Russian Journal of GeneticsRussian Journal of GeneticsГенетика0016-67583034-5103The Russian Academy of Sciences66695910.31857/S0016675824040118cqkwybКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯResearch ArticleMolecular genetic аnd meiotic peculiarities оf Caucasus pine vole Microtus (Terricola) daghestanicus in the eastern part of the Greater CaucasusМолекулярно-генетические и мейотические особенности дагестанских полевок Microtus (Terricola) daghestanicus восточной части Северного КавказаBogdanovA. S.БогдановА. С.
Russian Federation
sergey8585@mail.ruAtsaevaM. M.АцаеваМ. М.
Russian Federation
sergey8585@mail.ruArsanukaevD. D.АрсанукаевД. Д.
Russian Federation
sergey8585@mail.ruMatveevskyS. N.МатвеевскийС. Н.
Russian Federation
sergey8585@mail.ruKoltzov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of SciencesИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наукIbragimov Complex Institute of the Russian Academy of SciencesКомплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова Российской академии наукVavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of SciencesИнститут общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наукSevertsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of SciencesИнститут проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук1104202460412312926022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0016-6758/article/view/666959

The high level of karyotypic and molecular genetic variability was previously detected in the Caucasus pine vole Microtus daghestanicus. However, populations of this species were poorly studied in the eastern part of the Greater Caucasus. To reveal their genetic peculiarities and phylogenetic relationships with other conspecific populations we analyzed a sample of Caucasus pine voles from the south of the Chechen Republic (Daikhokh Mount). The immunocytochemical study of synaptonemal complexes in meiotic prophase I demonstrated that the population belongs to the most distributed 54-chromosomal form of M. daghestanicus. The entire mitochondrial cytochrome b gene analysis showed close clustering specimens from Chechen Republic and previously studied Caucasus pine vole from northern Georgia. It indicates that all these specimens belong to a discrete genetic form. In the studied sample from Chechen Republic we revealed variability of the nuclear BRCA1 and XIST genes that probably reflects a complicated history of the population associated with alternation of its isolation from neighbor populations and restoring contacts between them.

У дагестанской полевки Microtus daghestanicus отмечен высокий уровень кариотипической и молекулярно-генетической изменчивости, однако популяции этого вида в восточной части Северного Кавказа изучены фрагментарно. С целью выявления их генетических особенностей и филогенетических связей с другими конспецифичными популяциями нами исследована выборка дагестанских полевок с юга Чеченской Республики (гора Дайхох). Иммуноцитохимическое исследование синаптонемных комплексов в профазе I мейоза продемонстрировало принадлежность указанной популяции к наиболее широко распространенной 54-хромосомной форме M. daghestanicus. Анализ полной последовательности митохондриального гена цитохрома b показал объединение на филогенетическом древе в один компактный кластер экземпляров из Чечни и изученной ранее дагестанской полевки из Северной Грузии, что указывает на их принадлежность к обособленной генетической форме. В пределах исследованной выборки из Чечни выявлена изменчивость нуклеотидных последовательностей ядерных генов BRCA1 и XIST, что предположительно отражает сложную историю этой популяции, связанную с чередованием событий ее изоляции от соседних популяций и возобновлением контактов между ними.

