Intraspecific genetic diversity and biogeographic relationships among Garganey (Anas querquedula) and Tufted duck (Aythya fuligula) populations estimated through randomly amplified polymorphic DNA

Genominės DNR metodas naudotas dryžagalvių kryklių (A.querquedula) ir kuoduotųjų ančių (A.fuligula) skirtingų populiacijų tyrimams. Šio darbo tikslas įvertinti vidurūšinę genetinę įvairovę ir biogeografinius ryšius tarp dviejų ančių rūšių naudojant atsitiktinius pradmenis. Pavyzdžiai (kraujo/širdies/kepenų/plunksnų) dviejų ančių rūšių (52 kuoduotųjų ančių ir 63 dryžagalvių kryklių) surinkti Latvijoje, Kalinigrade, Rusijos Novgorodo regione, pietų ir vakarų Baltarusijoje. 39 dryžagalvių kryklių pavyzdžiai surinkti Senegale. DNR skyrimas atliktas pagal Aljanabi ir Martinez (1997) metodiką. Išskirti DNR pavyzdžiai naudoti genominės DNR fragmentų amplifikacijai Vienos PGR reakcijos galutinis tūris 25 μl ( 20 μl Mix + 5 μl DNR ). DNR fragmentų padauginimui parinkta tinkamiausia anilinimo temperatūra-36OC, ciklas vyko 45s. PGR produktai frakcionuoti horizontaliame 1.7 % agarozės gelyje. Kompiuterinės programos Total Lab v1.10 (v. 2) naudota įvertinti tikslų DNR fragmentų skaičių ir ilgį (bp) ir GenAlEx (v. 6.) (Peakall ir Smouse, 2006) naudota nustatyti pradmenų tinkamumą vidurūšinei ir tarprūšinei analizei. Genetinės įvairovės molekulinė analizė (AMOVA) atlikta naudojant GenAlEx (v.6.). Naudojant AAPD (atsitiktinai amplifikuotą polimorfinę DNR) buvo vertinta genetinė įvairovė tarp dviejų ančių rūšių populiacijų. Įvertintas vidutinis polimorfizmo lygis dryžagalvių kryklių populiacijose (53%), kuoduotųjų ančių – (50%). Nustatyti genetiniai parametrai: Nėjaus genetinės įvairovės indeksas (h), Šenono informacinis indeksas (I), vidutinis efektyvių alelių skaičius lokuse(ne), vidutinis alelių skaičius lokuse (na) tarp dviejų ančių rūšių. Vidutinis alelių skaičius lokuse (na) pagal penkis pradmenis svyravo nuo 1.9477 (kuoduotųjų ančių populiacijose) iki 2.0000 (dryžagalvių kryklių populiacijose), vidutinis efektyvių alelių skaičius lokuse nuo 1.5477 iki 1.5607, Nėjaus genetinės įvairovės indeksas nuo 0.3157 iki 0.3356, Šenono informacinis indeksas nuo 0.4724 iki 0.5081, atitinkamai. Mažiausias genetinis atstumas nustatytas tarp Kaliningrado ir Latvijos populiacijų (0.1370), didžiausias tarp Baltarusijos ir Rusijos kuoduotosios anties populiacijų (0.5271). Tarp dryžagalvių kryklių populiacijų mažiausias genetinis atstumas nustatytas tarp Senegalo ir Baltarusijos populiacijų (0.0192), didžiausias tarp skirtingų Baltarusijos populiacijų (0.1963). DNR fragmentų analizės duomenys atskleidė, kad ol-10, ol-11, ol-12 pradmenys labiausiai tinkami vidurūšiniam vertinimui. Genetinė įvairovė tarp populiacijų su šiais pradmenimis sudarė 19 - 41 %. Įvertinus molekulinės genetinės įvairovės (AMOVA) pasiskirstymą tarp rūšių su visais pradmenimis svyravo nuo 2 iki 35 %.Genomic DNA was used for investigation of different populations of Garganey (A.querquedula) and Tufted Duck (A. fuligula). The aim of this study was to define intraspecific genetic diversity and biogeographic relationships among two duck species using random primers. Specimens(blood/heart/liver/feather) of two duck species (52 Tufted Ducks and 63 Garganeys) were collected in Latvia, Kaliningrad, Novgorod region of Russia, and eastern and western Belarus. 39 Garganeys specimens were collected in Senegal.Extraction of DNA was carried according to Aljanabi and Martinez (1997). Extracted DNA samples were used for amplification of fragments of genomic DNA of Garganey and Tufted ducks. The PCR was carried out in a final volume of 25 µl consisting of (20 μl Mix, and 5 μl genomic DNA). In the polymerase chain reaction six random primers (ol-1, ol-2, ol-9, ol–10, ol–11, ol-12 ) were used. Amplification of DNA fragments was selected availability annealing temperature-36OC for 45s. The PCR product was checked in 1.7 % agarosis gel. The computer programs Total Lab v1.10 (version 2) was used to estimate exact numbers and length (bp) of DNA fragments, and GenAlEx (version 6.) (Peakall ir Smouse, 2006) was used to compute primers availability for interspecific and intraspecific analysis. Molecular analysis of genetic diversity (AMOVA) was done using GenAlEx (v.6.). Using RAPD (randomly amplified polymorphic DNA) genetic diversity were examined among populations of two species of ducks: Anas querquedula and A. Fuligula. The mean levels of intraspecific genetic polymorphism was estimated in the populations of Garganey (P = 53%) and Tufted Duck (P = 50%). Some genetic parameters such as observed number of alleles , effective number of alleles, Nei’s gene diversity, Shannon's Information index and genetic distance and genetic identity between two duck species were estimated. The observed allele number over the five primers was ranged from 1.9477 (in Tufted duck populations) to 2.0000 (in Garganey duck populations), effective allele number from 1.5477 to 1.5607 , Nei’s gene diversity from 0.3157 to 0.3356, Shannon's Information index from 0.4724 to 0.5081, respectively. Among Tufted duck populations the least of genetic distance was estimated between Kalinigrad and Latvia Tufted duck populations (0.1370) and the highest between Belarus and Russia Tufted duck populations (0.5271). Among Garganey populations the least of genetic distance was estimated between Senagal and Belarus populations (0.0192) and the highest between different Belarus populations (0.1963). The data of the DNA fragments analysis showed that ol-10, ol-11, ol-12 primers are the best for investigating the intraspecies genetic variety. Molecular variance(AMOVA) among populations with these primers constitutive 19-41 % . Interspecific genetic diversity with all primers ranged from 2 to 35%.Vytauto Didžiojo universiteta