Анисимова А.А.

Дальневосточный государственный университет, Владивосток

Цитофотометрическое исследование содержания ДНК

у 12 видов двустворчатых моллюсков Японского моря

Методом цитофотометрии на давленых препаратах, окрашенных по Фельгену, определяли содержание ДНК в диплоидных ядрах нейронов 12 видов двустворчатых моллюсков залива Петра Великого Японского моря, относящихся к 8 семействам из 2 подклассов: Pteriomorphia и Heterodonta (список видов представлен в таблице). Цитофотометрическое измерение условной массы ДНК-фуксина производили при длине волны 550 нм с помощью компьютерного анализатора изображений на базе микроскопа Amplival (Carl Zeizz), оборудованного видеокамерой высокого разрешения (MTC-5C23B, Hitron Systems Ink.). С помощью программы Adobe PhotoShop определяли оптическую плотность ДНК-фуксина на один пиксель изображения, а также площадь измеряемого ядра в пикселях. Путем перемножения этих параметров получали значение условной массы ДНК-фуксина в ядре, которое затем переводили в пикограммы, используя следующую пропорцию: абс. 2С масса ДНК_{Crassostrea gigas}/усл. 2С масса ДНК-фуксина_{Crassostrea gigas}= абс. 2С масса ДНК_Х /усл. 2С масса ДНК-фуксина_Х, где х – любой из исследуемых видов. Диплоидное значение вида Crassostrea gigas (Thunberg, 1793) определено как 1,82 ± 0,04 пг (Gonzalez-Tizon et al., 2000) и использовано нами в качестве стандарта.

Содержание ДНК значительно варьирует в классе Bivalvia и отличается даже в пределах отдельных семейств (таблица). Так, в семействе Mytilidae (Pteriomorphia) значения диплоидной массы генома изменялась от 2.57 ± 0.03 пг для Mytilus trossulus до 6.80 ± 0.06 пг для Modiolus kurilensis. Наименьшее значение 2С ДНК в подклассе Pteriomorphia было обнаружено у устрицы Crassostrea gigas (Ostreidae) – 1.82 ± 0.03 пг, наибольшее значение – у модиолуса Modiolus kurilensis (Mytilidae) – 6.80 ± 0.06 пг. Таким образом, различия между крайними значениями в подклассе достигают 4 крат (таблица).

Таблица

Диплоидная масса ДНК изученных видов Bivalvia из Японского моря

Систематическое положение видов

Масса ДНК, пг

Subclass Pteriomorphia Family Arcidae Lamark, 1809 Arca boucardi Jousseaume, 1894 Anadara broughtoni (Schrenck, 1867) Family Mytilidae Rafinesque, 1815 Mytilus trossulus Gould, 1850 Crenomytilus grayanus (Dunker, 1853) Modiolus kurilensis Bernard, 1983 Family Ostreidae Rafinesque, 1815 Crassostrea gigas (Thunberg, 1793) Family Pectinidae Rafinesque, 1815 Mizuhopecten yessoensis (Jay, 1857) Subclass Heterodonta Neumayr, 1884 Family Mactridae Lamark, 1809 Spisula sachalinensis (Schrenck, 1862) Family Corbiculidae Gray, 1847 Corbicula japonica Prime, 1864 Family Veneridae Rafinesque, 1815 Callithaca adamsi (Reeve, 1850) Dosinia japonica (Reeve, 1850) Family Myidae Lamark, 1809 Mya arenaria Linnaeus, 1758

3.31 ± 0.07 2.89 ± 003 2.57 ± 0.03 4.22 ± 0.06 6.80 ± 0.06 1.82 ± 0.03 3.38 ± 0.03 2.82 ± 0.03 3.86 ± 0.03 3.94 ± 0.05 4.03 ± 0.05 2.79 ± 0.02

В подклассе Heterodonta наименьшие значения диплоидной массы ДНК были зарегистрированы у Mya arenaria (Myidae) и Spisula sachalinensis (Mactridae) – они составили 2.79 ± 0.02 пг и 2.82 ± 0.03 пг соответственно. Наивысшие значения внутри подкласса показаны для представителей семейства Veneridae – Callithaca adamsi (3.94 ± 0.05 пг) и Dosinia japonica (4.03 ± 0.05 пг). Таким образом, в подклассе Heterodonta разброс размера генома у изученных видов не превышал 1,5 крат и был выражен в меньшей степени по сравнению с подклассом Pteriomorphia (таблица). В целом, внутри каждого подкласса наиболее высокие значения содержания ДНК наблюдались у представителей наиболее генерализованных семейств – Mytilidae в подклассе Pteriomorphia и Veneridae в подклассе Heterodonta – по сравнению с семействами более специализированными, такими как, например, Ostreidae и Mactridae. Это наблюдение согласуется с гипотезой Hinegardner (1974) о том, что специализация видов двустворчатых моллюсков (в результате их широкой радиации в разные экологические ниши), наряду с утратой ряда характерных для Bivalvia структур, могла сопровождаться уменьшением количества ДНК. Кроме того, экстремально высокое значение размера генома, установленное нами для модиолуса Modiolus kurilensis (6,8 пг), почти в два раза превышающее значение 3.8 пг, известное для Modiolus sp. (Hinegardner, 1974), наводит на мысль о полиплоидном происхождении этого вида. Таким образом, присутствие высокоспециализированных видов с одной стороны и возможность дупликации целых геномов (или их частей) с другой могли бы лежать в основе широкой вариации содержания ДНК в классе Bivalvia.

Работа выполнена при поддержке Фонда US CRDF (RUXO-003-VL-06) и Министерства Образования и Науки Российской Федерации (RNP.2.1.1.2641).

Список литературы:

Gonzalez-Tizon A.M., Martinez-Lage A., Rego I., Ausio J., Mendez J. 2000. DNA content, karyotypes, and chromosomal location of 18S-5.8S-28S ribosomal loci in some species of bivalve mollusks from the Pacific Canadian coast // Genome. 43: 1065-1075.

Hinegardner R. 1974. Cellular DNA content of the Mollusca // Comp. Biochem. Physiol. 47A: 447-460.