьмин С.Ю. Оценка состояния озер Бобровое и Ржавое Куршской косы по гидробиологическим показателям // Проблемы изучения и охраны природного и культурного наследия национального парка «Куршская коса». – 2007. – № 5. – С. 225–235. [Tsybaleva GA, Kuz’min SYu. Otsenka sostoyaniya ozer Bobrovoe i Rzhavoe Kurshskoi kosy po gidrobiologicheskim pokazatelyam // Problemy izucheniya i okhrany prirodnogo i kul’turnogo naslediya natsional’nogo parka “Kurshskaya kosa”. 2007;(5):225-235. (In Russ.)]
  9. Кикнадзе И.И., Шилова А.И., Керкис И.Е., и др. Кариотипы и морфология личинок трибы Chironomini. – Новосибирск: Наука, 1991. [Kiknadze II, Shilova AI, Kerkis IE, et al. Kariotipy i morfologiya lichinok triby Chironomini. Novosibirsk: Nauka; 1991. (In Russ.)]
  10. Чубарева Л.А., Петрова Н.А. Методика приготовления цитологических препаратов для кариологического изучения двукрылых насекомых // Новые данные по кариосистематике двукрылых насекомых. – Л.: Издательство Зоологического института, 1980. [Chubareva LA, Petrova NA. Metodika prigotovleniya tsitologicheskikh preparatov dlya kariologicheskogo izucheniya dvukrylykh nasekomykh. In: Novye dannye po kariosistematike dvukrylykh nasekomykh. Leningrad: Izdatel’stvo Zoologicheskogo instituta; 1980. (In Russ.)]
  11. Belyanina SI, Durnova NA. Morphology and chromosomes of phytophilous Glyptotendipes glaucus (Diptera, Chironomidae) from water pools of Saratov district. 2. Karyotypic analysis. Russian Journal of Zoology. 1998;77(2):243-251.
  12. Petrova NA, Vinokurova NV, Danilova MV, Maslova VV. Seasonal variability of the karyotype structure of Chironomus plumosus (Diptera, chironomidae) from a biotope of Kaliningrad. Tsitologyia. 2007;49(10):901-905.
  13. Kiknadze II, Golygina VV, Broshkov AD, et al. Mystery of Chironomus dorsalis Meigen karyotype (Diptera: Chironomidae). Comparative Cytogenetics. 2008;2(1):21-35.
  14. Кикнадзе И.И., Истомина А.Г., Гундерина Л.И., и др. Кариофонды хирономид криолитозоны Якутии. Триба Chironomini. – Новосибирск: Наука, 1996. [Kiknadze II, Istomina AG, Gunderina LI, et al. Kariofondy khironomid kriolitozony Yakutii. Triba Chironomini.Novosibirsk: Science; 1996. (In Russ.)]
  15. Провиз В.И., Базова Н.В. Кариотип Glyptotendipes glaucus (Diptera, Chironomidae) из озера Котокельское (Прибайкалье) // Зоологический журнал. – 2012. – Т. 91. – № 2. – С. 247–251. [Proviz VI, Bazova NV. Karyotype Glyptotendipes glaucus (Diptera, Chironomidae) from the lake Kotokelskoe (Baikal). Zoologicheskii Zhurnal. 2012;91(2):247-251. (In Russ.)]. doi: 10.1134/S0013873812030128.
  16. Дурнова Н.А., Сигарева Л.Е., Оглезнева А.А. Межхромосомные ассоциации в интерфазных ядрах перифитонных хирономид (Diptera: Chironomidae) // Труды Русского энтомологического общества. – 2014. – Т. 85. – № 2. – С. 27–39. [Durnova NA, Sigareva LE, Oglezneva AA. Interchromosomal associations in interphase nuclei of the periphitic Chironomidae (Diptera). Trudy Russkogo entomologicheskogo obshchestva. 2014;85(2):27-39. (In Russ.)]
  17. Дурнова Н.А., Воронин М.Ю., Оглезнева А.А. Хромосомный полиморфизм и цитогенетическая дивергенция Glyptotendipes glaucus (Meigen) (Diptera: Chironomidae) из водоемов Саратовской области // Труды Русского энтомологического общества. – 2014. – Т. 85. – № 2. – С. 19–26. [Durnova NA, Voronin MYu, Oglezneva AA. The chromosome polymorphism and cytogenetic divergence of Glyptotendipes glaucus (Meigen) (Diptera:Chironomidae) from different reservois of the Saratov Province. Trudy Russkogo entomologicheskogo obshchestva.2014;85(2):19-26. (In Russ.)]
