ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2019-1-150-158ecodag-1527Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF PRESENTATIONSПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ СПЕКТРОВ РЫБPROBLEMS OF USING MOLECULAR-GENETIC METHODS FOR THE STUDY OF FISH FEEDINGДзюбаЕ. В.DzyubaE. V.

Елена В. Дзюба, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией ихтиологии

Иркутск

Yelena V. Dzyuba, Ph.D., Head of Laboratory of Ichthyology

Irkutsk 

КондратовИ. Г.KondratovI. G.

Илья Г. Кондратов, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории аналитической биоорганической химии

Иркутск

Ilya G. Kondratov, Ph.D., Leading Researcher Laboratory of Analytical and Bioorganic Chemistry

Irkutsk 

КирильчикС. В.KirilchikS. V.

Сергей В. Кирильчик, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории ихтиологии

Иркутск

Sergei V. Kirilchik, Ph.D., Senior Researcher Laboratory of Ichthyology

Irkutsk 

ХанаевИ. В.KhanaevI. V.

Игорь В. Ханаев, старший научный сотрудник лаборатории ихтиологии

Иркутск

Irkutsk 

ДеникинаН. Н.DenikinaN. N.

Наталья Н. Деникина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории аналитической биоорганической химии

ул. Улан-Баторская, 3, а/я 278, г. Иркутск, 664033

Natalia N. Denikina, Ph.D., Senior Researcher Laboratory of Analytical and Bioorganic Chemistry

Ulan-Batorskaya 3, Irkutsk 664033

denikina@lin.irk.ruНебесныхИ. А.NebesnykhI. A.

Иван А. Небесных, кандидат биологических наук, ведущий инженер лаборатории ихтиологии

Иркутск

Ivan A. Nebesnykh, Ph.D., Lead Engineer Laboratory of Ichthyology

Irkutsk 

БогдановБ. Э.BogdanovB. E.

Бахтиар Э. Богданов, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории ихтиологии

Иркутск

Bakhtiar E. Bogdanov, Ph.D., Researcher Laboratory of Ichthyology

Irkutsk 

ПолыновВ. А.PolynovV. A.

Владимир А. Полынов, кандидат биологических наук, доцент

Иркутск

Vladimir A. Polynov, Ph.D., Associate Professor

Irkutsk 

КулаковаН. В.KulakovaN. V.

Нина В. Кулакова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории геносистематики

Иркутск

Nina V. Kulakova, Ph.D., Senior Researcher Laboratory of Genosystematics

Irkutsk 

Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наукРоссияLimnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian Federation201904042019141150158Copyright © Дзюба Е.В., Кондратов И.Г., Кирильчик С.В., Ханаев И.В., Деникина Н.Н., Небесных И.А., Богданов Б.Э., Полынов В.А., Кулакова Н.В., 20192019Дзюба Е.В., Кондратов И.Г., Кирильчик С.В., Ханаев И.В., Деникина Н.Н., Небесных И.А., Богданов Б.Э., Полынов В.А., Кулакова Н.В.Dzyuba E.V., Kondratov I.G., Kirilchik S.V., Khanaev I.V., Denikina N.N., Nebesnykh I.A., Bogdanov B.E., Polynov V.A., Kulakova N.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1527

Целью являлась апробация молекулярно-генетических методов анализа содержимого желудков рыб на примере малоглазой широколобки Abyssocottus korotneffi Berg, 1906.

Методы

Методы. Сбор проб осуществляли с борта научно-исследовательского судна «Г.Ю. Верещагин» в августе 2017 г. в северной котловине озера Байкал. Для исследования питания рыб проводили отработку выделения ДНК и подбор условий проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР). Фрагмент гена СО1 амплифицировали из суммарной ДНК, выделенной из содержимого желудков рыб. Состав кормовых организмов исследовали на основании анализа нуклеотидных последовательностей, клонированных в плазмидный вектор pJET.

Результаты

Результаты. В составе пищи рыб детектирован один вид амфипод наиболее близкий к Odontogammarus calcaratus Dybowsky, 1874. Кроме этого, в исследованных образцах обнаружены последовательности рогатковидных рыб. До настоящего времени сведения о наличии рыб в пищевом спектре этого вида отсутствовали.

Выводы

Выводы. Основной проблемой использования молекулярно-генетических методов в исследовании пищевых спектров рыб является недостаточная представленность ваучерных последовательностей гена СО1 байкальских организмов в базах данных генетической информации. Несмотря на перспективность использования анализа гена СО1 для изучения спектров питания рыб, разрешающая способность этого гена не позволяет проводить дифференциацию между особями одного вида.

