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

Заведующий лабораторией - доктор биологических наук Политов Дмитрий Владиславович

тел: (499) 135-50-67

e-mail: dvp(at)vigg.rudmitri.p17(at)gmail.com

Лаборатория популяционной генетики основана в 1972 г., в 2007 г. присвоено имя акад. Ю.П. Алтухова.

 

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