Study of the genetic diversity of domestic and wild reindeer (Rangifer tarandus L., 1758) populations using nuclear and mitochondrial genomic markers | Изучение генетического разнообразия домашних и диких популяций северного оленя (Rangifer tarandus L., 1758) с использованием маркеров ядерного и митохондриального геномов

Английский. The reindeer (Rangifer tarandus) is an important biological species that plays a key role in supporting livelihood of the peoples of the Far North of Russia. The aim of the research is to evaluate the genetic diversity, genetic structure, and phylogenetic relationships of domestic and wild populations of reindeer bred in the Russian Federation based on complete mitochondrial DNA CytB gene sequences and microsatellite loci polymorphism. The research was carried out in 2022. Cuts from reindeer antlers served as material. The sampling included wild reindeer from the tundra population (WLD), domestic reindeer from Nenets (NEN), Chukchi (CHU), and Even (EVN) breeds, as well as the Evenk Krasnoyarsk (EVK_KRA) and Yakut (EVK_YAK) populations. For the study of mtDNA, 123 unrelated individuals were selected. Microsatellite analysis was performed in 213 individuals of domestic breeds and 119 representatives of the wild population. An analysis of mtDNA CytB gene sequences showed that all studied populations were characterized by high haplotype diversity, 0.519 (CHU)-0.997 (WLD) and nucleotide diversity, 0.00238 (CHU)-0.00626 (WLD). According to mtDNA, a separate genetic structure of the studied reindeer populations has not been identified. An analysis of microsatellite variability showed that values of allelic richness ranged from 6.188 in CHU to 8.76 in WLD. In all 6 populations, the observed heterozygosity ranged from 0.566 (CHU) to 0.687 (EVK_YAK) and 0.693 (WLD). All the studied reindeer groups were characterized by a deficit of heterozygotes, as indicated by positive values of the fixation index, 0.11 (EVK_YAK)-0.262 (EVK_KRA). A genetic network structure analysis showed the differentiation of the Chukotka breed from the rest groups, as evidenced by the highest FST and JostD values, which varied from 0.203 and 0.488 for EVK_KRA to 0.212 and 0.564 for EVN, respectively. Based on both nuclear and mitochondrial markers, wild reindeer population showed higher genetic diversity compared to domestic populations.

Русский. Северный олень (Rangifer tarandus L., 1758) - важный биологический вид, играющий ключевую роль в жизни народов Крайнего Севера России. Цель исследования - оценка генетического разнообразия, генетической структуры и филогенетических взаимоотношений домашних и диких популяций северного оленя, разводимых на территории Российской Федерации, на основе полных последовательностей гена CytB митохондриальной ДНК и полиморфизма локусов микросателлитов. Исследования проводили в 2022 г. Материалом служили срезы с рогов северного оленя. Выборка включала диких северных оленей тундровой популяции (WLD), домашних оленей ненецкой (NEN), чукотской (CHU), эвенской (EVN) пород, а также красноярской (EVK_KRA) и якутской (EVK_YAK) популяций эвенкийской породы. Для исследования мтДНК были отобраны 123 неродственные особи. Микросателлитный анализ проводили у 213 особей домашних пород и 119 представителей дикой популяции. Анализ последовательностей гена CytB мтДНК показал, что все популяции характеризовались высоким гаплотипическим 0,519 (CHU)-0,997 (WLD) и нуклеотидным разнообразием 0,00238 (CHU)-0,00626 (WLD). По мтДНК обособленной генетической структуры исследуемых популяций северного оленя не выявили. При анализе микросателлитной изменчивости значения аллельного разнообразия находились в пределах от 6,188 у CHU до 8,76 у WLD. Во всех 6 популяциях наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,566 (CHU) до 0,687 (EVK_YAK) и 0,693 (WLD). Все группы северного оленя характеризовались дефицитом гетерозигот, на что указывали положительные значения индекса фиксации FIS = 0,11 (EVK_YAK)-0,262 (EVK_KRA). Анализ структуры генетической сети показал дифференциацию чукотской породы от остальных, о чем свидетельствуют наивысшие показатели индекса FST и критерия JostD - от 0,203 и 0,488 у EVK_KRA до 0,212 и 0,564 у EVN. Как по ядерным, так и по митохондриальным маркерам популяция диких оленей отличалась от одомашненных популяций более высоким генетическим разнообразием.