Молекулярно-генетический анализ различных видов клопов-кружевниц (Heteroptera: Tingidae) по RAPD-маркерам

Изучение генетики популяций вредных насекомых имеет большое значение в понимании миграционных процессов видов, особенно инвазивных, и потока генов между популяциями. В этом отношении одними из приоритетных задач генетики популяций членистоногих являются оценка генетического сходства индивидуумов, генетического разнообразия и ДНК-полиморфизма. Выявлены универсальные для клопов-кружевниц (семейство Tingidae) RAPD-праймеры (ОРА07, ОРА09 и ОРА18). Для изучения ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия кружевных клопов с использованием отобранных праймеров проведен сравнительный ПЦР-анализ четырех видов данного семейства (Corythucha arcuata Say, Corythucha ciliata Say, Stephanitis pyri F., Monosteira unicostata Mulsant et Rey). Показано, что вид Monosteira unicostata отличался от остальных наименьшим уровнем ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия. Высокие значения ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия трех других видов свидетельствуют о большой миграционной способности этих видов насекомых и значительном внутривидовом дрейфе генов. В ходе работы на основе данных, полученных при использовании RAPD-маркеров, была проведена кластеризация видов кружевных клопов с целью определения их генетического родства. Кластерный анализ данных проводили методом UPGMA с использованием программы Popgene. Установлено, что наиболее близкими в генетическом отношении оказались виды рода Corythucha, а наиболее отдаленным от других – вид Monosteira unicostata. Показано, что метод RAPD-PCR можно с успехом использовать при анализе межвидовых различий насекомых, наряду с другими молекулярно-генетическими методами. Проведенные исследования позволили оценить эффективность выявленных в работе RAPD-праймеров для целей дифференциации видов клопов-кружевниц и получить сведения о генетическом родстве представителей семейства Tingidae. Выявленные в работе праймеры эффективны также для оценки ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия насекомых семейства Tingidae. Данный метод молекулярно-генетической диагностики позволяет проводить более эффективный мониторинг вредителей этого семейства насекомых.

1. Масляков В. Ю., Ижевский С. С. Инвазии растительноядных насекомых в европейскую часть России. М.: ИГРАН, 2011; 289 с.

2. Волкович М. Г., Мозолевская Е. Г. Десятилетний «юбилей» инвазии ясеневой изумрудной узкотелой златки Agrilus planipennis (Fairm.) (Coleoptera: Buprestidae): итоги и перспективы, Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2014;207:8-19.

3. Wen-Yan Yang, Xiao-Tian Tang, Rui-Ting Ju, Yong Zhang & Yu-Zhou Du. The population genetic structure of Corythucha ciliata (Say) (Hemiptera: Tingidae) provides insights into its distribution and invasiveness, Scientifi c Reports. 2017;7:635. DOI: 10.1038/s41598-017-00279-5

4. Guilbert E., Damgaard J., D’Haese, C. A. Phylogeny of the lacebugs (Insecta: Heteroptera: Tingidae) using morphological and molecular data, Systematic Entomology. 2014;39:431-441. DOI: 10.1111/syen.12045

5. Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J. et al. DNA polymorphism’s amplifi ed by arbitrary primers are useful as genetic markers, Nucl. Acids Res. 1990;18:6531-6535.

6. Kil V. I. Using RAPD PCR method for studying DNA polymorphism of agricultural importance arthropods, Agri Res & Tech: Open Access J. 2017;9(4):555769. DOI: 10.19080/ARTOAJ.2017.09.555769

7. Киль В. И., Гронин В. В., Крутенко Д. В., Исмаилов В. Я. О полиморфизме RAPD-маркеров у различных таксонов полужесткокрылых (Hemiptera), Сельскохозяйственная биология. 2008;1:70-76.

8. Киль В. И., Беседина Е. Н., Исмаилов В. Я. Полиморфизм ДНК и генетическое разнообразие популяций различных видов насекомых, Наука Кубани. 2010;2:21-24.

9. Киль В. И., Исмаилов В. Я., Агасьева И. С., Беседина Е. Н., Федоренко Е. В. Особенности биологии хищного клопа Perillus bioculatus F. и изучение его филогении методом ПЦР, Доклады РАСХН. 2012;3:30–33.

10. Киль В. И. Использование высокоспецифических RAPDпраймеров для ПЦР-анализа популяций вредных и полезных насекомых, Доклады РАСХН. 2014;6:21-25.

11. Киль В. И., Беседина Е. Н., Цыгикало И. С. ПЦР-анализ различных видов кокцинеллид (Coleoptera, Coccinellidae) по универсальным RAPD-маркерам, Доклады РАСХН. 2015;5:2933.

12. Киль В. И. Методика оценки ДНК полиморфизма популяций насекомых с помощью ПЦР (RAPDи ISSR-PCR): методические рекомендации. Краснодар: ООО «ПросвещениеЮг», 2009; 16 с.

13. Беседина Е. Н., Киль В. И. Универсальные RAPDпраймеры для ПЦР-анализа клопов-кружевниц (Hеteroptera: Tingidae): сб. тезисов по материалам научно-практической конференции молодых ученых Всероссийского форума по селекции и семеноводству «Русское поле 2019», 16-17 октября, Краснодар, 2019:80-81.

14. Беседина Е. Н., Киль В. И. Высокоспецифические RAPDпраймеры для ПЦР-анализа клопов-кружевниц (Heteroptera: Tingidae): сб. материалов международной научной конференции «Биосфера и человек», 24-25 октября, Майкоп, 2019:17-18.

15. Yeh F. C., Yang R. C., Boyle T. B. J., Ye Z. H., Mao J. X. POPGENE, the user-friendly shareware for population genetic analysis, version 1.31, University of Alberta and Centre for International Forestry Research, 1997: 102-120.