Microtus daghestanicussynaptonemal complexmolecular genetic variabilitythe cytbBRCA1XIST genesMicrotus daghestanicusсинаптонемный комплексмолекулярно-генетическая изменчивостьгены cytbBRCA1XISTРоссийский научный фондRussian Science Foundation№ 23-24-00329Tambovtseva V., Bakloushinskaya I., Matveevsky S., Bogdanov A. Geographic mosaic of extensive genetic variations in subterranean mole voles Ellobius alaicus as a consequence of habitat fragmentation and hybridization // Life. 2022. V. 12. https://doi.org/10.3390/life12050728Bogdanov A., Tambovtseva V., Matveevsky S., Bakloushinskaya I. Speciation on the roof of the World: parallel fast evolution of cryptic mole vole species in the Pamir-Alay–Tien Shan region // Life. 2023. V. 13. https://doi.org/10.3390/life13081751Ляпунова Е.А., Ахвердян М.Р., Воронцов Н.Н. Робертсоновский веер изменчивости хромосом у субальпийских полевок Кавказа (Pitymys: Microtinae, Rodentia) // ДАН СССР. 1988. Т. 298. С. 480–484.Ахвердян М.Р., Ляпунова Е.А., Воронцов Н.Н. Кариология и систематика кустарниковых полевок Кавказа и Закавказья (Terricola, Arvicolinae, Rodentia) // Зоол. журнал. 1992. Т. 71. Вып. 3. С. 96–110.Хатухов А.М., Дзуев Р.И., Темботов А.К. Новые кариотипические формы кустарниковых полевок (Pitymys) Кавказа // Зоол. журнал. 1978. Т. 57. Вып. 10. С. 1566–1570.Загороднюк И.В. Кариотип, систематическое положение и таксономический статус Pitymys ukrainicus (Rodentia) // Вестник зоологии. 1988. № 4. С. 50–55.Bogdanov A.S., Khlyap L.A., Kefelioğlu H. et al. High molecular variability in three pine vole species of the subgenus Terricola (Microtus, Arvicolinae) and plausible source of polymorphism // J. Zool. Syst. Evol. Res. 2021. V. 59. I. 8. P. 2519–2538. https://doi.org/10.1111/jzs.12539Богданов А.С., Хляп Л.А., Баскевич М.И. Дифференциация и филогенетические связи трех видов полевок подрода Terricola (Rodentia, Arvicolinae, Microtus): результаты анализа фрагментов ядерных генов BRCA1 и XIST // Известия РАН. Серия биол. 2020. № 6. С. 575–580. https://doi.org/10.31857/S0002332920060028Jaarola M., Martínková N., Gűndűz İ. et al. Molecular phylogeny of the speciose vole genus Microtus (Arvicolinae, Rodentia) inferred from mitochondrial DNA sequences // Mol. Phylogen. and Evol. 2004. V. 33. P. 647–663. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2004.07.015Малыгин В.М., Левенкова Е.С., Ахвердян М.Р., Сафронова Л.Д. Сравнение синаптонемных комплексов самцов-гибридов кавказских кустарниковых полевок (Rodentia, Microtinae, Terricola) в контексте изучения гибридной стерильности // Зоол. журнал. 2000. Т. 79. Вып. 3. С. 348–356.Богданов Ю.Ф., Коломиец О.Л. Синаптонемный комплекс – индикатор динамики мейоза и изменчивости хромосом. М.: Т-во научн. изданий КМК, 2007. 358 c.Peters A.H.F.M., Plug A.W., van Vugt M.J., de Boer P. A drying-down technique for the spreading of mammalian meiocytes from the male and female germ line // Chromosome Res. 1997. V. 5. P. 66–71. https://doi.org/10.1023/A:1018445520117Page J., Berríos S., Rufas J.S. et al. The pairing of X and Y chromosomes during meiotic prophase in the marsupial species Thylamys elegans is maintained by a dense plate developed from their axial elements // J. Cell Sci. 2003. V. 116. P. 551–560. https://doi.org/10.1242/jcs.00252Matveevsky S., Chassovnikarova T., Grishaeva T. et al. Kinase CDK2 in mammalian meiotic prophase I: Screening for hetero- and homomorphic sex chromosomes // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. https://doi.org/10.3390/ijms22041969Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory manual. N. Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989. 398 p.Minh B.Q., Trifinopoulos J., Schrempf D., Schmidt H.A. IQ-TREE version 2.0: Tutorials and manual phylogenomic software by maximum likelihood. 2019, december 1. http://www.iqtree.orgБогданов Ю.Ф., Коломиец О.Л. Кариотипирование на основе синаптонемных комплексов и применение этого метода в цитогенетике // Генетика. 1985. Т. 21. № 5. С. 793–802.Borodin P.M., Basheva E.A., Torgasheva A.A. et al. Multiple independent evolutionary losses of XY pairing at meiosis in the grey voles // Chrom. Res. 2012. V. 20. P. 259–268. https://doi.org/10.1007/s10577-011-9261-0Earnshaw W.C., Allshire R.C., Black B.E. et al. Esperanto for histones: CENP-A, not CenH3, is the centromeric histone H3 variant // Chrom. Res. 2013. V. 21. P. 101–106. https://doi.org/10.1007/s10577-013-9347-y