Лаборатория популяционной генетики им. акад. Ю.П. Алтухова

 

Заведующий лабораторией - доктор биологических наук Политов Дмитрий Владиславович

 

Основные направления исследований:

Проведен геногеографический анализ основных промысловых видов тихоокеанских лососевых, получены количественные оценки генетического разнообразия. Созданы базы данных о генофондах популяций лососевых на основе собственных и литературных данных (с использованием аллозимных маркеров и мтДНК). Исследованы механизмы поддержания популяционно-генетической структуры лососевых, в частности, выявлена роль отбора у горбуши и нерки. Исследована динамика генофондов популяций при антропогенных воздействиях – промысле, искусственном воспроизводстве, акклиматизации. Результаты этих исследований вместе с данными мировой литературы обобщены в монографиях (Алтухов и др., 1997; Altukhov et al., 2000; "Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях", 2004).

 

В последние годы проведено исследование генетических процессов при акклиматизации тихоокеанской горбуши на Европейском Севере и дальневосточной кефали пиленгаса в Азово-Черноморском бассейне. У горбуши линии нечетных лет после интродукции наблюдается снижение генетического разнообразия по аллозимным и микросателлитным локусам и по гаплотипическому разнообразию мтДНК, а также обнаруживается пространственная генетическая дифференциация. У пиленгаса в новом ареале сократилось разнообразие аллелей аллозимных локусов и гаплотипов мтДНК, но общий уровень аллозимной гетерозиготности сохранился за счет существенного увеличения пропорции гетерозигот по ряду локусов. В азовском бассейне наблюдаются генетические различия между субпопуляциями пиленгаса, нерестящимися в районах с различной соленостью, хотя в нативном ареале локальной дифференциации у исследованного пиленгаса не выявлено. Наблюдаемые перестройки генетической структуры в акклиматизированных популяциях сопряжены как со случайными процессами, так и с адаптацией к новой среде. При этом у горбуши, очевидно, действует направленный отбор, сокращающий изменчивость и ведущий к специализации в новом ареале; пиленгас же после переселения оказался в более благоприятной, но гетерогенной по солености среде, ставшей фактором локального отбора.

 

Исследована генетическая изменчивость и дифференциация нескольких симпатрических и аллопатрических форм и видов гольцов рода Salvelinus со спорным таксономическим статусом, определены их филогенетические отношения. По аллозимным и микросателлитным маркерам найдены хорошо выраженные генетические различия между формами, т.е. выявлен определенный уровень репродуктивной изоляции, но по величине соответствующий недавно дивергировавшим внутривидовым формам. У каждой из форм гольцов оз. Кроноцкое (Камчатка) найдены гаплотипы двух филогенетических линий мтДНК, характерных для северной мальмы Чукотки и Камчатки, что указывает на общность их эволюционного происхождения.

 

Исследованы с помощью изоферментов и мтДНК популяции практически всех ценных видов сиговых рыб России: валька, нельмы, арктического омуля, пыжьяна, муксуна, ряпушек, пеляди, байкальского омуля и сигов Байкала и др. (Politov ea 2000, 2002, 2004 etc.). Существенно уточнена таксономия и филогения группы, разработаны методы идентификации видов, внутривидовых форм и межвидовых гибридов. Показано единство фауны сиговых Байкала, которые, вероятно, близки к предку линий арктического омуля и сигов с нижним ртом, близость пеляди и пенжинского омуля к ряпушкам, гибридогенное происхождение муксуна и ряда других форм сиговых. Разработаны и успешно применены для реконструкции филогеографии и дифференциации стад европейских сигов и ряпушек аллозимные и мтДНК-маркеры.