The aim of the study was an approbation of molecular-genetic methods for an analysis of contents of fish stomachs of Abyssocottus korotneffi Berg, 1906, as an example.

Methods

Methods. Sampling carried out at the board of the research vessel «G.Yu. Vereshchagin» in August 2017 in the northern basin of Lake Baikal. To study a fish feeding, testing of a DNA extraction methods and PCR conditions was performed. A fragments of the CO1 gene were amplified from total DNA isolated from the contents of the fish stomachs. The composition of food was studied based on the analysis of nucleotide sequences cloned into the plasmid pJET vector.

Results

Results. One species of amphipods closest to Odontogammarus calculator Dybowsky, 1874 was detected in fish food. In addition, sequences of cottoid fish were found in the studied samples. To date, information about a presence of fish in the food spectrum of this species was absent.

Conclusions

Conclusions. The main problem of using molecular-genetic methods in studies of fish food spectrum is not enough number of data of voucher sequences of the CO1 gene of Baikal organisms in the genetic databases. Despite on advantages of analysis of the CO1 gene in studies of fish food feeding, this approach does not allow to distinguish between organisms of the same species.

молекулярно-генетические методыСО1содержимое желудковпищевые спектрыAbyssocottus korotneffiозеро Байкалmolecular genetic methodsCO1contents of the stomachsfish feedingAbyssocottus korotneffiLake BaikalReferencesРешетников Ю.С., Попова О.А. О методиках полевых ихтиологических исследований и точности полученных результатов // Труды ВНИРО: Водные биологические ресурсы. 2015. Т. 156. С. 114-131.Reshetnikov Yu.S., Popova O.A. About Field Ichthyological Methods and Errors in Our Conclusions. Trudy VNIRO: Vodnye biologicheskie resursy [Trudy VNIRO: Aquatic Biological Resources]. 2015, vol. 156, pp. 114-131. (In Russian)Saikia S.K. On the methodology of feeding ecology in fish // European Journal of Ecology. 2016. V. 2. Iss. 1. P. 35-46. Doi: 10.1515/eje-2016-0004Saikia S.K. On the methodology of feeding ecology in fish. European Journal of Ecology, 2016, vol. 2, iss. 1, pp. 35-46. DOI: 10.1515/eje-2016-0004Buckland A., Baker R., Loneragan N., Sheaves M. Standardising fish stomach content analysis: the importance of prey condition // Fisheries Research. 2017. V. 196. P. 126-140. Doi: 10.1016/j.fishres.2017.08.003Buckland A., Baker R., Loneragan N., Sheaves M. Standardising fish stomach content analysis: the importance of prey condition. Fisheries Research, 2017, vol. 196, pp. 126-140. Doi: 10.1016/j.fishres.2017.08.003Symondson W.O.C. Molecular identification of prey in predator diets // Molecular Ecology. 2002. V. 11. N 4. P. 627-641. Doi: 10.1046/j.1365-294X.2002.01471.xSymondson W.O.C. Molecular identification of prey in predator diets. Molecular Ecology, 2002, vol. 11, no. 4, pp. 627-641. Doi: 10.1046/j.1365-294X.2002.01471.xCarreon-Martinez L., Johnson T.B., Ludsin S.A., Heath D.D. Utilization of stomach content DNA to determine diet diversity in piscivorous fishes // Journal of Fish Biology. 2011. V. 78. Iss. 4. P. 1170-1182. Doi: 10.1111/j.1095-8649.2011.02925.xCarreon-Martinez L., Johnson T.B., Ludsin S.A., Heath D.D. Utilization of stomach content DNA to determine diet diversity in piscivorous fishes. Journal of Fish Biology, 2011, vol. 78, iss. 4, pp. 1170-1182. Doi: 10.1111/j.1095-8649.2011.02925.xHarms-Tuohy C.A., Schizas N.V., Appeldoorn R.S. Use of DNA metabarcoding for stomach content analysis in the invasive lionfish Pterois volitans in Puerto Rico // Marine Ecology Progress Series. 2016. V. 558. P. 181-191. Doi: 10.3354/meps11738Harms-Tuohy C.A., Schizas N.V., Appeldoorn R.S. Use of DNA metabarcoding for stomach content analysis in the invasive lionfish Pterois volitans in Puerto Rico. Marine Ecology Progress Series, 2016, vol. 558, pp. 181-191. Doi: 10.3354/meps11738Kuznedelov K.D., Dziuba E.V. The determination of the species classification of Baikal planarian cocoons found in the stomach of the black grayling (Thymallus arcticus baicalensis) by a comparative analysis of the nucleotide sequences of the ribosomal RNA gene // Journal of General Biology. 