  18. Белянина С.И. Сравнительный хромосомный анализ популяций фитофильной хирономиды Glyptotendipes glaucus (Mg.) из водоемов, затронутых чернобыльским выбросом // Генетика. – 2014. – Т. 50. – № 9. – С. 1025–1032. [Belyanina SI. Comparative chromosomal analysis of populations of phytophilous chironomidae Glyptotendipes glaucus (Mg.) from Chernobyl-Affected Territory. Rus J Genetics. 2014;50(9):1025-1032. (In Russ.)]. doi: 10.1134/ S1022795414090038.
  19. Петрова Н.А., Жиров С.В. Цитогенетическое сравнение популяций комара-звонца Glyptotendipes glaucus (Meigen, 1818) (Diptera, Chironomidae) Северо-Запада России и Украины (зона Чернобыля) // Экологическая генетика. – 2011. – Т. 9. – № 2. – C. 9–16. [Petrova NA, Zhirov SV. Cytogenetic comparison of chironomid midge Glyptotendipes glaucus (Meigen, 1818) (Diptera, Chironomidae) populations from northwest Russia and Ukraine (Chernobyl zone). Ekologicheskaya genetika. 2011;9(2):9-16. (In Russ.)]
  20. Стегний В.Н. Архитектоника генома, системные мутации и эволюция. – Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 1993. [Stegnii VN. Arkhitektonika genoma, sistemnye mutatsii i evolyutsiya. Novosibirsk: Izdatel’stvo Novosibirskogo universiteta; 1993. (In Russ.)]
  21. Стегний В.Н. Эволюционное значение архитектоники хромосом как формы эпигенетического контроля онто- и филогенеза эукариот // Генетика. – 2006. – Т. 42. – № 9. – С. 1215–1224. [Stegniy VN. Evolutionary significance of chromosome architecture for epigenetic control of eukaryote development and phylogeny. Rus J Genetics. 2006;42(9):1011-1018. (In Russ.)]
  22. Петрова Н.А. Кариотип и неустойчивые хромосомные ассоциации политенных хромосом Sindiamesa nivosa (Diptera, Chironomidae) // Зоологический журнал. – 1983. – Т. 62. – № 1. – С. 69–74. [Petrova NA. Kariotip i neustoichivye khromosomnye assotsiatsii politennykh khromosom Sindiamesa nivosa (Diptera, Chironomidae). Zoologicheskii zhurnal. 1983;62(1):69-74. (In Russ.)]
  23. Shobanov NA. Evolution of the genus Сhironomus (Diptera, Chironomidae). 1. ancestral form and major lines of phylogenesis. Zoologicheskii zhurnal. 2002;81(4):463-468.
  24. Michailova P. The role of heterochromatin in speciation of family Chironomidae, Diptera. Folia Biologiсa. 1994;42(3-4):79-87.
  25. Michailova P, Rieradevall M, Real M. New chromosome arm combination of genus Glyptotendipes Kieffer (Diptera, Chironomidae). Caryologia. 1994;47(1):81-95. doi: 10.1080/00087114.1994.10797286.
  26. Белянина С.И, Дурнова Н.А, Шобанов Н.А. Особенности кариотипа и морфологии Glyptotendipes sp. (Diptera, Chironomidae) с хромосомным набором 2n = 4 // Зоологический журнал. – 1999. – Т. 78. – № 12. – C. 1434–1440. [Belyanina SI, Durnova NA, Shobanov NA. Osobennosti kariotipa i morfologii Glyptotendipes sp. (Diptera, Chironomidae) s khromosomnym naborom 2n = 4. Zoologicheskii Zhurnal. 1999;78(12);1434-1440. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Chromosomal aberrations of the arms G, F, D Glyptotendipes glaucus: a – ectopic conjugation of the arms G and F (indicated by square bracket) of the T–T type; b – heterozygous inversion D1.6; c – heterozygous inversion D1.7

Download (120KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Inversion sequences of chromosome IV (G) Glyptotendipes glaucus: a – heterozygous inversion G1.4 (asynapsis homologs); b, c – variants of heterozygous inversion G1.5

Download (148KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2017 Kalinina E.A., Vinokurova N.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies