Russian Journal of GeneticsRussian Journal of GeneticsГенетика0016-67583034-5103The Russian Academy of Sciences66688710.31857/S0016675823020066KXUTDGГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХGenetic Differentiation of the Fourhorn Sculpin Myoxocephalus quadricornis (Linnaeus, 1758) and Its Position in the Tribe Myoxocephalini Taranetz (Cottidae: Myoxocephalinae)Генетическая дифференциация четырехрогого керчака Myoxocephalus quadricornis (Linnaeus, 1758) и его положение в трибе Myoxocephalini Taranetz (Cottidae: Myoxocephalinae)MorevaI. N.МореваИ. Н.irruz@yandex.ruRadchenkoO. A.РадченкоО. А.irruz@yandex.ruPetrovskayaA. V.ПетровскаяА. В.irruz@yandex.ruZhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of SciencesНациональный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наукInstitute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of SciencesИнститут биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук0102202359218419526022025Copyright ©; 2023, И.Н. Морева, О.А. Радченко, А.В. ПетровскаяCopyright ©; 2023, И.Н. Морева, О.А. Радченко, А.В. Петровская2023И.Н. Морева, О.А. Радченко, А.В. ПетровскаяИ.Н. Морева, О.А. Радченко, А.В. Петровскаяhttps://transsyst.ru/0016-6758/article/view/666887

A molecular genetic and karyological study of the fourhorn sculpin Myoxocephalus quadricornis (Linnaeus, 1758) was carried out. The karyotype was studied for the first time and the results of Ag-staining of the chromosomes of specimens of the species from the East Siberian Sea are presented. The karyotype of M. quadricornis is stable, contains 32 (10 metacentrics, 2 submetacentrics, 20 subtelocentrics) chromosomes, the number of chromosome arms is 44. Nucleolar organizers were found in the telomeric regions of the short arms of two homologous medium-sized subtelocentrics. Variability in the number of nucleolarforming chromosomes and stained blocks of nucleolar organizers was found. Common features in the chromosome sets of M. quadricornis and Megalocottus platycephalus indicate their greater similarity compared to species of the genus Myoxocephalus. The results of the karyological analysis are consistent with the molecular genetic data about the sister relationships between M. quadricornis and Megalocottus platycephalus. A complex of karyological and molecular-genetic features has been identified that allow one to reliably distinguish M. quadricornis from species of the tribe Myoxocephalini and indicate the need for its removal from the genus Myoxocephalus.

Проведено молекулярно-генетическое и кариологическое исследование четырехрогого керчака Myoxocephalus quadricornis (Linnaeus, 1758). Впервые изучен кариотип и приведены результаты Ag-окрашивания хромосом экземпляров вида из Восточно-Сибирского моря. Кариотип M. quadricornis стабилен, содержит 32 (10 метацентриков, 2 субметацентрика, 20 субтелоцентриков) хромосомы, число хромосомных плеч – 44. Ядрышковые организаторы выявлены в теломерных районах коротких плеч двух гомологичных субтелоцентриков среднего размера. Обнаружена изменчивость по числу ядрышкообразующих хромосом и окрашиваемых блоков ядрышковых организаторов. Общие признаки в хромосомных наборах M. quadricornis и Megalocottus platycephalus указывают на их более значительную близость по сравнению с видами рода Myoxocephalus. Результаты кариологического анализа согласуются с молекулярно-генетическими данными о сестринских отношениях M. quadricornis и Megalocottus platycephalus. Выявлен комплекс кариологических и молекулярно-генетических признаков, позволяющих надежно отличать M. quadricornis от видов трибы Myoxocephalini и свидетельствующих о необходимости его выведения из рода Myoxocephalus.

tribe Myoxocephalinikaryotypemarker chromosomesnucleolar organizers (NOs)mitochondrial DNAgenetic differentiation.триба Myoxocephaliniкариотипмаркерные хромосомыядрышковые организаторы (ЯО)митохондриальная ДНКгенетическая дифференциация.Неелов А.В. Сейсмосенсорная система и классификация керчаковых рыб (Cottidae: Myoxocephalinae, Artediellinae). Л.: Наука, 1979. 208 с.Парин Н.В., Евсеенко С.А., Васильева Е.Д. Рыбы морей России: аннотированный каталог. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2014. 733 с.Mecklenburg C.W., Mecklenburg T.A., Sheiko B.A. et al. Pacific Arctic Marine Fishes. CAFF Monitoring Series Report № 23. Akureyri, Iceland: Conserv. Arctic Flora and Fauna, 2016. 406 p.McAllister D.E. Atlas of North American Freshwater Fishes, Queen’s Printer. Onawa, Canada, 1978. 826 p.Dickman M. An isolated population of fourhorn sculpins (Myoxocephalus quadricornis, family Cottidae) in a hypersaline high arctic Canadian lake // Hydrobiologia. 1995. V. 12. P. 27–35.Неелов А.В. Рыбы Чаунской губы Восточно-Сибирского моря // Арктика и Антарктика. М.: Наука, 2008. С. 154–184.Kottelat M., Freyhof J. Handbook of European Freshwater Fishes. Publ. Kottelat, Cornol and Freyhof, Berlin, 2007. 646 p.Dadswell M.J. Post-glacial dispersal of four freshwater fishes on the basis of new distribution records from eastern Ontario and western Quebec // J. Fish. Res. Board Can. 1972. V. 29. P. 545–553.Kontula T., Väinöla R. Relationships of Palearctic and Nearctic ‘glacial relict’ Myoxocephalus sculpins from mitochondrial DNA data // Mol. Ecol. 2003. V. 12. P. 3179–3184.Sheldon T.A., Mandrak N.E., Lovejoy N.R. Biogeography of the deepwater sculpin (Myoxocephalus thompsonii), a Nearctic glacial relict // Can. J. Zool. 2008. № 86. P. 108–115.Scott W.B., Crossman E.J. The freshwater fishes of Canada // Bull. Fish. Res. Board Can. 1973. № 184. P. 842–848.McAllister D.E., Aniskowicz J. Vertebral number in North American sculpins of the Myoxocephalus quadricornis – complex // J. Fish. Res. Board Can. 1976. V. 33. P. 2792–2799.Morrow J.E. The Freshwater Fishes of Alaska. Alaska Northwest Publishing Alaska: Company: Anchorage, 1980. 248 p.Fallis B.W., Harbicht S.M., MacKenzie B.J. A Preliminary Study of the Limnology and Biology of Garrow Lake, Northwest Territories, an Arctic Meromictic Lake. Department of Fisheries and Oceans: Winnipeg, MB, 1987. 55 p.Mecklenburg C.W., Møller P.R., Steinke D. Biodiversity of Arctic marine fishes: taxonomy and zoogeography // Mar. Biodivers. 2011. V. 41. P. 109–140.Радченко О.А., Морева И.Н., Петровская А.В. Кариологическая и молекулярно-генетическая дивергенция керчаков рода Myoxocephalus Gill, 1859 (Cottidae) // Генетика. 2020. Т. 56. № 10. С. 1171–1183.Balakirev E.S., Kravchenko A.Yu., Semenchenko A.A. Genetic evidence for a mixed composition of the genus Myoxocephalus (Cottoidei: Cottidae) necessitates generic realignment // Genes. 2020. V. 11. P. 1071. https://doi.org/10.3390/genes11091071Fricke R., Eschmeyer W.N., van der Laan R. (eds) Eschmeyer’s catalog of fishes: Genera, species, references. 2022. (http://researcharchive.calacademy.org/research/ichthyology/catalog/fishcatmain.asp). Electronic version accessed March 01, 2022.Kligerman A.D., Bloom S.E. Rapid chromosome preparations from solid tissues of fishes // J. Fish. Res. Board Can. 1977. V. 34. P. 266–269.Howell W.M., Black D.A. Controlled silver-staining of nucleolus organizer regions with a protective colloidal developer: A 1-step method // Experientia. 