 

Исследован аллозимный полиморфизм в товарных и искусственно воспроизводимых стадах осетровых – стерляди, байкальского, обского и ленского сибирского осетра, белуги и шипа, дана оценка генетического разнообразия (Рябова и др. 2002, 2003, 2005, 2006). Разработаны генетические маркеры осетровых, удобные для прижизненного анализа изменчивости. Установлено, что при выращивании заводской молоди белуги и севрюги в прудах при разной плотности зарыбления особи с разными генотипами достоверно различаются по выживаемости и скорости роста. Для сохранения генетического разнообразия предпочтительны условия низкой плотности. Анализ генетических и биологических параметров производителей волжского стада севрюги во время хода на нерест показал наличие повторяющейся через 11 лет динамики изменения этих параметров. Наблюдаемые негативные процессы связаны с нерациональным промыслом и искусственным воспроизводством.

 

Проведено исследование генофондов основных лесообразующих хвойных России (кедровых сосен, комплекса европейской, сибирской и гибридной «финской» елей, сосны обыкновенной) с помощью изоферментных локусов (Politov, Krutovsky, 2004; Белоконь и др. 2005 и др.). Показано, что при общей относительно слабой пространственной дифференциации ведущим фактором формирования популяционной структуры у хвойных является сочетание разных форм отбора (балансирующего и дизруптивного) при сохранении потенциальной возможности обмена генами (миграция через разлет пыльцы и распространение семян). Показано нарастание гетерозиготности с возрастом, приводящее к элиминации инбредного потомства, доля которого достигает в разных популяциях у разных видов 5-50% (Политов и др. 2006). Реконструирована филогения кедровых сосен, показана роль гибридизации в адаптации популяций у кедровых сосен и комплекса елей Палеарктики и значение сетчатого видообразавания в эволюции сем. сосновых.

 

Под руководством к.б.н., в.н.с  О.Л. Курбатовой введется изучение современных генетико-демографических процессов  в  народонаселении России в свете проблем генетической безопасности.  Анализ основных этнодемографических  и экологических факторов, влияющих на воспроизводство генофонда и структуру генетического разнообразия  многонационального населения мегаполисов (миграция, эмиграция,  брачная структура, дифференциальные смертность и плодовитость, загрязнение окружающей среды). В рамках этого направления получены следующие результаты

• Разработана модель генетико-демографического процесса в мегаполисе, позволяющая прогнозировать динамику генофонда популяции в поколениях
• Для населения Москвы разработан прогноз динамики под воздействием миграции частот аллелей для генов разной локализации (аутосомные, сцепленные с полом, митохондриальные), в том числе для генов, обуславливающих наследственные заболевания
• Для населения Москвы выявлена статистически достоверная связь между параметрами генетического груза и уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в административно-территориальных единицах мегаполиса

 

Список основных публикаций лаборатории популяционной генетики,
основанной  Юрием Петровичем Алтуховым в ИОГен РАН им. Н.И.Вавилова
за все годы ее работы

 

 

 

Публикации 2015-2017 гг.

 

В печати 2017-2018:

 

Gordeeva N. V. Morphological and genetic divergence, phylogeography and demographic history of the mesopelagic fish Ceratoscopelus warmingii (Lowe, 1839) in the South Atlantic // J. Fish Biology 2017. V. (в печати).

 

Moskalev A. А., Kudryavtseva A. V., Grafodatsky A. S., Beklemisheva V. R., Serdyukova N. A., Krutovsky K. V., Sharov V. V., Kulakovsky I. V., Lando A. S., Kasianov A. S., Snezhkina A. V., Kuzmin D. A., Putintseva Y. A., Feranchuk S. I., Shaposhnikov M. V., Fraifeld V., Toren M., Sitnik V. V. De novo assembling and primary analysis of genome and transcriptome of gray whale Eschrichtius robustus // BMC Evolutionary Biology. 2017. V. (accepted).

 

Нечаева А. В., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Сарычев Е. И., Бёме И. Р. Генетическая изменчивость чукотско-камчатской популяции кречета (Falcorusticolus, Falconiformes, Falconidae) на основании анализа ядерных микросателлитных локусов // Зоологический журнал. 2018. Т. 97. № 3. С. (в печати).

 

Селюков А. Г., Ефремова Е. В., Бондаренко Г. Н., Микодина Е. В. Ранний гаметогенез сиговых рыб Сибири. Москва: Издательство ВНИРО, 2018. 200 с. (в печати).

 

Салменкова Е.А. Популяционные системы, метапопуляции, биокомплексность // Успехи совр. биологии. 2018. Т. 137. С.000-000 (в печати).

 

Тетушкин Е. Я. О месте человека в царстве животных (часть I) // Человек. 2017. №  (в печати).

 

Удина И. Г., Веремейчик В. М., Грачева А. С., Победоносцева Е. Ю., Курбатова О. Л., Цыбовский И. С. Разработка судебных референтных баз ДНК-данных для Москвы и Минска с учетом генетико-демографических процессов // Мат-лы Междунар. симпозиума по геномике, приуроченного к Году науки в Республике Беларусь. 21 – 23 ноября 2017 года. Минск, Республика Беларусь. 2017. (в печати).

 

2016

 

Abdulai I., Krutovsky K. V., Finkeldey R. Morphological and genetic diversity of Shea tree (Vitellaria paradoxa) in the Savannah regions of Ghana // Genetic Resources and Crop Evolution. 2016. V. № P. (http://link.springer.com/article/10.1007/s10722-016-0434-8).

 

Babushkina E. A., Vaganov E. A., Grachev A. M., Oreshkova N. V., Belokopytova L. V., Kostyakova T. V., Krutovsky K. V. The effect of individual genetic heterozygosity on general homeostasis, heterosis and resilience in Siberian larch (Larix sibirica Ledeb.) using dendrochronology and microsatellite loci genotyping // Dendrochronologia. 2016. V. 38. P. 26-37.

 

Dulmaa A., Slynko Y. V., Gordon N. Y., Stolbunova V. V., Politov D. V. Coregonus peled Gmelin, (Teleostei: Salmoniformes: Coregonidae) transplanted into enclosed Lake Ulaagchny-Khar-Nuur (Western Mongolia) shows no evidence of hybridization with other introduced Coregonus species //Сибирский экологический журнал. 2016. V. № 2. P. 202-207  DOI: 10.15372/SEJ20160204.

 

Johnson J. S., Gaddis K. D., Cairns D. M., Lafon C. W., Krutovsky K. V. Plant responses to global change: Next generation biogeography // Physical Geography. 2016. V. 37. № 2. P. 93–119 DOI: 10.1080/02723646.2016.1162597.

 

Koralewski T. E., Mateos M., Krutovsky K. V. Conflicting genomic signals affecting phylogenetic inference in four species of North American pines // AoB Plants. 2016 V. 8. P. plw019 doi:10.1093/aobpla/plw019

 

Lu M., Krutovsky K. V., Nelson C. D., Koralewski T. E., Byram T. D., Loopstra C. A. Exome genotyping, linkage disequilibrium and population structure in loblolly pine (Pinus taeda L.) // BMC Genomics. 2016. V. 17. № 730. P. DOI 10.1186/s12864-016-3081-8.

 

Sadovsky M. G., Putintseva Y. A., Birukov V. V., Novikova S., Krutovsky K. V. De novo assembly and cluster analysis of Siberian larch transcriptome and genome // Lecture Notes in Bioinformatics. 2016. V. 9656. P. 455-464.

 

Sukhanova L., Politov D., Wanzenböck J., Winfield I. Biology and Management of Coregonid Fishes – 12th ISBMCF // Fundamental and Applied Limnology. 2017. V. 189. № 3. P. 177-179 DOI: 10.1127/fal/2017/1028.

 

Tsuda Y., Chen Y., Stocks M., Källman T., Sønstebø J. H., Parducci L., Semerikov V., Sperisen C., Politov D., Ronkainen T., Väliranta M., Vendramin G. G., Tollefsrud M. M., Lascoux M. The extent and meaning of hybridization and introgression between Siberian spruce (Picea obovata) and Norway spruce (Picea abies): cryptic refugia as stepping stones to the west? // Molecular Ecology. 2016. V. 25. № 12. P. 2773–2789 doi:10.1111/mec.13654.

 

Zhang C., Finkeldey R., Krutovsky K. V. Genetic diversity and parentage analysis of aspen demes // New Forests. 2016. V. 47. № 1. P. 143-162.

 

Белоконь М. М., Политов  Д. В., Мудрик Е. А., Полякова Т. А., Шатохина А. В., Белоконь Ю. С., Орешкова Н. В., Путинцева Ю. А., Шаров В. В., Кузмин Д. А., Крутовский К. В. Разработка микросателлитных маркеров сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour) по результатам полногеномного de novo секвенирования // Генетика. 2016. Т. 52. № 12. С. 1418–1427.

 

Гуленко О. В., Удина И. Г. Генетические особенности предрасположенности к кариесу зубов у детей с врожденными пороками развития ЦНС // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия «Естественные и технические науки». 2016. № 8. С. 78-83.

 

Карпова Е. А., Полякова Т. А., Бочкин В. Д. Флавоноиды листьев Spiraea media var. media Schmidt и Spiraea media var. sericea (Turcz.) Regel // Растительный мир Азиатской России. 2016. Т. № 2(22). С. 56-63.

 

Курбатова О. Л., Янковский Н. К. Миграция – основной фактор популяционной динамики городского населения России // Генетика. 2016. Т. 52. № 7. С. 831-851.

 

Мудрик Е. А., Шатохина А. В., Полякова Т. А., Бондаренко Г. Н., Политов Д. В. Генетический статус ели на северной границе ареала в Европейской части России // Материалы межрегиональной научно-практической школы-конференции “Биологические ресурсы: изучение, использование, охрана” (г. Вологда, 26-27 февраля 2016 г.). Вологда: ВоГУ, 2016. P. 85-88.

 

Мудрик Е. А., Кашенцева Т. А., Политов Д. В. Длительное сохранение сперматозоидов у стерха (Grus leucogeranus Pallas): анализ отцовства и родства при искусственном осеменении // Онтогенез. 2016. V. № 3. P. 131-137.

 

Политов Д. В., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Полякова Т. А., Шатохина А. В., Мудрик Е. А., Ханов Н. А., Шестибратов К. А. Микросателлитный анализ клональности и индивидуальной гетерозиготности в природных популяциях осины, Populus tremula L.: обнаружение высокогетерозиготного клона // Генетика. 2016. Т. 52. № 6. С. 728-732  DOI: 10.7868/S0016675816060102.

 

Салменкова Е.А. Генетическое взаимодействие между симпатричными популяциями близких видов гольцов – мальмы Salvelinus malma и белого гольца Salvelinus albus // Генетика. 2016. Т. 52. № 1. С. 84–89. DOI: 10.7868/S0016675816010124.

 

Салменкова Е.А. Механизмы хоминга лососевых рыб // Усп. совр. биол. 2016. Т. 136. № 6. С. 611–625.

 

Тётушкин Е. Я. Гены забытых предков (размышления о генеалогии, генетике и личностной идентичности, часть I) // Человек. 2016. № 6. С. 18-32.

 

2015

Dasgupta M. G., Dharanishanthi V., Agarwal I., Krutovsky K. V. Development of genetic markers in Eucalyptus species by target enrichment and exome sequencing // PLoS One. 2015. V. 10. № 1. P. e0116528. doi:10.1371/journal.pone.011652.

 

Gordeeva N. V., Alekseyev S. S., Matveev A. N., Samusenok V. P. Parallel evolutionary divergence in Arctic charrs Salvelinus alpinus complex from Transbaikalia: variation in differentiation degree and segregation of genetic diversity among sympatric forms // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 2015. V. 72. P. 96-115.

 

Makeeva V. M., Smurov A. V., Politov D. V., Belokon M. M., Belokon Y. S., Suslova E. G., Kalinin A. A. Technology for restoring and maintaining sustainability of populations: Practical and theoretical results of genourbanology // The Open Conference Proceedings Journal. Bentham Science Publishers (Netherlands). 2015. V. 6. P. 1-9.

