Evaluation of the genetic structure of the breeding Common Tern (Sterna hirundo) population by means of microsatellite markers

Abstract

Upinių žuvėdrų (Sterna hirundo) populiacijos genetinės įvairovės tyrimams audinių pavyzdžiai surinkti iš Lietuvos teritorijoje (Nemuno ir Dauguvos upių baseinuose ties Kalviais, Kietaviškėmis, Nemuno delta, Lazdijais, Kretuono ežero saloje, ties Zarasais bei Ignalina) įsikūrusiose kolonijose perinčių paukščių. Panaudojus 11 pradmenų porų, sukurtų mikrosatelitinių sekų analizei taksonomiškai artimose rūšyse, nustatyti upinių žuvėdrų alelių dažniai 11 polimorfinių lokusų. Heterozigotiškumas atskirose kolonijose įvairavo 0,1809–0,4029 ribose. Ryškių genetinio variabilumo skirtumų tarp tirtų upinių žuvėdrų kolonijų nenustatyta. Tačiau Nemuno deltos kolonijoje nustatytas mažesnis alelių skaičius lokusui, žemesnės polimorfiškumo bei vidutinio heterozigotiškumo reikšmės, atspindinčios didesnę natūraliosios atrankos įtaką šiai kolonijai. Visos populiacijos mastu nustatytas aukštas vidupopuliacinės genetinės diferenciacijos lygis (RST = 0,1545). Nuokrypis nuo Hardžio-Vainbergo pusiausvyros, pasireiškęs heterozigotų deficitu, nustatytas šešiose iš septynių upinių žuvėdrų kolonijų, kuri sąlygoja imbrydingas bei genų dreifas. Tirtosios upinių žuvėdrų kolonijos UPGMA dendrogramoje formuoja atskiras sugrupuotų kolonijų atšakas sudarydamos dvi subpopuliacijas, priskiriamas Nemuno bei Dauguvos upių baseinams, ir tai atspindi populiacijos genetinės struktūros formavimąsi priklausomai nuo didžiųjų upių baseinų

Samples of tissues of the Common Tern (Sterna hirundo) breeding in Lithuania were collected in the colonies distributed in the basins of the River Nemunas and the River Dauguva located near Kalviai, Kietaviškes, the Nemunas delta, Lazdijai, Kretuonas, Zarasai and Ignalina. By means of 11 primer pairs designed for the analysis of microsatellite loci of taxonomically close bird species, allele frequencies at 11 polymorphic loci of the Common Tern were established. The heterozygosity ranged from 0.1809 to 0.4029 in separate colonies. No significant differences in the genetic variability of the colonies under study have been detected. However, a lower genetic variability was established for the Nemunas delta colony, which reflects a greater effect of natural selection. A high genetic differentiation was calculated for the entire population (RST = 0.1545). Deviation from the Hardy–Weinberg equilibrium as a deficit of heterozygosity was detected in six out of the seven colonies investigated. It might be caused by a high level of inbreeding and a genetic drift. The Common Tern subpopulations breeding in the basins of the River Nemunas and the River Dauguva are genetically differentiated and form separate clades in the dendrogram obtained using the UPGMA algorithm. The obtained data allow a conclusion that the differences in the genetic structure of the Common Tern colonies are influenced by the geographic distribution of large rivers