1980. V. 36. P. 1014–1015.Levan A., Fredga K., Sandberg A.A. Nomenclature for centromeric position on chromosomes // Hereditas. 1964. V. 52. P. 201–220.Васильев В.П. Эволюционная кариология рыб. М.: Наука, 1985. 299 с.Морева И.Н., Борисенко С.А. Кариотип северной дальневосточной широколобки Megalocottus platycephalus platycephalus (Pallas, 1814) (Pisces: Cottidae) из залива Одян Охотского моря // Биология моря. 2014. Т. 40. № 2. С. 137–142.Морева И.Н., Борисенко С.А. Кариотип южной дальневосточной широколобки Megalocottus platycephalus taeniopterus (Kner, 1868) (Pisces: Cottidae) из залива восток Японского моря // Биология моря. 2015. Т. 41. № 6. С. 425–429.Морева И.Н., Борисенко С.А. Кариотип многоиглого керчака Myoxocephalus polyacanthocephalus (Pallas, 1814) (Pisces: Cottidae) из российской части ареала // Биология моря. 2017. Т. 43. № 1. С. 64–69.Maniatis T., Fritsch E.F., Sambrook J. Molecular Cloning, A Laboratory Manual. N.Y.: Cold Spring Harbor Lab., 1982. 480 p.Moreva I.N., Radchenko O.A., Petrovskaya A.V. Differentiation of the frog sculpin Myoxocephalus stelleri Tilesius, 1811 (Actinopterygii, Cottidae) based on mtDNA and karyotype analyses // Comp. Cytogenet. 2021. V. 15. № 2. P. 179–197. https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v15.i2.63207Ronquist F., Teslenko M., Van Der Mark P. et al. M-rBayes 3.2: Efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space // Syst. Biol. 2012. V. 61. P. 539–542.Rambaut A., Drummond A.J., Xie D. et al. Posterior summarisation in Bayesian phylogenetics using tracer 1.7 // Syst. Biol. 2018. V. 67. P. 901–904.Leache A.D., Reeder T.W. Molecular systematics of the eastern fence lizard (Sceloporus undulatus): A comparison of parsimony, likelihood, and Bayesian approaches // Syst. Biol. 2002. V. 51. P. 44–68.Кириллов А.Ф., Апсолихова О.Д., Жирков Ф.Н. и др. Аннотированный список рыбообразных и рыб бассейна Восточно-Сибирского моря // Исслед. водн. биол. ресурсов водоемов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. 2016. Вып. 42. С. 78–87.Черешнев И.А., Кириллов А.Ф. Рыбообразные и рыбы морских и пресных вод бассейнов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2007. № 2. С. 95–100.Лайус Д.Л. Хромосомные наборы 13 видов рыб Белого моря // Проблемы изучения, рационального использования, охраны природных ресурсов Белого моря. Регулярная конф. Тез. докл. Петрозаводск, 1992. С. 179–180.Arai R. Fish Karyotypes. A Check List. Tokyo; Berlin; Heindelberg; N.Y.: Springer, 2011. 347 p. https://doi.org/10.1007/978-4-431-53877-6Radchenko O.A., Moreva I.N., Petrovskaya A.V. The subfamily Myoxocephalinae of cottid fishes (Cottidae): Genetic divergence and phylogenetic relationships // J. Fish Biol. 2021. V. 99. P. 1857–1868. https://doi.org/10.1111/jfb.14886Богуцкая Н.Г., Насека А.М. Каталог бесчелюстных и рыб пресных и солоноватых вод России с номенклатурными и таксономическими комментариями. М.: КМК, 2004. 389 с.Knope M.L. Phylogenetics of the marine sculpins (Teleostei: Cottidae) of the North American Pacific Coast // Mol. Phylogenet. Evol. 2013. V. 66. P. 341–349. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2012.10.008Page L.M., Espinoza-Perez H., Findley L.T. et al. Common and Scientific Names of Fishes from the United States, Canada, and Mexico, 7th ed. American Fisheries Society. Special Publ. 34. Bethesda, 2013. 243 p.Goto A., Yokoyama R., Sideleva V.G. Evolutionary diversification in freshwater sculpins (Cottoidea): A review of two major adaptive radiations // Environ. Biol. Fish. 2014. V. 98. P. 307–335. https://doi.org/10.1007/s10641-014-0262-7