 

Politov D. V., Belokon M. M., Belokon Y. S., Polyakova T. A., Shatokhina A. V., Mudrik E. A., Azarova A. B., Filippov M. V., Shestibratov K. A. Application of microsatellite loci for molecular identification of elite genotypes, analysis of clonality and genetic diversity in aspen Populus tremula L. (Salicaceae) // International Journal of Plant Genomics. 2015. V. 2015. № P. 11 pages dx.doi.org/10.1155/2015/261518.

 

Sadovsky M. G., Bondar E. I., Putintseva Y. A., Oreshkova N. V., Vaganov E. A., Krutovsky K. V. Seven-cluster structure of larch chloroplast genome // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2015. V. 8. № 3. P. 268.

 

Sadovsky M. G., Birukov V. V., Putintseva Y. A., Oreshkova N. V., Vaganov E. A., Krutovsky K. V. Symmetry of Siberian larch transcriptome // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2015. V. 8. № 3. P. 278.

 

Гордеева Н. В., Салменкова Е. А., Прусов С. В. Динамика биологических и популяционно-генетических показателей у горбуши Oncorhynchus gorbuscha, вселенной в бассейн Белого моря // Вопросы ихтиологии. 2015. Т. 55. № 1. С. 45-53

 

Макеева В. М., Смуров А. В., Политов Д. В., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Суслова Е. Г., Леонтьева О. А., Калинин А. А., Титова С. В. Практические и теоретические результаты нового научного направления - геноурбанологии // Жизнь Земли. Науки о Земле, экология, история науки, музеология. М.: Издательство Московского университета, 2015. С. 84-97.

 

Мудрик Е. А., Кашенцева Т. А., Политов  Д. В. Интеграция молекулярных подходов в программу создания резервного генофонда редкого вида журавлей стерха (Grus leucogeranus Pallas) // Успехи современной биологии. 2015. Т. 135. № 2. С. 139-147.

 

Мудрик Е. А., Кашенцева Т. А., Постельных К. А., Г.В. Н., Политов Д. В. Соотношение полов в потомстве искусственной популяции стерха (Grus leucogeranus Pallas) // Генетика. 2015. Т. 51. № 12. С. 1439–1443.

 

Мудрик Е. А., Кашенцева Т. А., Редчук П. С., Политов Д. В. Данные микросателлитной изменчивости подтверждают низкую генетическую дифференциацию западного и восточного подвидов серого журавля (Grus grus L.) // Молекулярная биология. 2015. Т. 49. № 2. С. 297–304.

 

Мудрик Е. А., Полякова Т. А., Шатохина А. В., Бондаренко Г. Н., Политов Д. В. Пространственное распределение гаплотипов второго интрона гена nad1 в популяциях ели комплекса Picea abies – P. obovata // Генетика. 2015. Т. 51. № 10. С. 1117–1125.

 

Полякова Т. А., Муратова Е. Н. Кариологическое исследование некоторых видов рода Spiraea (Rosaceae) флоры Дальнего Востока и Восточной Сибири // Растительный мир Азиатской России. 2015. № 2(18). С. 23-26.

 

Семериков В. Л., Путинцева Ю. А., Орешкова Н. В., Крутовский К. В. Разработка новых маркеров митохондриальной ДНК сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) для популяционно-генетических и филогеографических исследований // Генетика. 2015. V. 51. № 12. P. 1199-1203.

 

Тетушкин Е. Я. Существуют ли расы человека? // Человек. 2015. № 1. С. 5-31.

 

Удина И. Г., Бутовская М. Л., Бутовская П. Р., Васильев Ю. А., Веселовская Е. В., Грачева А. С., Хаджалдиева Е. А., Лысенко В. В. Антропогенетическое изучение спортсменов-единоборцев: установление комплексных характеристик, обусловливающих адаптацию к сверхвысоким спортивным нагрузкам // (В. А. Шахнов, ред.) Сборник научно-популярных статей и фотоматериалов. 2015. Вып. 18. С. 366-383.