1999. V. 60. N 4. P. 445-450.Kuznedelov K.D., Dziuba E.V. The determination of the species classification of Baikal planarian cocoons found in the stomach of the black grayling (Thymallus arcticus baicalensis) by a comparative analysis of the nucleotide sequences of the ribosomal RNA gene. Journal of General Biology, 1999, vol. 60, no. 4, pp. 445-450.Талиев Д.Н. Бычки-подкаменщики Байкала / Ред. Д.В. Наливкин. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1955. 603 с.Taliev D.N. Bychki-podkamenshchiki Baikala [Bychki-podkamenshchiki Baikala (Cottoidei of Lake Baikal)]. Moscow, Leningrad, USSR Academy of Sciences Publ., 1955, 603 p. (In Russian)Сиделева В.Г., Механикова И.В. Пищевая специализация и эволюция керчаковых рыб (Cottoidei) озера Байкал // Труды Зоологического Института АН ССР. 1990. Т. 222. С. 144- 161.Sideleva V.G., Mechanikova I.V. Feeding preference and evolution of the Cottoid of the Lake Baikal. Trudy Zoologicheskogo Instituta AN SSR [Proceedings of the Zoological Institute]. 1990, vol. 222, pp. 144-161. (In Russian)Folmer O., Black M., Hoeh W., Lutz R., Vrijenhoek R. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates // Molecular Marine Biology and Biotechnology. 1994. V. 3. Iss. 5. P. 294-299.Folmer O., Black M., Hoeh W., Lutz R., Vrijenhoek R. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 1994, vol. 3, iss. 5, pp. 294-299.Leray M., Yang J.Y., Meyer C.P., Mills S.C., Agudelo N., Ranwez V., Boehm J.T., Machida R.J. A new versatile primer set targeting a short fragment of the mitochondrial COI region for metabarcoding metazoan diversity: application for characterizing coral reef fish gut contents // Frontiers in Zoology. 2013. V. 10. Iss. 34. P. 1-14. Doi: 10.1186/1742-9994-10-34Leray M., Yang J.Y., Meyer C.P., Mills S.C., Agudelo N., Ranwez V., Boehm J.T., Machida R.J. A new versatile primer set targeting a short fragment of the mitochondrial COI region for metabarcoding metazoan diversity: application for characterizing coral reef fish gut contents. Frontiers in Zoology, 2013, vol. 10, iss. 34, pp. 1-14. Doi: 10.1186/1742-9994-10-34Geller J., Meyer C., Parker M., Hawk H. Redesign of PCR primers for mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I for marine invertebrates and application in all-taxa biotic surveys // Molecular Ecology Resources. 2013. V. 13. Iss. 5. P. 851-861. Doi: 10.1111/1755-0998.12138Geller J., Meyer C., Parker M., Hawk H. Redesign of PCR primers for mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I for marine invertebrates and application in all-taxa biotic surveys. Molecular Ecology Resources, 2013, vol. 13, no. 5, pp. 851-861. Doi: 10.1111/1755-0998.12138Гоманенко Г.В., Камалтынов Р.М., Кузьменкова Ж.В., Беренос К., Щербаков Д.Ю. Популяционная структура байкальского бокоплава Gmelinoides fasciatus (Stebbing) // Генетика. 2005. Т. 41. N 8. C. 1108-1114. Doi: 10.1007/s11177-005-0179-5Gomanenko G.V., Kamaltynov R.M., Kuzmenkova Zh.V., Sherbakov D.Yu., Bêrênos K. Population structure of the Baikalian amphipod Gmelinoides fasciatus (Stebbing). Russian Journal of Genetics, 2005, vol. 41, no. 8, pp. 907-912. Doi: 10.1007/s11177-005-0179-5Pereira L.S., Keppeler F.W., Agostinho A.A., Winemiller K.O. Is there a relationship between fish cannibalism and latitude or species richness? // PLoS One. 2017. V. 12. Iss. 1. e0169813. Doi: 10.1371/journal.pone.0169813Pereira L.S., Keppeler F.W., Agostinho A.A., Winemiller K.O. Is there a relationship between fish cannibalism and latitude or species richness? PLoS One, 2017, vol. 12, iss. 1, e0169813. Doi: 10.1371/journal.pone.0169813Pereira L.S., Agostinho A.A., Winemiller K.O. Revisiting cannibalism in fishes // Reviews in Fish Biology and Fisheries. 2017. V. 27. P. 499-513. Doi: 10.1007/s11160-017-9469-yPereira L.S., Agostinho A.A., Winemiller K.O. Revisiting cannibalism in fishes. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2017, vol. 27, pp. 499-513. Doi: 10.1007/s11160-017-9469-y

The authors declare that there are no conflicts of interest present.